بستن
شما هیچ موردی در سبد خرید خود ندارید
جستجو

هدف اصلی و عمده نصب بانک خازنی جبران انرژی راکتیو مصرفی بار الکتریکی است که با قرار ندادن بانک‌خازنی ممکن است دو حالت پیش بیاید :

1. توان راکتیو کمتر از حد نیاز به مدار تزریق می‌شود که باعث جبرانسازی ناقص توان راکتیو مصرفی بار میشود

2. توان راکتیو بیشتر از حد نیاز به مدار تزریق میشود که اضافه ولتاژ را به همراه خواهد داشت

در طراحی بانک های خازنی سه موضوع زیر را باید در نظر داشت :

• محاسبه ظرفیت مورد نیاز

• تعیین ظرفیت پله اول و آرایش پله ها

• گزینش تجهیزات بانک خازنی

-محاسبه ظرفیت مورد نیاز

بهترین روش اندازه گیری استفاده از منحنی تغییرات توان اکتیو و ضریب توان بر حسب زمان است

Q = P (tgφ¹ - tgφ²)

P = میزان قدرت قراردادی بر حسب کیلووات

میزان توان راکتیو مورد نیاز = Q

tgφ¹ = ضریب توان فعلی

ضریب توان مطلوب = tgφ²

- تعیین ظرفیت پله اول و آرایش پله ها

در صورت در دست داشتن منحنی تغییرات توان اکتیو بر حسب همزمان با استفاده از شیب منحنی می توان ظرفیت هول این پله را تعیین نمود در غیر این صورت از دو قانون زیر میتوان استفاده کرد :

• در صورتی که لازم باشد رگولاتور به ۵ درصد با بار پاسخ دهد پله اول را ۵ درصد ظرفیت کل تابلو انتخاب می نماییم

• در صورت عدم نیاز به تنظیم دقیق با تغییرات بزرگ بار برای اینکه رگولاتور به ۱۰ درصد تغییرات با پاسخ لازم است پله اول ۱۰ درصد ظرفیت کل انتخاب شود

- گزینش تجهیزات بانک خازنی

خازن بر خلاف سایر تجهیزات برقی همیشه تحت اضافه بار قرار دارد ؛ وجود تنها درصد کمی هارمونیک یا اعوجاج در ولتاژ محل تغذیه باعث اضافه جریان در خازن می‌شود ؛

با توجه به استاندارد تعیین شده (خازن ها باید ۳۵ درصد اضافه جریان را به صورت دائمی تحمل کنند) خازن همیشه تحت اضافه بار بوده و جریان خازن از فیوز ، شین و کنتاکتور عبور می‌کند و بر این اساس تمامی تجهیزات جانبی بر اساس ۳۰ درصد اضافه جریان انتخاب می‌شوند ؛.

موارد دیگر برای طراحی بانک خازنی

1. گزینش فیوز های حفاظتی که به صورت سری در یک بانک خازنی قرار می گیرند

2. حداکثر ظرفیت مجاز یک پله

3. رگولاتور

4. اصول تنظیم رله اضافه جریان

5. حفاظت در برابر اعوجاجات

6. هماهنگی بین سیستم مخابراتی و بانک خازنی

7. انتقال حرارت در بانکهای خازنی

8. قدرت اتصال کوتاه تابلو

9. بانک های خازنی با سرعت بسیار بالا (Tyristor Capacitor Bank)

10. بانک های خازنی در حالتهای گذرای سیستم

11. جبران سازی بارهای موتوری

خازن گذاری در شبکه و نحوه عملکرد خازن

استفاده از خازن ها به عنوان تولید کننده بار راکتیو به منظور تنظیم و کنترل ولتاژ و جلوگیری از نوسانات قدرت در شبکه ها و تصحیح ضریب قدرت در مصرف کننده ها به علت ارزانی و سادگی سیستم آن بسیار متداول است ؛

در یک مصرف کننده الکتریکی غیر اهمی بین ولتاژ و جریان اختلاف بازی وجود دارد ؛

جریانی که مصرف‌کننده از شبکه میکشد او جزو اکتیو و راکتیو دارد حال اگر خازنی را به دو سر بار متصل کنیم جریانی از شبکه میکشد که در خلاف جهت جریان راکتیو و بار است ؛

بنابراین جریان راکتیو ای که از شبکه کشیده می شود کاهش می یابد در این شرایط زاویه جدید بین جریان و ولتاژ تقلیل می یابد،  به عبارت دیگر در شرایط جدید ضریب توان φ بزرگتر شده است ؛ هر اندازه زاویه کوچکتر باشد و متناسب با آن قدرت اکتیو بیشتر و قدرت راکتیو کمتر خواهد شد ؛.

مزایای استفاده از خازن

خازن های مورد استفاده در شبکه های برق دارای اثرات مختلفی هستند که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. کاهش مولفه پس‌از جریان مدار

2. تنظیم ولتاژ و ثابت نگه داشتن آن به منظور جلوگیری از وارد آمدن خسارت به دستگاه ها

3. کاهش تلفات سیستم به دلیل کاهش جریان

4. کاهش توان راکتیو در سیستم به دلیل کاهش جریان

5. بهبود ضریب توان شبکه

6. به تعویق انداختن و یا به طور کلی حذف هزینه های لازم برای ایجاد تغییرات در سیستم

7. افزایش درآمد ناشی از افزایش ولتاژ و جبران بار راکتیو

8. قدرت اتصال کوتاه تابلو

9. بانک های خازنی با سرعت بسیار بالا (Tyristor Capacitor Bank)

10. بانک های خازنی در حالتهای گذرای سیستم

11. جبران سازی بارهای موتوری

ساختمان و حفاظت خازن

قسمت اکتیو خازن شامل دو ورق نازک آلومینیوم جدا شده توسط لایه های کاغذ اشباع شده از روغن عایق و مایع های مصنوعی سنتتیک مانند بنزیل است ؛

گاهی به جای کاغذ استفاده از موادی چون پلیپرپیل و نیز استفاده از فیوزهای HRC اضافه جریان عنوان مکمل حفاظت حرارتی متداول است ؛

به منظور کاهش ولتاژ دو سر خازن پس از خارج شدن آنها از مدار از مقاومت هایی که به ترمینال های خازن بسته شده است استفاده می کنند ؛

توان این مقاومت ها متناسب با توان خازن ها بین ۳۰ تا ۵۰ کیلو است . که میزان ولتاژ را در مدت ۳ دقیقه پس از قطع خازن ها به میزان کم خطر پایینتر از ۷۵ ولت کاهش می‌دهند ،

در حالت های خاصی که خازن مستقیماً به سیم پیچ های الکتروموتور وصل می شود نیازی به مقاومت تخلیه نبوده و باید تا توقف کامل موتور از تماس با قسمتهای برق دار خازن اجتناب شود ..

ملاحظات کلی در نصب خازن ها

محل نصب خازن ها در یک سیستم برقی به مشخصات بار بستگی دارد برای بارهای متمرکز خازنها در نزدیکی مرکز بار اما برای بار های پراکنده خازن در طول خط و مطابق با نیاز نصب می شود ؛

خازنها با بدنه فلزی اتصال زمین شده و یا اینکه توسط سیم خنثی زمین می شوند ؛

در موقع نصب سیم زمین به بدنه خازن باید توجه کرد که محل اتصال فوق درنگ بوده و از طرفی زنگ خوردگی نداشته باشد ؛

به دمای خازنها در هنگام کار توجه خاصی مبذول می شود چون اثر مهمی در عمر خازن دارد به همین دلیل در روی پلاک خازن ها حداقل و حداکثر دمای مجاز کار خازن توسط سازندگان ذکر میشود ؛

چیدمان خازنها باید به ترتیبی باشد که تلفات گرمایی آنها توسط جابجایی طبیعی هوا کنوکسیون و طرق دیگر تهویه شود

در مجموع توصیه می‌شود که خازنها در مقابل تشعشع مستقیم خورشید محافظت شوند علاوه بر موارد فوق بهتر است خازنها در محلی نصب و مورد بهره‌برداری قرار گیرند که دارای رطوبت زیاد نباشد همچنین هوای محیط های صنعتی که سبب خوردگی بدنه می‌شود از سایر عوامل موثر در طول عمر آنها محسوب می شود ؛.

Description

هدف اصلی و عمده نصب بانک خازنی جبران انرژی راکتیو مصرفی بار الکتریکی است که با قرار ندادن بانک‌خازنی ممکن است دو حالت پیش بیاید :

1. توان راکتیو کمتر از حد نیاز به مدار تزریق می‌شود که باعث جبرانسازی ناقص توان راکتیو مصرفی بار میشود

2. توان راکتیو بیشتر از حد نیاز به مدار تزریق میشود که اضافه ولتاژ را به همراه خواهد داشت

در طراحی بانک های خازنی سه موضوع زیر را باید در نظر داشت :

• محاسبه ظرفیت مورد نیاز

• تعیین ظرفیت پله اول و آرایش پله ها

• گزینش تجهیزات بانک خازنی

-محاسبه ظرفیت مورد نیاز

بهترین روش اندازه گیری استفاده از منحنی تغییرات توان اکتیو و ضریب توان بر حسب زمان است

Q = P (tgφ¹ - tgφ²)

P = میزان قدرت قراردادی بر حسب کیلووات

میزان توان راکتیو مورد نیاز = Q

tgφ¹ = ضریب توان فعلی

ضریب توان مطلوب = tgφ²

- تعیین ظرفیت پله اول و آرایش پله ها

در صورت در دست داشتن منحنی تغییرات توان اکتیو بر حسب همزمان با استفاده از شیب منحنی می توان ظرفیت هول این پله را تعیین نمود در غیر این صورت از دو قانون زیر میتوان استفاده کرد :

• در صورتی که لازم باشد رگولاتور به ۵ درصد با بار پاسخ دهد پله اول را ۵ درصد ظرفیت کل تابلو انتخاب می نماییم

• در صورت عدم نیاز به تنظیم دقیق با تغییرات بزرگ بار برای اینکه رگولاتور به ۱۰ درصد تغییرات با پاسخ لازم است پله اول ۱۰ درصد ظرفیت کل انتخاب شود

- گزینش تجهیزات بانک خازنی

خازن بر خلاف سایر تجهیزات برقی همیشه تحت اضافه بار قرار دارد ؛ وجود تنها درصد کمی هارمونیک یا اعوجاج در ولتاژ محل تغذیه باعث اضافه جریان در خازن می‌شود ؛

با توجه به استاندارد تعیین شده (خازن ها باید ۳۵ درصد اضافه جریان را به صورت دائمی تحمل کنند) خازن همیشه تحت اضافه بار بوده و جریان خازن از فیوز ، شین و کنتاکتور عبور می‌کند و بر این اساس تمامی تجهیزات جانبی بر اساس ۳۰ درصد اضافه جریان انتخاب می‌شوند ؛.

موارد دیگر برای طراحی بانک خازنی

1. گزینش فیوز های حفاظتی که به صورت سری در یک بانک خازنی قرار می گیرند

2. حداکثر ظرفیت مجاز یک پله

3. رگولاتور

4. اصول تنظیم رله اضافه جریان

5. حفاظت در برابر اعوجاجات

6. هماهنگی بین سیستم مخابراتی و بانک خازنی

7. انتقال حرارت در بانکهای خازنی

8. قدرت اتصال کوتاه تابلو

9. بانک های خازنی با سرعت بسیار بالا (Tyristor Capacitor Bank)

10. بانک های خازنی در حالتهای گذرای سیستم

11. جبران سازی بارهای موتوری

خازن گذاری در شبکه و نحوه عملکرد خازن

استفاده از خازن ها به عنوان تولید کننده بار راکتیو به منظور تنظیم و کنترل ولتاژ و جلوگیری از نوسانات قدرت در شبکه ها و تصحیح ضریب قدرت در مصرف کننده ها به علت ارزانی و سادگی سیستم آن بسیار متداول است ؛

در یک مصرف کننده الکتریکی غیر اهمی بین ولتاژ و جریان اختلاف بازی وجود دارد ؛

جریانی که مصرف‌کننده از شبکه میکشد او جزو اکتیو و راکتیو دارد حال اگر خازنی را به دو سر بار متصل کنیم جریانی از شبکه میکشد که در خلاف جهت جریان راکتیو و بار است ؛

بنابراین جریان راکتیو ای که از شبکه کشیده می شود کاهش می یابد در این شرایط زاویه جدید بین جریان و ولتاژ تقلیل می یابد،  به عبارت دیگر در شرایط جدید ضریب توان φ بزرگتر شده است ؛ هر اندازه زاویه کوچکتر باشد و متناسب با آن قدرت اکتیو بیشتر و قدرت راکتیو کمتر خواهد شد ؛.

مزایای استفاده از خازن

خازن های مورد استفاده در شبکه های برق دارای اثرات مختلفی هستند که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. کاهش مولفه پس‌از جریان مدار

2. تنظیم ولتاژ و ثابت نگه داشتن آن به منظور جلوگیری از وارد آمدن خسارت به دستگاه ها

3. کاهش تلفات سیستم به دلیل کاهش جریان

4. کاهش توان راکتیو در سیستم به دلیل کاهش جریان

5. بهبود ضریب توان شبکه

6. به تعویق انداختن و یا به طور کلی حذف هزینه های لازم برای ایجاد تغییرات در سیستم

7. افزایش درآمد ناشی از افزایش ولتاژ و جبران بار راکتیو

8. قدرت اتصال کوتاه تابلو

9. بانک های خازنی با سرعت بسیار بالا (Tyristor Capacitor Bank)

10. بانک های خازنی در حالتهای گذرای سیستم

11. جبران سازی بارهای موتوری

ساختمان و حفاظت خازن

قسمت اکتیو خازن شامل دو ورق نازک آلومینیوم جدا شده توسط لایه های کاغذ اشباع شده از روغن عایق و مایع های مصنوعی سنتتیک مانند بنزیل است ؛

گاهی به جای کاغذ استفاده از موادی چون پلیپرپیل و نیز استفاده از فیوزهای HRC اضافه جریان عنوان مکمل حفاظت حرارتی متداول است ؛

به منظور کاهش ولتاژ دو سر خازن پس از خارج شدن آنها از مدار از مقاومت هایی که به ترمینال های خازن بسته شده است استفاده می کنند ؛

توان این مقاومت ها متناسب با توان خازن ها بین ۳۰ تا ۵۰ کیلو است . که میزان ولتاژ را در مدت ۳ دقیقه پس از قطع خازن ها به میزان کم خطر پایینتر از ۷۵ ولت کاهش می‌دهند ،

در حالت های خاصی که خازن مستقیماً به سیم پیچ های الکتروموتور وصل می شود نیازی به مقاومت تخلیه نبوده و باید تا توقف کامل موتور از تماس با قسمتهای برق دار خازن اجتناب شود ..

ملاحظات کلی در نصب خازن ها

محل نصب خازن ها در یک سیستم برقی به مشخصات بار بستگی دارد برای بارهای متمرکز خازنها در نزدیکی مرکز بار اما برای بار های پراکنده خازن در طول خط و مطابق با نیاز نصب می شود ؛

خازنها با بدنه فلزی اتصال زمین شده و یا اینکه توسط سیم خنثی زمین می شوند ؛

در موقع نصب سیم زمین به بدنه خازن باید توجه کرد که محل اتصال فوق درنگ بوده و از طرفی زنگ خوردگی نداشته باشد ؛

به دمای خازنها در هنگام کار توجه خاصی مبذول می شود چون اثر مهمی در عمر خازن دارد به همین دلیل در روی پلاک خازن ها حداقل و حداکثر دمای مجاز کار خازن توسط سازندگان ذکر میشود ؛

چیدمان خازنها باید به ترتیبی باشد که تلفات گرمایی آنها توسط جابجایی طبیعی هوا کنوکسیون و طرق دیگر تهویه شود

در مجموع توصیه می‌شود که خازنها در مقابل تشعشع مستقیم خورشید محافظت شوند علاوه بر موارد فوق بهتر است خازنها در محلی نصب و مورد بهره‌برداری قرار گیرند که دارای رطوبت زیاد نباشد همچنین هوای محیط های صنعتی که سبب خوردگی بدنه می‌شود از سایر عوامل موثر در طول عمر آنها محسوب می شود ؛.