اول, اجازه دهید تا کمی درباره اساس توان راکتیو در سیستم توضیح دهیم. جریان راکتیو در هر سیستم الکترونیکی ایجاد می شود.
نه تنها بارهای بزرگ, بلکه بارهای کوچک تر نیز نیازمند توان راکتیو هستند. ژنراتورها و موتورها توان راکتیوی را تولید می کنند که سبب ایجاد بارهای غیر ضروری و تلفات توان در خطوط می شوند.
شکل ۱, بلوک دیاگرامی را برای بارگذاری شبکه نشان می دهد.
بارگذاری اولیه خازنی بارگذاری اولیه القایی
شکل ۱- دیاگرام معادل یک شبکه با بارگذاری متفاوت, a) مدار معادل, دیاگرام فازور
توان راکتیو برای تولید میدان های مغناطیسی, در موتورها, ترانسفورمرها و ژنراتورها مورد نیاز است. این توان بین منبع و بار نوسان می کند و یک بارگذاری اضافی را نشان می دهد.
شرکت های تولید توان و مصرف کنندگان این انرژی الکتریکی تا حد ممکن در صدد کاهش این معایب هستند. از طرف دیگر, بارهای غیرخطی و اینورترهای کنترل فاز سبب ایجاد هارمونیک های می گردد, که به نوبه خود باعث تغییرات ولتاژ و کاهش در فاکتور توان می گردد. برای کاهش این هارمونیک ها, مدارات مقاومت سری ( فیلتر) به کار می روند.
اکنون, اجازه دهید تا چند مثال برای محاسبه کردن این حالت به صورت زیر مطرح کنیم:
۱٫ تعیین توان خازنی
۲٫ توان خازنی با فاکتور k
۳٫ تعیین سطح مقطع کابل
۴٫ محاسبه مقدار c/k
مثال ۱: تعیین توان خازنی
باری دارای توان موثر P=50kW در ۴۰۰ ولت می باشد و فاکتور توان از ۰٫۷۵ به ۰٫۹۵ جبران می شود. مقدار توان خازنی مورد نیاز را تعیین کنید. توان و جریان قبل از جبران سازی عبارتند از:
[restrict ]
جریان و توان بعد از جبران سازی برابرند با:
توان خازنی مورد نیاز برابر است با:
مثال ۲: توان خازنی با فاکتور k
توان خازنی با فاکتور k می تواند برای یک توان موثر داده شده, محاسبه شود. فاکتور k از جدول ۱ مشخص شده به خازن تعیین شده مورد نیاز برای تصحیح فاکتور توان ( که در زیر مشاهده می شود) و توان موثر ضرب می شود نتیجه به دست آمده توان خازنی مورد نیاز است.
برای افزایش فاکتور توان از ۰٫۷۵ به ۰٫۹۵, از جدول۱, فاکتور k=0.55 را بدست می آوریم.
مثال ۳: تعیین سطح مقطع کابل
یک توان سه فاز ۲۵۰ کیلو وات با ولتاژ خط ۴۰۰ ولت در ۵۰ هرتز, بر روی یک کابل به طول ۸۰ متر منتقل می شود. افت ولتاژ نباید بیش از ۱۶V= 4% باشد. فاکتور توان از ۰٫۷ به ۰٫۹۵ افزایش می یابد. سطح مقطع مورد نیاز کابل چقدر است؟
جریان مصرفی قبل از جبران سازی برابر است با:
مصرف جریان پس از جبران سازی برابر است با:
مقاوت موثر هر واحد طول برای ۵۱۶ A برابر است با:
مطابق با جدول ۲ ( پایین را ببینید) باید کابلی با سطح مقطع ۴ x 95 mm2 انتخاب نماییم. مقاومت موثر هر واحد طول برای ۳۸۰ A برابر است با:
در اینجا , سطح مقطعی به صورت ۴x70mm2 مورد نیاز است. همانطوری که این مثال نشان می دهد, فاکور توان بهبود یافته باعث کاهش هزینه ها به دلیل کاهش سطح مقطع می گردد.
مثال ۴: محاسبات مقدار c/k
با ۱۵۰ باطری خازنی داده شده, که از ۵ مرحله ۳۰ تایی تشکیل شده اند, با ولتاژ ۴۰۰ ولت و یک ابزار تبدیل با یک k برابر با ۵۰۰A/5A , مقدار c/k چقدر خواهد بود؟ نسبت c/k به صورت زیر به دست می آید:
جداول:
جدول ۱: ضرایب تعیین خازن بر حسب کیلووار مورد نیاز برای تصحیح فاکتور توان
جدول ۲: مقاومت هر واحد طول برای کابل مسی با عایق پلاستیکی
[/restrict]