آموزش علوم (مکانیک،سازه و برق)

بانک خازن چیست + بهترین روش محاسبه بانک خازنی ؟

محاسبه بانک خازنی
خازن ها چگونه می توانند ضریب قدرت را بهبود ببخشند و چگونه آن ها را محاسبه کنیم؟
چگونه می توان ضریب قدرت را بهبود بخشید؟ اینکار بسیار ساده است.

دلایل نصب بانک خازنی
با نصب خازن یا بانک خازن می توان ضریب قدرت را بهبود بخشید. بهبود ضریب قدرت یک دستگاه الکتریکی به معنای تولید نسبت خاصی از انرژی راکتیو است که خودش از آن استفاده می کند.
  سیستم های متعددی برای تولید انرژی راکتیو وجود دارد که از جمله آن می توان به متعادل کننده آسنکرون خاص وخازن شنت ( یا خازن های سریالی برای سیستم های انتقال بزرگ) اشاره کرد.

خازن ها معمولا به خاطر دلایل زیر مورد استفاده قرار می گیرند:
عدم مصرف آن از انرژی فعال
هزینه خرید پایین
کاربرد آسان
عمر آن (تقریبا 10 سال)
تعمیر و نگهداری پایین آن (دستگاه استاتیک)

ضریب قدرت، نسبت توان کار به توان ظاهری است. این ضریب می تواند نحوه استفاده موثر ازانرژی الکتریکی را مورد اندازه گیری قرار دهد.
وجود ضریب قدرت پایین بدین معناست که شما به طور کامل از تمامی انرژی الکتریکی که بابتش هزینه کرده اید استفاده نمی کنید.
ضریب قدرت بالا نیز به این معنی است که  کاربرد موثری از قدرت الکتریکی صورت گرفته است.

این در حالیست که ضریب قدرت پایین نشان دهنده کاربرد ضعیف از قدرت وانرژی الکتریکی است. برای مشخص کردن ضریب قدرت (pf)، توان کاری را به توان ظاهری تقسیم کنید. در یک سیستم خطی یا سینوسی؛ نتیجه به دست آمده به عنوان cosine θ در نظر گرفته می شود.
PF = kW / kVA = cosine θ kVA
به عنوان مثال اگر شما یک دستگاه حفاری داشته باشید که با توان کاری 100Kw کار می کند و توان ظاهری آن 125kvA است، باید عدد 100 را بر روی 125 تقسیم کنید. نتیجه به دست آمده ضریب قدرت خواهد بود. در این مثال 0.85 ضریب قدرت دستگاه حفاری است.

به منظور تولید و تامین توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده ها از خازنها به صورت موازی و بانک شده در پستهای فوق توزیع استفاده میشود.
به منظور کنترل ضریب توان شبکه به صورت هوشمند از رله ای موسوم به رله کنترل توان راکتیو (کنترل وار یا VCR) استفاده میشود.این رله توان راکتیو مورد نیاز شبکه را اندازه گیری کرده و بسته به نیاز شبکه توزیع، واحدهای خازنی را بصورت پله ای وارد مدار میکند. این رله فرمان قطع یا وصل را به کلیدی به نام LBS یا Load Break Switch ارسال میکند. از جمله ویژگیهای مهم LBS برقدار کردن خازنها در لحظة صفر شدن موج سینوسی ولتاژ و در نتیجه کاهش استرس واردی به خازنها و افزایش عمر آنها میباشد. همچنین این کلیدها تعداد عملکرد بال و نیاز به تعمیر و نگهداری پایین و استهلاک کمی دارند.
احتمال بروز اضافه ولتاژهای کلیدزنی و یا بواسطـ عبور امواج سیاری که در شبکه جابجا میشوند در نقطه نصب خازن وجود دارد ، به همین لحاظ و برای زمین کردن این اضافه ولتاژها، پیش از ورود به خازنها از برقگیر استفاده میشود.
خازن جاذب جریان است و به هنگام وصل جریان زیادی میکشد و این شارژ زیاد ممکن است باعث انفجار آن شود، لذا به صورت سری با آن از یک سلف محدود کننده جریان استفاده میشود.
گاهی درون یک واحد خازنی اتصال کوتاه بوجود می آید و جریان زیادی کشیده که ممکن است باعث ترکیدن خازن گردد لذا با تعبیه کردن فیوز از عبور جریان زیاد به هنگام اتصالی و باقی ماندن اتصالی به مدت طولانی و انفجار خازن جلوگیری میشود.
آرایش بانکهای خازنی بصورت ستاره دوبل بوده و در محل اتصال مرکز ستاره یونیتهای خازنی از رلة عدم تعادل یا Unbalance Relay استفاده میشود. در صورتی که با بروز هر خطایی نامتعادلی جریانی در مرکز ستاره یونیتهای خازنی ایجاد گردد ، این رله فرمان قطع مسیر تغذیه بانک خازنی را به مدارشکن فیدر خازنی ارسال میکند.

رگولاتور خازن

از آنجا که هدف از نصب خازن، حذف بار راکتیو متغیر مصرف کننده در هر شرایط است، برای کنترل آن از رگولاتور تصحیح ضریب قدرت استفاده می شود.
رگولاتور، ترتیب به مدار آمدن و یا از مدار خارج شدن خازن ها در یک بانک خازنی را تعیین کرده و متناسب با بار راکتیو مورد نیاز، فرمان قطع و وصل به کنتاکتورها صادر می کند.

اصول کار رگولاتور:

فرض کنید بخواهیم بصورت دستی و بوسیله دستگاههای اندازه گیری توان اکتیو و راکتیو ضریب توان را اصلاح نماییم همچنین فرض می کنیم که 5 خازن هم ظرفیت Q کیلو واری نیز در اختیار داریم روند تنظیم به شرح ذیل است:

1. اندازه گیری توان اکتیو و راکتیو
2. محاسبه ضریب توان با استفاده از رابطه COSQ=P/S
P: توان اکتیو
S: توان ظاهری
3. محاسبه توان راکتیو مورد نیاز برای رسیدن به ضریب توان مطلوب
Q= P*(tanQ1-tanQ2)
4. تزریق Qکیلو وار راکتیو به مدار

بنابراین مناسب ترین راه این است که اگر میزان خازن مورد نیاز Q کیلو وار باشد باید مقداری را در پله های بزرگتر و بقیه را در پله های کوچکتر قرار دهیم. در این حالت نوسان و خطا در نزدیکی پله کوچکتر صورت میگیرد.

برچسب‌ها: آیس بانک , ظرفیت برودتی , چیلرهای جذبی , چیلرهای تراکمی ,