تعويض القدرة الحثية (Blindstromkompensation): الشرح المبسّط

تعويض القدرة الحثية يعني إضافة عناصر (غالباً مكثّفات) تُنتج قدرة سعوية تُلغي القدرة الحثية التي تسحبها المحرّكات والمحوّلات، فيقترب معامل القدرة cos φ من 1. النتيجة: تيار إجمالي أقل على نفس العمل المفيد، وتخفيف الحِمل على التوصيلة الكهربائية.

في شبكات التيار المتردد يتكوّن التيار من جزأين: قدرة فعّالة (P) تؤدي العمل الحقيقي — تشغيل الآلات والإضاءة والتبريد — وقدرة حثية (Q) تتأرجح ذهاباً وإياباً بين المصدر والحِمل دون أن تؤدي عملاً مفيداً. الأحمال الحثية مثل المحرّكات والمحوّلات تسحب هذه القدرة الحثية. التعويض يعني توليد قدرة سعوية معاكسة محلياً (بمكثّفات) لتغطية حاجة الحِمل من القدرة الحثية، بدل سحبها من الشبكة.

1) قياس معامل القدرة cos φ الفعلي للمنشأة. 2) حساب القدرة الحثية المطلوب تعويضها بالكيلوفار (kvar). 3) تركيب بطارية مكثّفات — إمّا ثابتة، أو مُنظَّمة تلقائياً عبر مُنظِّم يوصّل ويفصل خطوات المكثّفات حسب الحِمل اللحظي. 4) توضع وحدة التعويض قرب الأحمال الحثية أو عند اللوحة الرئيسية. هكذا تُلبّى الحاجة الحثية محلياً، ويحمل الكابل والمحوّل تياراً أقل لنفس العمل.

معامل القدرة cos φ يصف نسبة القدرة الفعّالة إلى القدرة الظاهرة (S). عند cos φ = 1 يكون كل التيار عملاً مفيداً. أمّا عند قيمة منخفضة مثل cos φ = 0,7 فتكون القدرة الحثية شبه مساوية للقدرة الفعّالة تقريباً، أي أنّ نصف طاقة التوصيلة تقريباً «تتأرجح» بلا عمل. التعويض يرفع cos φ نحو 1، فينخفض التيار الإجمالي وتقلّ الخسائر الحرارية في الكابلات.

عادةً عندما تشغّل أحمالاً حثية كبيرة: محرّكات، مضخّات، ضواغط، محوّلات، أو مولّدات لا تزامنية. إشارة عملية مهمّة: ظهور بند «قدرة حثية / Blindstrom» على فاتورة الكهرباء التجارية. كثير من مشغّلي الشبكة يحتسبون رسوماً على القدرة الحثية عندما يهبط cos φ تحت حدّ متّفق عليه، فيصبح التعويض مجدياً اقتصادياً لتفادي هذه الرسوم.

العلاقة الأساسية بين الثلاثة هي S² = P² + Q²، حيث S القدرة الظاهرة (التي تحمّلها التوصيلة فعلاً)، وP القدرة الفعّالة، وQ القدرة الحثية. التعويض لا يغيّر P (العمل المفيد يبقى كما هو) بل يقلّل Q، فتنخفض S وينخفض التيار المسحوب. كلّما كبر الجزء الحثي، كان على توصيلتك أن «تحمل» أكثر دون فائدة لك.

التعويض الثابت مناسب لحِمل حثي شبه ثابت (مثل محوّل يعمل باستمرار). أمّا إذا تغيّر الحِمل بقوة خلال اليوم، فالتعويض المُنظَّم آلياً أفضل: يوصّل ويفصل خطوات المكثّفات حسب الحاجة اللحظية لتفادي التعويض الزائد. عند وجود مُغيّرات تردد أو أحمال إلكترونية قد تظهر توافقيات (Oberschwingungen) — عندها يُنصح بمكثّفات مع مُفاعِل خانق لحماية المنظومة.