تابلو برق بانک خازنی چیست
فهرست مطالب
برای درک بهتر تابلو برق خازنی ابتدا باید با مفهوم بانک خازنی آشنا شویم. مجموعه‌ای از خازن‌های کنار یکدیگر که برای اصلاح ضریب توان شبکه استفاده می‌شوند را بانک خازنی میگویند.
اهمیت برق در صنایع بزرگ و کوچک امروزی غیرقابل انکار است بنابراین مدیریت و استفاده بهینه امری بسیار مهم است.
وجود توان ری اکتیو در سیستم باعث کاهش توان مؤثر موجود در شبکه و کاهش عملکرد تجهیزات می شوند و این یعنی افزایش هزینه‌ها، بنابراین برای جبران این هزینه‌ها و افزایش توان موجود در تجهیزات نیاز است از بانک خازنی در تابلو برق استفاده کنیم.
موتورها، وسایلی که دارای سیم‌پیچ هستند، ترانسفورمرها و هر وسیله‌ای که در خود سلف (سیم‌پیچ) دارد باعث ایجاد ری اکتیو می‌شود که ری اکتیو هم مانند توان اکتیو در صورتحساب مشترک محاسبه می‌شود، بانک خازنی باعث می‌شود توان ری اکتیو وارد شبکه نشود.
در شبکه برق سه فاز، دو نوع توان مصرفی می‌توان داشت.
- توان اکتیو یا توان مفید
- توان راکتیو یا غیرمفید
که باعث استفاده جریان غیرمفید از شبکه می‌گردد. این توان غیرمفید به دلیل وجود بارهای سلفی در شبکه اتفاق می‌افتد.
بارهای سلفی سبب جابجایی پیک ولتاژ و جریان نصبت به هم می‌گردد که این جابجایی باعث مصرف اضافی جریان در شبکه نیز می‌شود که اگر در حجم عمده به آن نگاه کرد باعث آسیب‌رسانی به تأسیسات تولید انرژی برق نیز می‌شود.
با توجه به مسائل ذکرشده در بالا هر یک از مشترکین سه فاز بالای ۵۰ آمپر اداره برق موظف به نصب تابلو خازنی جهت تصحیح ضریب توان مصرفی می‌باشند.
معمولاً جدا از فرمول‌های کتابی برای طراحی بانک خازن و انتخاب ضریب‌های خازن‌های موجود که از فرمول ۲/۱ جریان کل واحد استفاده کرده (به‌طور مثال اگر جریان نامی یک واحد تولیدی ۱۰۰ آمپر باشد برای آن از بانک خازنی ۵۰ کیلووار استفاده می‌گردد)
همچنین در مقاله تابلو برق ساختمانی به انواع تجهیزات و نحوه کار پرداخته شده که می توانید از آن استفاده نمائید.
خازن چیست؟
خازن دو صفحه فلز یا الکترولیت است که به‌وسیله یک عایق یا دی‌الکتریک از هم جدا می‌گردد. این صفحات قابلیت ذخیره برق و تصحیح ضریب جریان نصبت به ولتاژ و صاف کردن شکل ولتاژ را دارا می‌باشند.
رگلاتور چیست؟
رگلاتور واحد هوشمند که با توجه به ولتاژ و جریان مصرفی کل بهترین خازن ممکن را در مدار قرار می‌دهد. جهت انتخاب پله‌های خازن معمولاً از ضریب‌های خاصی مانند ۱:۲:۲:۲ یا ۱:۲:۴:۸ یا … (با توجه به مارک رگلاتور استفاده‌شده) استفاده می‌گردد (مثلاً برای بانک خازن ۵۰ کیلووار از خازن‌های ۵ کیلووار دو عدد ۱۰ کیلووار دو عدد ۲۰ کیلووار یک عدد)
موارد استفاده از بانک خازنی
- شبکه‌های انتقال انرژی
- پست‌های سوئیچینگ
- شبکه توزیع
- مراکز صنعتی و …
نحوه عملکرد تابلو بانک خازنی
این تابلوها در شبکه‌های توزیع فشار ضعیف باهدف افزایش ضریب قدرت (ضریب توان) و جبران توان راکتیو استفاده می‌شوند.
تابلوهای بانک خازنی در توان‌های راکتیو مختلف و بنا به نیاز مشتریان طراحی و ساخته می‌شوند که بانک‌های خازنی اتوماتیک رایج‌تر و کاربردی‌ترین وسیله برای اصلاح ضریب توان شبکه هستند.
تابلو بانک خازنی اتوماتیک
تابلوهای بانک خازنی اتوماتیک دارای یک رگلاتور یا کنترل‌کننده ضریب قدرت هستند که مقادیر شکل موج ولتاژ و جریان و اختلاف‌زمانی آن‌ها را اندازه‌گیری می‌کند و خازن موردنیاز را تعیین و وارد شبکه می‌کند.
در تابلوهای اتوماتیک کنتاکتورهایی که به‌وسیله رگلاتور کنترل می‌شوند وظیفه سوئیچ کردن خازن‌ها را به عهده‌دارند. از تابلوهای بانک خازنی اتوماتیک در بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها و کارگاه‌ها، مجتمع‌های تجاری و اداری، هتل‌ها و موارد مشابه استفاده می‌شود.
در تابلوهای برق بانک خازنی از چه نوع خازن‌هایی استفاده می‌شود؟
ویژگی‌هایی که باید خازن‌های بانک خازنی داشته باشند:
- تحمل تبادل‌های متناوب و زیاد جریان و توان بین خودش و سلف را داشته باشد.
- تحمل حرارت یا سردی هوا را داشته باشد.
- تحمل ولتاژ شبکه برق را داشته باشد. (ممکن است شبکه فشار ضعیف با ولتاژ ۳۸۰ باشد)
- تحمل جریان‌های اولیه زیاد که در هنگام اتصال به شبکه برق دریافت می‌کند را داشته باشد.
توجه: به دلیل اینکه واحد توان راکتیر کیلو وار kvar است و وظیفه خازن اصلاح این توان است بنابراین خازن‌های اصلاح ضریبتان هم بر اساس همین واحد است نه بر اساس میکرو فاراد.
مزیت‌های استفاده از بانک‌های خازنی
- بهینه کردن توان شبکه
- کاهش تلفات سیستم به سبب اثر ژول یا همان joule effect
- جلوگیری از تحمیل هزینه اضافه
- افزایش توان موجود در شبکه با از بین بردن توان ری اکتیو
دسته‌بندی بارهای موجود در شبکه
· بار مقاومتی (resistive loads)
باری است که شامل مقاومت‌های خالص است، فاز ولتاژ خط در این حالت مثل ولتاژ شبکه است.
· بار سلفی (inductive loads)
بار سلفی، دارای الکتروموتورهای آسنکرون و لامپ‌های مهتابی و … است. اگر یک‌بار سلفی خالص را در نظر بگیریم، فاز ولتاژ خط همیشه ۹۰ درجه از ولتاژ شبکه عقب خواهد بود.
· بار خازنی (capacitive loads)
در این حالت خط ما همیشه شامل یک خازن مثل بانک خازنی است. اگر بار خازنی خالصی را در نظر بگیریم فاز ولتاژ خط ما همیشه ۹۰ درجه جلوتر از شبکه است.
چگونگی تعیین مقدار مناسب بانک خازنی
روش‌های زیر برای تعیین مقدار مناسب بانک خازنی (kvar) برای جبران ری اکتیو سیستم استفاده می‌شوند.
- تحلیل و بررسی فیش برقی مطابق با نوع اشتراک
- اندازه‌گیری توان ری اکتیو و cosφ با استفاده از تجهیزات کنترلی مناسب یا تجهیزات اندازه‌گیری شبکه برای عیب‌یابی و بررسی تمامی پدیده‌های شبکه
- محاسبه توان اکتیو موردنیاز برای جبران توان ری اکتیو تمامی تجهیزات موجود در شبکه مثل ترانسفورمرها و الکتروموتورها و سایر لوازم موتوری و ری اکتیو دار با توجه به دفترچه یا اطلاعات روی دستگاه‌ها.
- محاسبه تجهیزاتی که احتمالاً بعداً و در آینده به شبکه اضافه می‌شوند.