بناء نموذج رياضي محوسب لتقييم أثر تشويش توافقيات الموجات على جودة الطاقة الكهربائية (دراسة حالة – كلية هشام حجاوي التكنولوجية)

تعتبر الكهرباء عصب الصناعة الحديثة فهي تزود المصانع والمعامل والمنشآت العامة، كالمستشفيات والمستوصفات والجامعات والمؤسسات والشركات المختلفة بالطاقة الكهربائية . إن أسواق الكهرباء تتطلب أن يكون أداء شبكات الكهرباء بأقصى جودة و كفاءة فنية و اقتصادية ممكنة. مع تزايد استخدام المعدات والأجهزة فى الشبكات الكهرباية، ومع تعدد واختلاف المستهلكين, واللذين يتم تغذيتهم من شبكة توزيع كهرباء معقدة يتسبب ذلك كله في حدوث اضطرابات في الطاقة الكهربائية وتكون النتيجة فى النهاية إختلال عمليات التشغيل للمعدات أو انقطاع الكهرباء أو انهيار بعض المعدات. الهدف الرئيسي من هذا البحث هو تقدير تأثير التشوه في الموجات الكهربائية على خسائر الكابلات الكهربائية والمحولات ,كذلك على عامل القدرة ، وكذلك على العمر التشغيلي للمعدات الكهربائية. هذا البحث يحقق في تأثير التشوه التوافقي في الموجات الكهربائية على نوعية وجودة الطاقة الكهربائية في فلسطين وتم اخذ كلية هشام حجاوي التكنولوجية كدراسة حالة وجدنا أن مقدار التشوه في موجة التيار يساوي 11.7% من الموجة الاصلية وهذه القيمة هي في المعدل, لان القيمة تتغير خلال اليوم من(8%-22 %) واما بالنسبة للتشوه الموجود في موجة الفولطية فتساوي 3% من الموجة الاصلية. ونحن وجدنا أنه في الليل لدينا قيمة عالية من التشوه (23%) في الموجات, لأن معظم الاحمال هي عبارة عن مصابيح التفريغ التي تتميز بتدني معامل القدرة(0.83) ومساهمتها في تشوه الموجات بشكل. وجدنا أنه في حالة رفع معامل القدرة في كلية هشام حجاوي هذا سيوفر طاقة كهربائية بمعدل 122كيلو واط ساعة في السنة . رأينا كيف أن معامل القدرة المنخفض تؤثر على قيمة التشوه في الموجات ، فكلما انخفض معامل القدرة زاد التشوه في الموجات الكهربائية. وجدنا ان التشوه الموجود في الموجات الكهرباية في كلية هشام حجاوي يساهم بخسائر في المحولات الكهربائية وفي الكابلات. في المحولات بمقدار 74كيلو واط ساعة في السنة. وفي الكابلات بمقدار 68كيلوا واط ساعة في السنة. معامل الحمولة المنخفض للمحول في كلية هشام حجاوي تؤثر على خسائر الكهربائية للمحول ,لأن عامل الحمل منخفض يعني انخفاض الكفاءة، حيث أن الفاقد من الطاقة الكهربائية بسبب انخفاض عامل الحمولة للمحول يساوي 7230كيلو واط ساعة في السنة. وجدنا أن التشوه الموجود في الموجات في كلية هشام خجاوي تؤثر على السعة الفعالة للمحول حيث تقلل من سعته الفعالة بمقدار 113 كيلو فولت امبير . استخدمنا برنامج الماتلاب/ السيميولينك لرؤية تأثير التشوه الموجود في الموجات الكهربائية على معامل القدرة, وكذلك اثر استخدام الفلاتر في تقليل قيمة التشوه في الموجات الكهربائية. و من هذه الطرق "فلتر السلبي، هجين من فلتر سلبي و نشط، فلتر نشط، وطريقة النبض وتعديل العرض" التي تقلل التشوه بشكل كبير جدا. الفاقد من الطاقة الكهربائية بسبب انخفاض نوعية الطاقة تزيد من التأثير السلبي على البيئة، لأن خسائر إضافية تعني المزيد من احتراق الفحم في محطة توليد الكهرباء مما يزيد من انبعاث الملوثات. وجدنا أن توفير الطاقة الكهربائية من خلال تحسين جودة الطاقة في كلية هشام حجاوي يساوي 7900 كيلو واط ساعة في السنة سيوفر 4.3 طن من الفحم سنويا، 7.5 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا وبالتالي الحد من ظاهرة الانحباس الحراري والامراض الناتجة عن الغازات المنبعثة من محطات توليد الطاقة الكهربائية .