የ1000kVA ትራንስፎርመር ከፍተኛውን የኪውዋውዝ ጭነት አቅም መወሰን፡ የኃይል ፋክተር ተጽእኖ

በሃይል ፋክተር ላይ በመመስረት የ1000kVA ትራንስፎርመር የ kW ጭነት ደረጃን እንዴት ማስላት እንደሚቻል

ከአሮጌ ዓይነት ጋር1000kVA ትራንስፎርመርበአሁኑ ጊዜ በግምት 200kW የሆነ ጭነት የሚያስተናግድ ከሆነ፣ ይህ ትራንስፎርመር በግምት 600kW የሆነ አዲስ ጭነት ለመጨመር ካቀድን የጨመረውን ፍላጎት ማስተናገድ ይችላል? ይህ ጥያቄ በዋናነት የሚያጠነጥነው በመሠረታዊ ፅንሰ-ሀሳብ ዙሪያ ነው፡ በkVA እና kW መካከል ያለው ግንኙነት እና ልዩነት።

በ kVA እና kW መካከል ያለው ግንኙነት እና ልዩነት

kVA (ኪሎቮልት-አምፔር) የሚታይ የኃይል አሃድ ሲሆን kW (ኪሎዋት) ደግሞ የንቁ ኃይል አሃድ ይወክላል። ከሚታየው ኃይል እና ንቁ ኃይል በተጨማሪ፣ በkvar (ኪሎቫር) የሚለካ ምላሽ ሰጪ ኃይልም አለ።

በንቃት ኃይል፣ በሪአክቲቭ ኃይል እና በሚታየው ኃይል መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

አክቲቭ ሃይል፦ በዋት (W) የሚለካው፣ በወረዳ (ለምሳሌ ማሞቂያ፣ መብራት) የሚፈጀውን ትክክለኛ የኃይል ፍጆታ ወይም ጠቃሚ ስራን ይወክላል።

ምላሽ ሰጪ ኃይል፦ በቮልት-አምፔርስ ሪአክቲቭ (VAR) የሚለካው፣ በኢንዳክቲቭ ጭነቶች (ለምሳሌ ሞተሮች) ውስጥ መግነጢሳዊ መስኮችን ይደግፋል ነገር ግን እውነተኛ ስራ አይሰራም። ለምሳሌ፣ አንድ የኤሌክትሪክ መሳሪያ ካፓሲተሮችን ወይም ኮይሎችን የያዘ ከሆነ፣ እነዚህ ክፍሎች መሳሪያው በሚሰራበት ጊዜ ያለማቋረጥ ኃይል ይሞላሉ እና ይለቀቃሉ። በዚህ የኃይል መሙያ/የማስወጣት ሂደት ውስጥ ካፓሲተሮች/ኮይሎች የኤሌክትሪክ ኃይል ስለማይጠቀሙ፣ ተያያዥ ኃይል ‌ሪአክቲቭ ኃይል‌ ይባላል።

የሚታይ ኃይል፦ በቮልት-አምፔርስ (VA) የሚለካው፣ በአንድ ወረዳ ውስጥ ያለውን አጠቃላይ ኃይል የሚወክል የንቁ እና የሪአክቲቭ ኃይል ጥምረት ነው። የኃይል ምንጭ (ብዙውን ጊዜ ትራንስፎርመር ወይም ጀነሬተር) ለኤሌክትሪክ መሳሪያዎች ንቁ ኃይል ብቻ ሳይሆን ምላሽ ሰጪ ኃይልንም ማቅረብ አለበት። ይህ የሆነበት ምክንያት በመሳሪያው ውስጥ ያሉት ካፓሲተሮች ንቁ ኃይል ባይጠቀሙም እንኳ ቀጣይነት ያለው የኃይል መሙያ እና መፍሰስ አሁንም የኃይል ምንጩ ይህንን ሂደት ለመደገፍ የአቅም ክፍሉን እንዲመድብ ስለሚያስፈልጋቸው ነው።

እነዚህን ፅንሰ ሀሳቦች ካብራራን በኋላ፣ አሁን ግንኙነታቸውን መመርመር እንችላለን፣ ይህም ወደ ሌላ ወሳኝ ፅንሰ-ሀሳብ ይመራናል፡ የኃይል ፋክተር‌። አንድ የኃይል ምንጭ ሊያመጣ የሚችለው የንቁ ኃይል መጠን በቀጥታ በሃይል ፋክተር ላይ የተመሰረተ ነው።

የኃይል ፋክተር ምንድን ነው?

የኃይል ፋክተር (cosΦ) የንቁ ኃይል (P) እና ግልጽ ኃይል (S) ጥምርታ ነው፡

ለምሳሌ፣ የ1000kVA ትራንስፎርመር የኃይል ፋክተር (cosφ) 0.6 ሲሆን 600kW ንቁ ኃይል ሊያቀርብ ይችላል፣ የኃይል ፋክተሩ ደግሞ ወደ 0.9 ሲጨምር 900kW ንቁ ኃይል ሊያመነጭ ይችላል።

የኤሌክትሪክ ዋጋ በኪሎዋት-ሰዓት (kWh) 1 ዶላር ከሆነ፣ በ0.6 የኃይል ፋክተር የሚሰራ ትራንስፎርመር በሰዓት 600 ዶላር የኢኮኖሚ ገቢ ሊያመነጭ ይችላል። የኃይል ፋክተር ወደ 0.9 ሲሻሻል፣ ያው ትራንስፎርመር በሰዓት ¥900 ዶላር ገቢ ሊያመነጭ ይችላል። የኃይል ፋክተርን የማሻሻል የፋይናንስ ጥቅሞች ግልጽ ቢሆኑም፣ ሰፊው ቴክኒካዊ አንድምታዎቹ (ለምሳሌ፣ የፍርግርግ መረጋጋትን ማመቻቸት እና የኃይል ብክነትን መቀነስ) ከእነዚህ ፈጣን ትርፍዎች እጅግ የራቁ ናቸው።

አንድ 1000kVA ትራንስፎርመር ስንት ኪሎዋት (kW) ሊደግፍ ይችላል?

ከላይ በተቀመጠው መሰረታዊ እውቀት፣ የዚህን ጽሑፍ ዋና ጥያቄ በግልፅነት እና በትክክለኛነት መመለስ እንችላለን።

የአንድ ትራንስፎርመር አቅም የሚለካው በ‌kVA (ኪሎቮልት-አምፔርስ)‌ ሲሆን የኤሌክትሪክ መሳሪያዎች የኃይል ፍጆታ ደግሞ በ‌kW (ኪሎዋትስ)‌ ነው። ዋናው ልዩነት የመሳሪያውን ንቁ ኃይል (kW) ማስላት በግልጽ የሚታየውን ኃይል (kVA) በ‌ፓወር ፋክተር (cosφ)‌ ማባዛት ስለሚጠይቅ ነው። ለምሳሌ፣ 1000kVA ትራንስፎርመር በ‌1.0‌ የኃይል ፋክተር ላይ ሲሰራ ‌1000kW‌ ሙሉ ጭነት ውጤት ብቻ ሊያቀርብ ይችላል። ሆኖም ግን፣ ይህንን ተስማሚ ሁኔታ (PF = 1.0) ማሳካት በእውነተኛው ዓለም አፕሊኬሽኖች ውስጥ ፈጽሞ የማይቻል ነው።

በዲዛይን ደረጃ፣ የኃይል ፋክተር ካሳን ተግባራዊ ካደረግን፣ የትራንስፎርመሩ ንቁ የኃይል ውፅዓት 1000×0.95=950kW ተብሎ መሰላት አለበት። አስፈላጊ ማሳሰቢያ፡ የኃይል መገልገያዎች ቅጣቶችን ለማስወገድ የኃይል ፋክተር (PF) ≥0.9‌ እንዲደረግ ያስገድዳሉ፤ ሆኖም ግን፣ ‌PF = 1.0‌ ማለፍ የስርዓት ቮልቴጅ መጨመር እና የፍርግርግ መረጋጋትን ሊያዛባ ይችላል።

ኤ.ኤ.1000kVA ትራንስፎርመርመጀመሪያ ላይ 200kW የኤሌክትሪክ ጭነት ያቀርባል። አዲስ 600kW ጭነት ከተጨመረ በኋላ፣ አጠቃላይ የንቁ የኃይል ፍላጎት ‌800kW‌ ይደርሳል፣ ይህም በትራንስፎርመሩ በተሰላው ደህንነቱ የተጠበቀ የአሠራር ገደብ ውስጥ ይቆያል።

ስለዚህ፣ አንድ1000kVA ትራንስፎርመርመጀመሪያ ላይ 200kW የኤሌክትሪክ ጭነት የሚያቀርበው አዲስ 600kW ጭነት (ጠቅላላ 800kW) ከጨመረ በኋላም ቢሆን ለረጅም ጊዜ ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ ሊሠራ ይችላል፣ ይህም የኃይል ፋክተሩ ወደሚፈለገው ደረጃ የተመቻቸ ከሆነ ነው።