حاسبة تحسين معامل القدرة واختيار المكثفات بالإكسل (kVAR)

انخفاض معامل القدرة يعني تيارًا أعلى في الكابلات والمحولات لنفس القدرة الفعالة، وهذا يرفع الفقد ويحجز سعة كان يمكن استخدامها لأحمال إضافية. الحل المعتاد هو تركيب بنك مكثفات، والسؤال الأول دائمًا: كم kVAR أحتاج؟

هذا الشيت يجيب عن السؤال في ثوانٍ: تكتب القدرة ومعامل القدرة الحالي والمطلوب، فيحسب القدرة غير الفعالة قبل وبعد، وسعة المكثفات المطلوبة، وأقرب مقاس قياسي أعلى، والتيار قبل التحسين وبعده، وسعة المكثف بالميكروفاراد لكل طور.

لمن هذا الشيت؟

• مهندسو الكهرباء ومصممو اللوحات
• مقاولو الأعمال الكهربائية عند تسعير بنوك المكثفات
• مسؤولو الصيانة في المصانع والمباني التجارية

ماذا يحتوي الشيت؟

• خانات إدخال واضحة: القدرة الفعالة، معامل القدرة الحالي والمطلوب، الجهد، التردد
• حساب Q1 و Q2 وسعة المكثفات المطلوبة Qc
• اقتراح أقرب مقاس قياسي من قائمة قابلة للتعديل
• التيار والقدرة الظاهرية قبل وبعد التحسين ونسبة الانخفاض
• سعة المكثف لكل طور (توصيل دلتا) وتيار البنك
• جدول المعامل k لقيم معامل القدرة الشائعة
• تنبيه تلقائي إذا كان المعامل المطلوب أقل من الحالي
• ورقة دليل استخدام بالعربي

طريقة الاستخدام

1. اكتب القدرة الفعالة للحمل بالكيلوواط من قراءة العداد أو جدول الأحمال.
2. اكتب معامل القدرة الحالي من فاتورة الكهرباء أو جهاز القياس، والمعامل المطلوب (غالبًا 0.95).
3. اكتب جهد الخط والتردد (60 هرتز في السعودية).
4. اقرأ سعة المكثفات المطلوبة والمقاس القياسي المقترح، وراجع التيار بعد التحسين.

المعادلات المستخدمة

• Q1 = P × tan(φ1) ، Q2 = P × tan(φ2)
• Qc = Q1 − Q2 = P × (tan φ1 − tan φ2)
• I = S × 1000 ÷ (√3 × V) ، حيث S = P ÷ cos φ
• سعة المكثف لكل طور (توصيل دلتا): C = Qc ÷ (3 × 2πf × V²)

مثال محسوب من الشيت نفسه

حمل قدرته 150 كيلوواط بمعامل قدرة 0.75 على جهد 400 فولت و60 هرتز، والمطلوب رفع المعامل إلى 0.95:

• القدرة غير الفعالة الحالية 132.29 kVAR، وبعد التحسين 49.30 kVAR، فتكون سعة المكثفات المطلوبة 82.98 kVAR، وأقرب مقاس قياسي أعلى 100 kVAR.
• ينخفض تيار الخط من 288.7 أمبير إلى 227.9 أمبير، أي بنسبة 21.1%، وسعة المكثف لكل طور 458.6 ميكروفاراد.

نصائح للاستفادة الأفضل

• قسّم البنك إلى مراحل (Steps) مع منظم معامل قدرة عندما يتغير الحمل خلال اليوم.
• لا ترفع المعامل فوق 0.98 تقريبًا حتى لا تقترب من الحالة السعوية في الأحمال الخفيفة.
• إذا كانت لديك أحمال إلكترونية كثيرة (محولات تردد، UPS) فادرس التوافقيات قبل اختيار المكثفات.

أسئلة شائعة

ما الفرق بين kW و kVAR و kVA؟

kW هي القدرة الفعالة التي تؤدي العمل، و kVAR القدرة غير الفعالة اللازمة للمجالات المغناطيسية، و kVA القدرة الظاهرية التي تحملها الكابلات والمحولات.

لماذا يقترح الشيت مقاسًا أكبر من المحسوب؟

لأن البنوك تُصنع بمقاسات قياسية، فيختار الشيت أقرب مقاس أعلى من القيمة المحسوبة. يمكنك تعديل قائمة المقاسات في العمود H.

هل يصلح لنظام أحادي الطور؟

حساب Qc صالح لأي نظام، لكن معادلات التيار والسعة في الشيت مكتوبة للنظام ثلاثي الأطوار.

حمّل الشيت

اضغط زر التحميل في أعلى الصفحة لتحصل على ملف إكسل جاهز، فيه دليل استخدام كامل، وخلايا الإدخال باللون الأصفر، والمعادلات محمية من المسح بالخطأ. والشيت متوفر أيضًا بالنسخة الإنجليزية من زر تبديل اللغة.

النتائج للتصميم المبدئي، ويُراجع مهندس مختص التوافقيات وتقسيم البنك قبل التوريد.