ما هو الفرق بين المقاوم الشوطي والمكثف الشوطي؟

في نظام الطاقة الكهربائية، يتم استخدام أجهزة مختلفة لتحسين عامل القدرة والكفاءة التشغيلية. تمثل المكثفات المتوازية والمفاعلات المتوازية مكونين مختلفين صمما لتحسين أداء شبكات الكهرباء. يتناول هذا المقال الفروق الرئيسية بينهما، بدءًا من نظرة عامة على المبادئ الأساسية لهما.

المكثفات المتوازية

تعني المكثف المتوازي مكثف واحد أو مجموعة من المكثفات (تسمى بنك المكثفات) متصلة بالتوازي مع نظام الطاقة. تهدف إلى تحسين عامل القدرة والكفاءة التشغيلية للنظام عن طريق تعويض الأحمال الاستدلالية، مما يؤدي إلى تحسين عامل القدرة للنظام.

معظم الأحمال في نظام الطاقة الكهربائي - مثل الآلات الكهربائية، المحولات، والأجهزة التحويلية - تظهر خصائص استدلالية، مما يساهم في رد فعل الاستدلال بالإضافة إلى الاستدلال في خطوط الطاقة. يؤدي الاستدلال إلى تأخر التيار خلف الجهد، مما يزيد الزاوية المتأخرة ويقلل من عامل القدرة للنظام. يؤدي هذا العامل المتأخر إلى سحب الحمل لكمية أكبر من التيار من المصدر لنفس تصنيف الطاقة، مما يؤدي إلى خسائر إضافية في الخط كحرارة.

يؤدي السعة للمكثف إلى تقدم التيار أمام الجهد، مما يسمح له بإلغاء رد فعل الاستدلال في نظام الطاقة. وحدات المكثفات المتعددة (بنك المكثفات) المتصلة بالتوازي لتحسين عامل القدرة تُعرف بالمكثفات المتوازية.

المفاعلات المتوازية

المفاعل المتوازي هو جهاز يستخدم في أنظمة الطاقة لتثبيت الجهد أثناء تغيرات الأحمال، مما يعزز الكفاءة. يقوم بتعويض الطاقة الاستدلالية السعة في خطوط نقل الطاقة، وعادة ما يتم تطبيقه في خطوط نقل الطاقة بجهد 400 كيلو فولت أو أعلى.

يتم بناؤه بشريحة واحدة - سواء كانت متصلة مباشرة بخط الطاقة أو بالشريحة الثانوية لمحول ثلاثي الأطوار - حيث يمتص الطاقة الاستدلالية من الخطوط لتحسين كفاءة النظام.

الفروق بين المكثفات المتوازية والمفاعلات المتوازية

يوضح الجدول التالي المقارنات الرئيسية بين المفاعلات المتوازية والمكثفات المتوازية:

مقارنة بين المكثفات المتوازية والمفاعلات المتوازية
الوظيفة

• المكثف المتوازي: يوفر الطاقة الاستدلالية لنظام الكهرباء، والتي تمتصها الأحمال الاستدلالية (مثل المحركات، المحولات) لتحسين عامل القدرة وكفاءة النظام.

• المفاعل المتوازي: يمتص ويتحكم في تدفق الطاقة الاستدلالية لتحسين الكفاءة وتثبيت مستويات الجهد وتخفيف الاندفاعات العابرة في الشبكة.

تصحيح عامل القدرة

• المكثف المتوازي: يحسن عامل القدرة بشكل مباشر عن طريق توفير تعويض للطاقة الاستدلالية.

• المفاعل المتوازي: يحسن عامل القدرة بشكل غير مباشر بتثبيت الجهد في خطوط النقل.

الاتصال

• المكثف المتوازي: متصل مباشرة بالتوازي مع خط الطاقة.

• المفاعل المتوازي: متصل إما مباشرة بخط الطاقة أو عبر الشريحة الثانوية لمحول ثلاثي الأطوار.

تأثير الجهد

• المكثف المتوازي: قد يتسبب في ارتفاع الجهد أثناء ظروف الأحمال الخفيفة بسبب حقن الطاقة الاستدلالية.

• المفاعل المتوازي: يسبب انخفاضًا طفيفًا في الجهد بسبب الاستدلال الاستدلالي، مما يوازن الطاقة الاستدلالية الزائدة.

تأثير التوافقيات

• المكثف المتوازي: عرضة لإنشاء ظروف الرنين التي تضخم التوافقيات الجهدية.

• المفاعل المتوازي: يخمد ويقمع التوافقيات، مما يحسن جودة الطاقة.

التطبيقات

• المكثف المتوازي: يستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة الصناعية والتجارية لتصحيح عامل القدرة في شبكات التوزيع.

• المفاعل المتوازي: يتم تطبيقه بشكل أساسي في خطوط نقل الجهد العالي (400 كيلو فولت وما فوق) لتثبيت الجهد وتخفيف التوافقيات العابرة.

الخاتمة

تعمل كل من المكثفات المتوازية والمفاعلات المتوازية على تحسين كفاءة نظام الطاقة الكهربائية، رغم ذلك بواسطة آليات مختلفة: تقوم المكثفات بتحسين عامل القدرة عن طريق تعويض الأحمال الاستدلالية، بينما تقوم المفاعلات بتثبيت الجهد وتخفيف التوافقيات في شبكات النقل. أدوارهما المتكاملة تضمن تسليم الطاقة بشكل موثوق في سيناريوهات تشغيلية متنوعة.