تأثير التوافقيات علي الشبكة
يشبه تأثير التوافقيات علي شبكات القوي الكهربية تأثير الإجهاد و ارتفاع ضغط الدم علي الإنسان و كما ذكرنا تزيد التوافقيات مع زيادة الأحمال اللاحظية و تتسبب التوافقيات فى ارتفاع درجة حرارة الشبكة و انخفاض كفاءة هذه ال مثل محولات القدرة و التوزيع و فقد فى القدرة الكهربية و ارتفاع الجهد بين نقطة التعادل و الأرض و كذلك انهيار المكثفات المستخدمة فى تحسين معامل القدرة و لذلك ينصح بالتقليل من استخدام الأحمال اللاحظية فى الشبكة .
- تأثير التوافقيات علي المحولات الكهربية يتسبب وجود التوافقيات فى زيادة الفقد في ملفات المحولات الابتدائية و الثانوية و كذلك الفقد في الدائرة المغناطيسية للمحولات و العزل داخل المحول و يتسبب ذلك فى ارتفاع درجة الحرارة داخل المحول و إنخفاض نسبة التحميل فيه للحفاظ علي ثبوت درجة الحرارة التي يعمل عليها و قد تتسبب التوافقيات فى سماع صوت الاهتزازات قلب المحول نتيجة لتأثيرها علي الدائرة المغناطيسية لقلب المحول و ينشأ من هذه الاهتزازات أضرار ميكانيكية علي اتزان قلب المحول .
- تأثير التوافقيات علي المحركات و المولدات : تتسبب التوافقيات فى رفع درجة حرارة المحركات و المولدات نتيجة زيادة الفقد فى الملفات و التي تنتج أساسا من ميل التيار المتردد للمرور فى قشرة ضيقة من سلك الملف فيما يعرف Skin Effect و ينتج عنه ارتفاع قيمة المقاومة التي تواجه مرور التيار فيزيد الفقد في الملفات الذي يعتمد علي مقاومة الملف و بالتالي انخفاض كفاءة التشغيل للحركات و المولدات . و تتسبب التوافقيات الخامسة و السابعة فى حدوث قوي ميكانيكية ينتج عنه اهتزازات داخل المحركات و المولدات نتيجة لتأثيرها علي الدوائر المغناطيسية داخل المحركات و المولدات و كذلك تؤثر التوافقية السادسة في عزم المحركات بالإضافة للتوافقية الخامسة و السابعة و قد يؤدي ذلك الي تدمير الأجزاء الدوارة في المحركات .
- تأثير التوافقيات علي أجهزة التحكم و الأجهزة الإلكترونية : تتأثر الأجهزة الإلكترونية و أجهزة التحكم بدرجة كبيرة فى حالة تواجد التوافقيات مما ينتج عنه تشغيل خاطئ لهذه الأجهزة و تتسبب ارتفاع درجة الحرارة و كذلك وجود تشوهات فى موجات الجهد و التيار فى حدوث هذا التشغيل الخاطئ .
- تأثير التوافقيات علي أجهزة الوقاية و مفاتيح القطع : مثل باقي الشبكة فإن التوافقيات تتسبب فى ارتفاع درجة حرارة أجهزة الوقاية و مفاتيح القطع مما يتسبب فى التشغيل الخاطئ لأجهزة الوقاية الرقمية و انهيار العزل الكهربي فى مفاتيح القطع .
- تأثير التوافقيات علي كابلات القوي و أسلاك التوصيل : تتسبب التوافقيات فى ارتفاع درجة الحرارة الكابلات و أسلاك التوصيل نتيجة للفقد فى القدرة داخل الموصلات و العزل الكهربي للكابلات مما ينشأ عنه احتمال انهيار العزل كما يتسبب فى زيادة الفقد فى الجهد نتيجة لزيادة مقاومة الموصل لارتفاع درجة حرارته كما تزداد مقاومة الموصل نتيجة لميل التيار ذات التردد العالي للتواجد فى قشرة قريبة من السطح الخارجي للموصل و هو ما يعرف باسم Skin Effect كما ذكرنا من قبل و ينتج عن هذا عدم وصول الجهد إلي المستهلك بالقيمة المطلوبة و كذلك تتسبب فى ارتفاع الجهد عند نقطة التعادل و ينشأ بسبب التوافقيات عدم اتزان في الجهود فى الشبكة .
- تأثير التوافقيات علي مكثفات تحسين معامل القدرة : تعتمد ممانعة المكثفات علي قيمة التردد حيث تتناسب عكسيا مع تردد جهود و تيارات الشبكة فإذا زادات قيمة التردد قلت قيمة الممانعة للمكثفات و زادت قيمة التيار المار فى المكثف مما ينشأ عنه زيادة فى التيار يؤدي إلي حدوث انهيار حراري له نتيجة لارتفاع درجة الحرارة و قد يحدث أن تتساوي قيمة ممانعة المثكفات مع ممانعة دوائر الحث فى الشبكة فيحدث ما يعرف بظاهرة الرنين عند تردد معين للتوافقيات يؤدي إلي حدوث زيادة فى الجهد . و للتغلب علي هذه الظاهرة ينصح باستخدام ملفات حث علي التوالي مع المكثفات بحيث لا تزيد قيمة سعتها علي 5 % إلي 7 % من سعة المكثفات مقدرة بالكيلو فار ( KVAR ) و يمثل شكل رقم 5 طريقة اتصال المكثفات مع دوائر الحث .
و ينصح فى حالة وجود توافقيا بنسبة أعلي من 20 % بالنسبة للتيار فى الاحمال المراد تحسين معامل القدرة لها باستخدام المكثف المتزامن ( Synchronous Condenser ) و هو محرك ذات تيار متردد يتم التحكم فى دوائر تغذيته لتحسين معامل القدرة و يوضح شكل رقم ( 6 ) مثال للمكثف المتزامن ( Synchronous Condenser ) .
و لكن كيف يمكن التقليل من تأثير التوافقيات ؟
يمكن التقليل من تأثير التوافقيات باستخدام الطرق الآتية :
- التقليل بقدر الإمكان من الأحمال التي تتسبب فى تواجد هذه التوافقيات بالشبكة مثل الأحمال اللاحظية و مصابيح الإضاءة الزئبقية و محولات اللحام .
- استخدام تقنيات حديثة فى دوائر التقويم فى حالة التحويل من التيار المتردد إلي المستمر و العكس .
- الاهتمام بتأريض نقطة التعادل بشكل جيد من حيث قيمة مقاومة الأرضي و الموصل المستخدم .
- استخدام ملفات علي هيئة حرف دلتا و تصغير أحجام قلوب المحولات الحديدية و كذلك استخدام نوع جيد من الصلب و عزل رقائق القلب الحديدي جيدا .
- استخدام المشرحات ( Active and Passive Filters ) و تعتبر هذه الطريقة من أكثر الطرق تكلفة للتخلص من التوافقيات .
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة أليناآ
