Διόρθωση συντελεστή ισχύος

       Εισαγωγή στην διόρθωση του συντελεστή ισχύος

 Μια ηλεκτρική εγκατάσταση αποτελείτε από πολλούς καταναλωτές. Κάποιοι από αυτούς είναι ωμικοί και κάποιοι επαγωγικοί. Κάθε καταναλωτής πρέπει την ηλεκτρική ενέργεια που του παρέχει το δίκτυο να την μετατρέπει σε χρήσιμο έργο με όσο το δυνατόν λιγότερες απώλειες. Στο εναλλασσόμενο ρεύμα γνωρίζουμε τρία είδη ισχύος: Την φαινόμενη ισχύ, την πραγματική ισχύ και την άεργη ισχύ. Στους ωμικούς καταναλωτές έχουμε πλήρη μετατροπή της φαινόμενης ισχύος σε πραγματική. Στους επαγωγικούς όμως καταναλωτές, όπως οι κινητήρες, οι μετασχηματιστές, τα κλιματιστικά συστήματα κ.α δεν γίνεται το ίδιο. Γιατί οι επαγωγικοί καταναλωτές χρησιμοποιούν και αυτοί πραγματική ισχύ αλλά και άεργη για των σχηματισμό των μαγνητικών τους πεδίων.

   Τρίγωνο ισχύος και συνφ

 Η ΔΕΗ όμως δεν θέλει την άεργο ισχύ για αυτό ζητάει από τους καταναλωτές να κάνουν αντιστάθμιση. Τι είναι αντιστάθμιση ή διόρθωση του συντελεστή ισχύος;

  

Εικόνα 1

Στην εικόνα 1 βλέπουμε το τρίγωνο της ισχύος. Η ηλεκτρική ισχύς που μας δίνει το δίκτυο είναι η φαινόμενη ισχύς. Η οποία αποτελείτε από δυο συνιστώσες: Την πραγματική ισχύ (P) που μετριέται σε W (Watt) και την άεργος ισχύ (Q) που μετριέται σε Var. Οι δύο αυτές ισχύς παριστάνονται σαν οι κάθετες πλευρές ενός ορθογωνίου τριγώνου όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Η συνισταμένη των δύο αυτών πλευρών είναι η φαινόμενη ισχύς (S) που μετριέται σε VA. Όμως η άεργος ισχύ δεν μας χρειάζεται και η ΔΕΗ μας χρεώνει επιπλέον για αυτήν. Και έτσι μας ζητάει

να μειώσουμε όσο γίνεται την άεργο ισχύ. Αυτό επιτυγχάνεται μειώνοντας την γωνία φ. Δηλαδή μεταβάλουμε τον συντελεστή ισχύος ο οποίος είναι το συνημίτονο αυτής της γωνιάς φ και είναι ο λόγος μεταξύ της πραγματικής ισχύος και της φαινόμενης ισχύος. Ο συντελεστής ισχύος εκφράζει ουσιαστικά το ποσοστό της φαινόμενης ισχύος που ξοδεύεται ως πραγματική. Αν για παράδειγμα ένας καταναλωτής απορροφά από το δίκτυο φαινόμενη ισχύ 1000VA και έχει συντελεστή ισχύος 0,7 αυτό σημαίνει ότι το 70% της ισχύς αυτής ξοδεύεται ως πραγματική. Η ΔΕΗ επιβάλει στους καταναλωτές της το συνφ να είναι από 0,8 μέχρι 0,95. Η εργασία της βελτίωσης του συντελεστή ισχύος λέγεται διόρθωση συντελεστή ισχύος ή αντιστάθμιση. Αντιστάθμιση είναι η εξισορρόπηση της επαγωγικής άεργου ισχύος ενός καταναλωτή με την άεργο ισχύ ενός πυκνωτή. (Εικόνα 2)

Εικόνα 2

Πως γίνεται όμως η αντιστάθμιση;

 Διόρθωση συντελεστή ισχύος (ή αντιστάθμιση)

 Για να διορθώσουμε τον συντελεστή ισχύος δηλαδή να τον αυξήσουμε πρέπει να μικρύνουμε την γωνία φ. Αυτό επιτυγχάνεται με την παράλληλη σύνδεση, στον ηλεκτρικό επαγωγικό καταναλωτή, ενός ή περισσότερων πυκνωτών η συμπεριφορά των οποίων είναι αντίθετη των πηνίων. Υπάρχουν τρεις τρόποι αντιστάθμισης:

i) Ατομική αντιστάθμιση: Εφαρμόζεται σε κάθε καταναλωτή ξεχωριστά δηλαδή ατομικά και μπορεί να είναι μονοφασική ή τριφασική.

ii) Ομαδική αντιστάθμιση: Εφαρμόζεται σε πολλούς καταναλωτές μαζί όταν είναι της ίδιας ισχύς και λειτουργούν για τον ίδιο αριθμό ωρών ταυτόχρονα.

iii) Κεντρική αντιστάθμιση: Εφαρμόζεται σε πολλούς καταναλωτές ανόμοιους μεταξύ τους από πλευράς ισχύος και ωρών λειτουργίας. Μέσω

αυτοματισμού κάθε φορά επιλέγεται κατάλληλη χωρητικότητα πυκνωτών για συγκεκριμένη αντιστάθμιση.

 Απορροφημένη ισχύ διάφορων ηλεκτρικών καταναλώσεων

 Πραγματική ισχύ απορροφούν όλες οι ηλεκτρικές συσκευές που μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε άλλη μορφή ενέργειας. Οι συσκευές που μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια απευθείας σε θερμική δεν απορροφούν άεργο ισχύ. Τέτοιες συσκευές είναι ο θερμοσίφωνας, οι λαμπτήρες πυράκτωσης, οι ηλεκτρικές εστίες κ.α.

Υπάρχουν όμως και συσκευές οι οποίες απορροφούν και άεργο ισχύ και πραγματική ισχύ για να μετατρέψουν την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική και συνεπώς περιέχουν ηλεκτρικούς κινητήρες. Στις συσκευές αυτές η άεργος ισχύς χρησιμοποιείται για τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του κινητήρα. Τέτοιες συσκευές είναι η ηλεκτρική σκούπα, το μίξερ, το κλιματιστικό κ.α.

 Πλεονεκτήματα της διόρθωσης του συντελεστή ισχύος

 Η διόρθωση του συντελεστή ισχύος μας παρέχει απευθείας τα εξής πλεονεκτήματα:

i) Μείωση των χρεώσεων του λογαριασμού της ΔΕΗ.

ii) Μείωση των απωλειών σε όλους τους αγωγούς και καλώδια

iii) Μείωση του ενεργειακού κόστους

iv) Βελτίωση της ποιότητας της ισχύος

  Επιπτώσεις χαμηλού συντελεστή ισχύος.

 Όπως είπαμε και προηγουμένως η ΔΕΗ μας επιβάλει πρόστιμο αν ο συντελεστής ισχύος είναι χαμηλός. Γιατί όμως; Γιατί έχοντας χαμηλό συντελεστή ισχύος υπάρχει μεγάλη άεργο ισχύ. Και έχοντας μεγάλη άεργο ισχύ έχουμε και μεγαλύτερο ρεύμα το οποίο χρειάζεται και μεγαλύτερης διατομής καλώδια διανομής και επίσης και περισσότερες απώλειες. Άρα και μεγαλύτερο κόστος για την ΔΕΗ.