بانک خازنی چیست؟

در صنعت بیشتر بارها از نوع سلفی مقاومتی هستند.موتورها ،ترانسها،کوره های القایی و حتی مبدلهای قدرت مثل یکسو سازهای تریستوری که مدار کموتاسیون نیز دارند این خاصیت سلفی- مقاومتی را دارند.
خاصیت سلفی باعث ایجاد توانی با نام توان راکتیو در شبکه برق می شود.این توان راکتیو که توسط یک کارگاه تولیدی از شبکه برقدرخواست می شود یکسری مشکلات برای شبکه برق مثل افزایش جریان،افزایش تلفات و افزایش مقطع سیم ها و کابلها را ایجادمی کند.راه حلی که وجود دارد اضافه کردن خازن به مدار است.کاری که خازن انجام می دهد این است که خازن توان مورد نیازسلف را تامین می کند به این صورت که سلف با شبکه این تبادل توان راکتیو را ندارد بلکه با خازن این تبادل توان را انجام میدهد.

به عملکرد خازن در این حالت اصلاح ضریب توان می گویند.در اصطلاح ما کارگاه را با خازن اصلاح می کنیم.
روشهای مختلفی برای اتصال خازن در شبکه این کارگاه وجود دارد ولی چون موتورها و ترانسهای این واحد صنعتی به صورت مداوم خاموش و روشن می شوند و نیاز به مقدار خازن متفاوت است بهترین روش ، روش متمرکز است.
در این روش به کمک دستگاهی با نام رگولاتور خازنی تشخیص می دهیم چه مقدار خازن بر حسب بارهای سلفی کارگاه مورد نیاز است.

مزایای تابلوهای بانک خازنی به زبانی ساده :

با پیشرفت تکنولوژی استفاده از ترانس ها، سیم پیچ ها و موتور ها رونق بسیار گرفته است.هر عنصری که از سیم پیچ تشکیل شده باشد علاوه بر قدرت اکتیو،قدرت راکتیو نیز مصرف میکند .
وجود مصرف کننده هایی مثل انواع موتور ها ، پمپ های آب ، چک های مهتابی ، ترانس های لامپ ها و پرژکتور ها ، آسانسورها و… باعث افزایش مصرف قدرت راکتیو شده است .
انرژی مصرف شده توسط این عناصر را میتوان با نصب خازن موازی در مدار جبران و خنثی کرد.
نصب خازن در نزدیک محل مصرف انرژی علاوه بر تخلیه شبکه از انتقال این توان باعث صرفه جویی های بسیاری نیزمی گردد :
کاهش افت ولتاژ : خازن ها به دلیل خنثی کردن جریان پیش فاز عناصر القایی جریان مصرف شده کل را کم می کنند و کم شدن این جریان باعث کم شدن تلفات در سیم ها و کاهش افت ولتاژ در سیم ها میشود.
استفاده کردن از کل آمپراژ برق خریداری شده : بدلیل کاهش جریان مصرفی توضیح داده در بند ۱ می توان جریان بیشتری از شبکه برق درخواست کرد بدون آنکه هزینه اضافی جهت خریداری کردن این جریان پرداخت شده باشد.
کاهش بیش از نیمی از هزینه قبوض برق : هنگامی که خازن در محل مصرف وجود نداشته باشد کنتور راکتیو اداره برق علاوه بر کنتور اکتیو شروع به محاسبه هزینه برق می کند.
هزینه محاسبه شده توسط کنتور راکتیو تقریبا برابر کنتور اکتیو و در بعضی موارد از آن نیز بیشتر میباشد.
یعنی بدون وجود تابلوهای بانک خازنی هزینه برق مصرفی تقریبا ۲ برابر بیشتر از زمانی است که تابلو های بانک خازنی وجود دارند.
با توجه به مطالب فوق مشخص میشود که استفاده از تابلوهای بانک خازنی امری بهینه از نظر اقتصادی بوده و حتی میتوان گفت که نصب این تابلوها در محیط های صنعتی لازم و واجب است.
شایان ذکر است که هزینه ای که جهت تهیه تابلوهای بانک خازنی صرف میشود در کمتر از یک سال از طریق صرفه جویی ای که
در پرداخت هزینه برق بوجود می آید به کار فرما باز گردانده میشود.
نقشه اتصالات یک تابلوی بانک خازنی به صورت شکل زیر است.

رگولاتور موجود در نقشه یک نمونه جریان به کمک ترانس CT از شبکه و یک نمونه ولتاژ از خط اصلی گرفته و از این دو پارامتر جهت محاسبه ضریب توان استفاده می کند.این رگولاتور دارای ۶ خروجی است که به ۶ عدد کنتاکتور متصل شده اند این کنتاکتورها توسط فیوزها به خط اصلی جریان کارگاه متصل شده اند.رگولاتور بر اساس ضریب توان موجود و ضریب توان مطلوب دستور قطع و وصل کنتاکتورها را صادر کرده تا خازنها وارد مدار شده و ضریب توان مطلوب حاصل شود
برای ساخت بانک خازنی به تجهیزات زیر نیاز داریم:
 خازن
 کنتاکتور خازنی
 فیوز
 رگولاتور
 کلید اصلی
 سری پوش باتن ها
 لامپ سیگنال
 فن خنک کننده
 ترمینال و قفل ترمینال
 سکسیونر فشار ضعیف(برای حفاظت).
 شین و لوله خرطومی و مقره
– توان راکتیو کمتری نسبت به آنچه مورد نیاز است به مدار تزریق می شود,که باعث جبران سازی ناقص توان راکتیو مصرفی بار می شود. به ناچار کمبود توان راکتیو از طریق شبکه تامین می شود که هزینه ها و جریمه های مصرف راکتیو را در برخواهد داشت.
– توان راکتیو بیشتری نسبت به آنچه مورد نیاز است به مدار تزریق می شود که اضافه ولتاژ را به همراه خواهد داشت.
درصد اضافه ولتاژی که با وارد شدن Q کیلووار به مدار بدون حضور هیچ باری پدید می آید از رابطه زیر بدست می آید:

که در آن Uk درصد ولتاژ ترانسفورماتور و St قدرت ترانسفورماتور است.
مثال:
باری با قدرت 300 کیلووات و ضریب توان 0.7 به وسیله ترانسفورماتوری با ولتاژ اتصال کوتاه ۴% و قدرت 630 کیلو ولت آمپر تغذیه می گردد. توسط بانک خازنی به ظرفیت 200 کیلووار ضریب توان بار به 0.59 اصلاح می گردد تا قبل از جبران سازی ولتاژ
محل مصرف برابر 389.7 ولت و پس از جبران سازی ولتاژ به 395 ولت افزایش می یابد حال اگر بار به نصف کاهش یابد ولی
رگولاتور صحیح عمل نکرده و 200 کیلووار خازن در مدار باقی بماند ولتاژ محل تغذیه به 400 ولت افزایش می یابد. اگر ترانسفورماتور تحت بار کامل بود و با جبران سازی مناسب ضریب توان به 0٫۵۹ اصلاح می گشت و به دلیل خرابی یا تنظیم ناصحیح رگولاتور با نصف شدن بار, پله ای از مدار خارج نمی گردید اضافه ولتاژ حاصل برابر 2.8 % معادل ۱۱ ولت می بود.
در طراحی بانک های خازنی سه موضوع زیر مد نظر قرار می گیرند:
– محاسبه ظرفیت مورد نیاز خازن
– تعیین ظرفیت پله اول و آرایش پله ها
– گزینش تجهیزات بانک خازنی
محاسبه ظرفیت مورد نیاز خازن:
بهترین روش برای محاسبه ظرفیت بانک خازنی استفاده از منحنی تغییرات توان اکتیو و ضریب توان بر حسب زمان است. در شرایطی که چنین منحنی هایی در دست نباشد, معمولا با استفاده از میزان قدرت قراردادی و ضریب توان نامی بر اساس فرمول زیر مقدار راکتیو مورد نیاز را بدست می آورند.

تعیین ظرفیت پله اول و آرایش پله ها:

در صورت در دست داشتن منحنی تغییرات توان اکتیو بر حسب زمان با استفاده از شیب منحنی می توان ظرفیت اولین پله را تعیین کرد.در صورت در دست نبودن این منحنی از دو قانون زیر می توان استفاده کرد:
الف( در صورتی که لازم باشد رگولاتور به 5% تغییرات بار پاسخ دهد,پله اول را 5% ظرفیت کل تابلو انتخاب می نمایند, مثلا در یک بانک 200 کیلواری با پله اول 10 کیلووار که باری با ضریب توان ذاتی 0.7 را جبران میکند, به ازای هر 15 کیلووات تغییر در بار,یک پله وارد یا خارج می شود )ضریب توان مطلوب 0٫۵۹ فرض شده است(.
ب( در صورت عدم نیاز به تنظیم دقیق یا تغییرات دقیق بزرگ بار برای آنکه رگولاتور به 10% تغییرات بار پاسخ دهد لازم است پله اول 10% ظرفیت کل انتخاب گردد.بدین معنی که در شرایطی مانند حالت )الف( به ازای هر 30 کیلووات تغییر در میزان توان
20 کیلوار به مدار وارد یا خارج می گردد.

نکته :

براساس استاندارد وظیفه فیوز در بانک های خازنی تنها قطع اتصال کوتاه است و نمی تواند وظیفه حفاظت در برابر اضافه
بار)جریان( را برعهده بگیرد و حفاظت در مقابل اضافه بار)جریان( بر عهده رگولاتور است.
از موارد دیگر مطرح در طراحی بانک خازنی می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
– گزینش فیورهای حفاظتی که به صورت سری در یک بانک خازنی قرار می گیرند
– حداکثر ظرفیت مجاز یک پله رگولاتور
– تنظیم رله های هارمونیکی تعبیه شده در رگولاتور
– اصول تنظیم رله اضافه جریان
– حفاظت در برابر اعوجاجات
– هماهنگی بین سیستم مخابراتی و بانک خازنی
– مساله انتفال حرارت در بانک های خازنی
– قدرت اتصال کوتاه تابلو
– بانک های خازنی با سرعت بسیار بالا Thyristor Capacitor Bank
– جبران سازی بارهای موتوری

برای سفارش انواع تابلو برق از جمله تابلو بانک خازنی با ما تماس گرفته و از ما مشاوره بگیرید.