مشخصات فنی تابلو بانک خازنی
در صنعت اکثر بارها از قبیل الکتروموتورها، کوره های القایی، لامپ های گازی، ترانس ها، خاصیت سلفی دارند. خاصیت سلف این است که توان راکتیو (توان غیر حقیقی) مصرف می نمایند.
بانک خازن چیست؟
به دلیل آنکه واحدهای صنعتی اکثرا دارای بارهایی با خاصیت سلفی و مصرف کننده ی توان راکتیو هستند، جهت کارکرد ماشین آلات و سایر تجهیزات هم به توان اکتیو و هم به توان راکتیو نیاز دارند. برای نمونه اگر بخواهیم توان راکتیو مورد نیاز الکتروموتورها و دیگر بارهای سلفی را تامین کنیم، باید توان راکتیو را از شبکه برق بخواهیم؛ که این مستلزم پرداخت هزینه بیشتر به اداره برق است. به همین جهت از تابلو بانک خازنی استفاده می شود.
همچنین به دلیل آنکه تولید توان راکتیو توسط نیروگاه ها هزینه بر می باشد، مجموعه های صنعتی با ساخت تابلو بانک خازنی نیاز خودشان را به توان راکتیو برطرف می کنند. با تابلو بانک خازنی هم هزینه برق مصرفی واحد صنعتی کاهش پیدا می کند و هم فشار کمتری به شبکه برق وارد می شود. در عمل، یک الکتروموتور در حالت بی باری در حال مصرف توان راکتیو است؛ یعنی جریان شبکه را صرف کار بی بهره و بی اثر می کند که با افزایش بار الکتروموتور بخشی از جریان مصرفی صرف کار سودمند یا همان توان اکتیو می شود.
به عبارت دیگر استفاده از تابلو بانک خازنی به صورت کلی و قراردادی به این معنا است که بارهای سلفی نظیر الکتروموتورها و ترانسفورماتورها مصرف کننده توان راکتیو و خازن ها نیز تامین کننده و ذخیره کننده آن هستند. با قرار دادن خازن در کنار بارهای سلفی، اصلاح ضریب توان یا جبران سازی توان راکتیو محقق می شود.
جهت حفاظت از خازن ها از فیوز استفاده می شود. فیوزهای بانک خازن معمولا از نوع HRC هستند، به دلیل اینکه فیوزهای HRC توانایی تحمل جریان لحظه ای اولیه زیاد در تابلو بانک خازنی را دارا می باشند. وظیفه ترانس در بانک خازن، نمونه گیری از جریان شینه های هر فاز است و متناسب با رگولاتور بکار رفته انتخاب می گردد و جریان اولیه آن از 10 الی 4000 آمپر و جریان ثانویه آن از 1 الی 5 آمپر می باشد؛ از تجهیزات اصلی بکار رفته در یک بانک خازن عبارت است از: کنتاکتور خازنی، خازن، ترانس، فیوز، کلید اصلی و رگولاتور خازنی.
اصلاح ضریب توان چیست؟
جریان الکتریکی دارای دو مولفه اکتیو و راکتیو می باشد. با ضرب هر کدام از این مولفه ها در ولتاژ منبع، توان های اکتیو و راکتیو ایجاد می شود که توان اکتیو با واحد وات (W) و توان راکتیو با واحد وار (VAR) شناخته می شود. همانطور که بیان شد رفتار خازن دقیقا بر عکس رفتار سلف است. به عبارت دیگر بار سلفی در زمان مصرف توان راکتیو می تواند از توان راکتیو ذخیره شده در خازن ها استفاده کند و در زمانی که بار سلفی مصرف کننده نباشد خازن ها توان راکتیو را ذخیره می کنند.
اگر ضریب توان مشترکین کمتر از 0.9 باشد، در مدیریت شبکه تولید و توزیع نیروی برق هزینه های جانبی به همراه دارد، شرکت های تولید کننده و توزیع کننده نیروی برق در این خصوص مقرراتی را تدوین کردند که در صورت کاهش ضریب توان مشترکین از مقدار تعیین شده، اعمال جریمه و افزایش بهاء برق مصرفی در صورت حساب مشترکین اتفاق خواهد افتاد.
با قرار دادن خازن در کنار بارهای سلفی، اصلاح ضریب توان یا جبران سازی توان راکتیو محقق و فشار از روی شبکه توزیع برق برداشته می شود. تابلو بانک خازنی متشکل از تعدادی خازن است که بسته به طراحی، به دو صورت سری و موازی به یکدیگر متصل می شوند. عملکرد تابلو بانک خازنی به این صورت است که منحنی های ولتاژ و جریان و اختلاف فاز آن ها را در هر لحظه از زمان بررسی می کند و با توجه به فرمول ها و روابط مربوطه و همچنین نوع مصرف کننده، یکی از خازن ها را وارد مدار کرده تا عمل جبران سازی توان راکتیو اتفاق بیفتد.
مشخصات فنی تابلو بانک خازن
تابلو بانک خازنی را می توان با مشخصات زیر معرفی کرد.
- ولتاژ نامی: 400 ولت
- ظرفیت هر سلول: تا 500 کیلو وار
- درجه حفاظت: IP54
طراحی و ساخت تابلو بانک خازنی
در ابتدا طراحی تابلو بانک خازنی باید بدانیم که چرا در تابلو برق ها از بانک خازن استفاده می شود، در ادامه به بررسی تابلو بانک خازنی و بانک خازن می پردازیم. عناصر خطی مانند خازن ها هیچ تاثیری در ایجاد هارمونیک های مزاحم در جریان شبکه ندارند.
از تابلو بانک خازنی در جایی که هارمونیک های زیادی وجود دارد استفاده می شود که کنترل تابلو بانک خازنی، توسط رگولاتورهای بانک خازنی و به صورت اتوماتیک انجام می شود.
استفاده از بانک خازن زمانی کاربرد دارد که، در قبض برق (این مورد در قبوض خانگی ذکر نمی شود.) خود عددی را به تحت عنوان توان راکتیو، مشاهده کنیم که باید بابت آن به اداره برق مبلغی اضافه تر از مصرف واقعی بدهیم. در واقع می توان گفت استفاده از بانک خازن در این موقعیت بهترین راهکار است چون بانک خازن جریان مصرفی و سطح مقطع سیم های مورد نیاز را هم کاهش می دهد.
برای طراحی تابلو بانک خازنی باید اندازه بانک و محل اتصال تابلو بانک خازنی را در نظر بگیرید و همچنین یک روش کنترلی نیز انتخاب کنید؛ از اجزا تابلو بانک خازنی می توان به کنتاکتورها، رگولاتورها، انواع مدارها که شامل مدار جرقه گیر، مدار قدرت، مدار فرمان یا کنترل و خازن ها (جبران کننده توان راکتیو) اشاره کرد.
در طراحی تابلو بانک خازنی هم مانند دیگر تابلو برق ها استانداردهای تعریف شده را رعایت کنید، این استانداردها در تابلو بانک خازنی شامل EN 60439-1 : 1999 ،IEC 60831-2 و EN 61921: 2005 می باشد که به شرح آنها می پردازیم:
استاندارد EN 60439-1: 1999 در تابلو بانک خازنی
این استاندارد برای تفاسیر فنی تابلو بانک خازنی بیان شده است.
استاندارد EN 61921: 2005 در تابلو بانک خازنی
این استاندارد اطلاعاتی در مورد شرایط عمومی بانک خازن به ما می دهد که این اطلاعات در ساختن تابلو بانک خازنی کمک کننده است؛ در ادامه به بررسی مهم ترین آنها می پردازیم.
- امکان دسترسی به اجزا بانک خازنی: در صورت خرابی امکان تعویض راحت قطعه در تابلو بانک خازنی وجود داشته باشد.
- درجه حفاظت بانک خازنی در تابلو بانک خازنی: درجه حفاظت بانک خازنی در تابلو بانک خازنی به محل نصب بستگی دارد اما اگر قرار است داخل تابلو اصلی نصب شود در نظر گرفتن IP20 مناسب است.
- ساخت تابلو بانک خازنی: می توان تابلو بانک خازنی را در بخش های خاصی قرار داد مثلا امکان قرار گیری تابلو بانک خازنی در تابلو اصلی و یا تاسیسات وجود دارد همچنین می توان تابلو بانک خازنی را به عنوان تابلو مجزا هم در نظر گرفت.
- علامت گذاری اجزای بانک خازنی: تابلو بانک خازنی هم باید دارای پلاک اطلاعات باشد که مقادیر مختلفی را در آن می توان ذکر کرد که شامل موارد زیر می باشد:
- نام تولید کننده
- تاریخ تولید
- توان و ولتاژ نامی
- شاخص حفاظت
- قدرت تحمل جریان اتصال کوتاه
- شماره شناسایی تابلو
- حداقل و حداکثر دما
استاندارد IEC 60831-2 در تابلو بانک خازنی
این استاندارد خازن هایی با قدرت موازی، که ویژگی خود ترمیمی در سیستم های AC دارند را بیان می کند که محدوده ولتاژی آنها کوچکتر یا مساوی 1000 ولت است، همچنین تست هایی از قبیل تست خود ترمیم شوندگی، تست تخریب و تست پیری را مشخص می کند.
در طراحی بانک خازنی علاوه بر استانداردهایی که در بالا ذکر شد باید موارد زیر هم در نظر گرفته شود.
- محاسبات ظرفیت خازن
- ظرفیت پله اول
- آرایش پله های بانک خازنی
- انتخاب تجهیزات بانک خازنی
محاسبه ظرفیت مورد نیاز خازن
به دو روش زیر می توانید ظرفیت مورد نیاز خازن را بدست آورید.
- با استفاده از منحنی تغییرات در توان اکتیو و ضریب توان
- با کمک گرفتن از میزان قدرت مصرفی و ضریب توان نامی
تعیین ظرفیت پله اول
تعیین ظرفیت پله اول در تابلو بانک خازنی حائز اهمیت است، زیرا با انتخاب درست می توان کار جبران سازی را بهتر انجام داد؛ برای انتخاب بهتر می توان از محدوده خازن ها و کنتاکتورهای موجود در تابلو بانک خازنی استفاده کرد.
برای بدست آوردن ظرفیت پله اول خازن نیاز به منحنی تغییرات توان اکتیو (بر حسب زمان) می باشد تا بتوان از طریق شیب منحنی آن به داده های مورد نظر دست پیدا کرد. اگر منحنی تغییرات را ندارید می توانید از روش های زیر اقدام کنید.
- با توجه به توان بارهای مختلف موجود در شبکه (توان هایی از چند کیلووات تا چند صد کیلووات) باید ظرفیت را تعیین کرد. در این صورت ما ظرفیت پله اول را 5 تا 10 درصد از ظرفیت کل تابلو بانک خازنی تعیین می کنیم.
- در زمان هایی که دو مشخصه، تغییرات بزرگ بار و نبود ضرورت تنظیم و جبران سازی دقیق را داشتیم باید پله اول را 10 تا 15 درصد در نظر بگیریم.
- با توجه به دلایل زیر می توان بانک های خازنی را به دو یا یه حداکثر سه پله تقسیم کنیم.
- نرم بودن تغییرات بار در تجهیزات فشار متوسط
- پایین بودن تعداد سوئیچینگ در تجهیزات فشار متوسط
- سرعت پایین سوئیچینگ به دلیل مدت طولانی دشارژه شدن خازن
- مقرون به صرفه نبودن استفاده از یک پله
آرایش پله های بانک خازنی
بعد از تعیین ظرفیت پله اول باید ظرفیت پله های دیگر نیز مشخص شود. که به دو روش می توان تعیین ظرفیت را انجام داد.
روش اول
این گونه است که با توجه به ظرفیت پله اول، ظرفیت دیگر پله ها را همان میزان در نظر گرفت که این روش توجیه اقتصادی ندارد. برای مثال اگر ما یک بانک 200 کیلو واری داشته باشیم و پله آن را 10 کیلو وار در نظر گرفته باشیم باید پله های دیگر را نیز همان 10 کیلو وار انتخاب کنیم که در این مثال با توجه به 200 کیلو واری بودن بانک خازن نیاز به 20 پله داریم که از نظر اقتصادی به صرفه نیست علاوه بر آن نمی توانیم 20 راه برای خروجی رله کنترل توان در نظر بگیریم.
روش دوم
این روش برای اصلاح روش اول طراحی شده است. در این روش پله ها را به صورت توالی طراحی شده اند. اگر بخواهیم مثالی که در روش اول به آن اشاره شد را به روش توالی پیاده سازی کنیم باید به صورت ... 1:2:2:2 انجام شود که تعداد پله ها نصف شده و به 10 پله می رسد که با این اوصاف به ظرفیت مورد نظر که 200 کیلو وار است نمی رسیم برای حل این مشکل می توان از یک پله 20 کیلو واری استفاده کرد که روش درستی نیست. از دیگر روش های توالی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ....1:2:2:4:8
- 1:2:4:8:8:8
- 1:2:4:8:16:32:64 (با رگولاتورهای جدید)
انتخاب تجهیزات بانک خازنی
باید همه تجهیزاتی که برای خازن در نظر گرفته می شود را بر اساس 30 درصد اضافه جریان انتخاب کنیم، دلیل این انتخاب مربوط به این است که خازن ها همیشه در معرض اضافه بار هستند. با توجه به این مسئله، استانداردها برای جلوگیری از خطرات احتمالی و از بین رفتن خازن ها، تعیین کرده اند که خازن ها باید توان تحمل 35 درصد اضافه جریان را به طور دائم داشته باشند.
کنترل دما در تابلو بانک خازنی به ویژه در بانک خازنی به علت اینکه اگر خازن ها و سلف در مجاورت گرمای خیلی زیاد قرار بگیرند عمر آنها کوتاه خواهد شد، بسیار اهمیت دارد. طبق استاندارد IEC 60831-2 می توان حداکثر دما برای بانک خازنی را 55 درجه و حداقل دما را منفی 25 درجه در نظر گرفت، همچنین با رعایت نکات زیر می توان دمای خازن را کنترل کرد و آن را در سطح نرمال نگه داشت.
- زیاد بودن فاصله ورودی و خروجی هوا؛ این فاصله برای فراهم کردن محیطی که حداکثر سرعت جریان هوا را در داخل تابلو بانک خازنی به ما بدهد در نظر گرفته می شود.
- ورودی هوا برای جریان بهتر باید بزرگتر از خروجی باشد. (حداقل 10 درصد)
- جریان هوا باید در یک مسیر مستقیم قرار بگیرد. (به صورت زاویه نامناسب یا خطوط زیگزاگ نباشد.)
- به دلیل اینکه در واقعیت اثر ضد فشار در تابلو بانک خازنی بیشتر است باید در طراحی، جریان هوای واقعی را مد نظر قرار دهید.
- اگر لازم است از هواکش استفاده کنید؛ محل نصب آن را زیر تابلو بانک خازنی در نظر بگیرید، چون طراحی به این شکل باعث می شود گردش هوای سرد داخل تابلو بانک خازنی به سهولت انجام شود.
- اگر برای ساخت درب ورودی و خروجی هوا شکل عمودی برای آنها در نظر گرفته اید باید طراحی آن در مقایسه با ساخت درب های زاویه دار و یا افقی بزرگتر باشد.
نقشه مدار قدرت و فرمان تابلو بانک خازنی
همانطور که در نقشه تابلو بانک خازنی زیر مشاهده می کنید یک نمونه از تراس CT و یک نمونه از ولتاژ خط اصلی توسط رگولاتور گرفته می شود تا بتوانیم ضریب توان را در بانک خازنِ تابلو بانک خازنی محاسبه کنیم.
انواع بانک خازنی
برای ساخت بانک خازن سه فاز باید واحدهای خازن را به شکل دلتا یا ستاره ای به هم متصل کرد منظور از واحدهای خازن همان بانک خازن است؛ از انواع بانک خازنی در تابلو بانک خازنی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
بانک خازن فیوز داخلی
چیدمان در همه بانک های خازن در تابلو بانک خازنی به یک شکل می باشد؛ در بانک خازن فیوز داخلی، اجزا به صورت موازی و سری وجود دارند و هر کدام به صورت جدا توسط فیوز حفاظت می شوند و تمامی اجزا در یک محفظه قرار می گیرد تا از عوامل بیرونی محافظت شود. این نوع بانک ها به همین دلیل دارای عمر طولانی تری در تابلو بانک خازنی هستند.
نصب و راه اندازی این نوع بانک خازن بسیار راحت بوده و شرایط نگهداری آسانی هم دارد. به دلیل کوچک بودن اجزا اگر مشکلی برای یکی از آنها اتفاق بیوفتد، تاثیر چندانی روی عملکرد کلی بانک ندارد ولی اگر برای تعداد زیادی از اجزا مشکلی پیش بیاید امکان جایگزینی وجود ندارد و باید کل بانک را تعویض کرد.
بانک خازن فیوز خارجی
در بانک خازن فیوز خارجی اجزا به صورت موازی متصل هستند؛ در این نوع بانک بر خلاف بانک خازن فیوز داخلی که هر جز با فیوز حفاظت می شد، در این بانک واحد فیوز جداگانه در اختیار هر واحد خازن قرار می گیرد که در صورت پیش آمدن مشکل، واحد فیوز آن منفجر شده و از این راه می توان واحد دارای مشکل را تشخیص داد و با تعویض به موقع آن جلوی آسیب به کل تابلو بانک خازنی را گرفت.
در این نوع بانک خازن هم اگر واحدی دچار مشکل شود تاثیر بسزایی بر روی عملکرد کلی بانک ندارد. در این نوع بانک ها عدم تعادل ولتاژی فقط به علت خرابی واحد فیوز اتفاق می افتد.
بانک خازن فیوز کمتر
در این نوع بانک ها، واحد های فیوز هستند که به صورت سری بسته می شوند. چیدمان بانک خازن فیوز کم بسیار ساده و کارآمد است که در ادامه به صورت مرحله ای به نحوه کار آن اشاره خواهیم کرد.
- در ابتدا برای ساخت یک رشته خازن با استفاده از اتصال واحدهای فیوز اقدام می کنیم.
- در مرحله دوم اتصال موازی رشته های خازنی به صورت موازی به بانک خازن اصلی انجام می شود.
- در مرحله آخر مانند ساخت بانک خازنی سه فاز، سه بانک که در فاز های شبیه به هم قرار دارند را به شکل ستاره یا دلتا به بانک خازنی سه فاز وصل می کنیم.
در این نوع بانک برای رشته های خازن هیچگونه تدابیر حفاظتی وجود ندارد با این حال اگر یکی از واحدها به علت اتصال کوتاه دچار اختلال شود به دلیل سری بودن خازن ها مشکلی برای جریان کلی نمی افتد. این نوع بانک ها به دلایل زیر دارای محبوبیت بیشتری نسبت به بانک فیوز داخلی و بانک فیوز خارجی هستند.
- مقرون به صرفه بودن
- نیاز به فضای کم
- عایق بندی سیم اتصال دهنده در خازن
بانک خازنی نوع ثابت
از این نوع بانک ها در سیستم های فشار ضعیف و برای مکان هایی که ضریب بار ثابت بوده استفاده می شود. محل نصب این بانک ها معمولا در فضاهای سرپوشیده یا همان داخلی می باشد. بانک خازنی نوع ثابت را می توان به صورت سه فاز و در ولتاژهای مختلف ساخت.
در برخی مواقع این بانک ها همراه بار، کار سوئیچ کردن را انجام می دهند. این نوع بانک ها می توانند در تاسیسات برقی 24 ساعته که دارای بار ثابت هستند یا برای جبران موتورها به صورت تکی و جبران واکنش ترانس ها مورد استفاده قرار بگیرد.
بانک خازن اتوماتیک
این نوع بانک خازن ها که به شکل خودکار هستند از طریق یک رگولاتور ضریب قدرت، مقادیر کمی مثل شکل و اختلاف زمانی جریان و ولتاژ را اندازه گیری می کنند، سپس با استفاده از کنتاکتور خازن های مورد نیاز را انتخاب کرده و وارد مدار می کنند، سوئیچ کردن خازن ها به وسیله کنتاتورها انجام شده و کنترل این کنتاکتورها به عهده رگولاتور می باشد.
از تجهیزات یک بانک خازن اتوماتیک می توان به موارد زیر اشاره کرد که با توجه به فاکتورهایی مانند محل نصب، مورد مصرف و غیره می توان آنها را کم یا زیاد کرد.
- خازن
- کنتاکتور خازنی
- پوش باتن ها
- فن خنک کننده
- رگولاتور ضریب قدرت
- لامپ سیگنال
- انواع دستگاه اندازه گیری
- انواع کلیدها؛ شامل کلید فیوز، کلید اصلی و غیره
از بانک های خازنی اتوماتیک می توان در مکان هایی مثل بیمارستان ها، هتل ها، ساختان های اداری و مسکونی، کارگاه های صنعتی بزرگ و کوچک، کارخانه ها و غیره استفاده کرد.
بانک خازن هوایی
این نوع بانک های خازنی برای سیستم های توزیع می باشند که جهت اصلاح ضریب توان، آنها را بر روی تیر چراغ برق نصب می کنند و جهت حفاظت از کابل های روکش دار برای اتصالات استفاده می شوند تا تلفات را به حداقل برسانند.
بانک خازن فوق فشار قوی
به دو دلیل زیر از این نوع بانک ها در سیستم های توزیع استفاده می شود.
- برای متصل کردن توان از سمت نیروگاه ها به مصرف کننده
- در مسیر توزیع برق از نیروگاه به مصرف کننده، افت ولتاژ اتفاق می افتد و برای جبران توان از بانک خازن فوق فشار قوی استفاده می شود.
بانک های خازن در جهت فشار ضعیف ترانس
بانک های خازنی در سمت فشار ضعیف ترانس در جایی نزدیک به بار مصرفی نصب می شوند تا بتوانند به راحتی توان راکتیو را تامین کنند در این نوع بانک خازن با توجه به این نکته که نوع بار در توان راکتیو، نوسان ایجاد می کند باید در سیستم ها از تجهیزات کمتری که به توان راکتیو نیاز دارند استفاده کرد.
بانک های خازن در جهت فشار قوی ترانس
بانک های خازنی در جهت فشار قوی ترانس به راحتی می توانند جبران توان راکتیو را انجام داده و علاوه بر این کار می توانند برای جلوگیری از اضافه ولتاژ، بانک را به کمک توان راکتیو روشن و خاموش کنند.
بانک های خازنی سیار
از بانک های خازنی سیار در جهت حل کردن مشکل اضافه بار در سیستم های توزیع به صورت موقت از خازن های شانت به شکل یونیت های تک فاز و سه فاز استفاده می شود.
بانک خازن خانگی
در ابتدا به مجموعه کارهایی که یک بانک خازن می تواند در یک ساختمان مسکونی، تجاری و یا صنعتی انجام دهد می پردازیم.
- کم تر شدن تلفات با اصلاح ضریب توان
- کم تر شدن سطح مقطع سیم
- جبران افت ولتاژ
- تنظیم کردن و ثابت نگه داشتن ولتاژ
- صرفه جویی در هزینه های قبض برق و همچنین صرفه جویی در مصرف برق
- کاهش فشار وارد به شبکه ی متصل به بار
در مرحله اول برای نصب بانک خازن خانگی باید بررسی های لازم را انجام دهید تا بتوانید انتخاب درستی داشته باشید در وهله اول باید کنتور مجموعه مورد نظر را از نظر داشتن شماره توان راکتیو بررسی کنید برای این کار می توانید به فیش دوره ای که از طرف اداره برق ارسال می شود نگاه کنید، اگر این فیش دارای عددی برای توان راکتیو بود می توانید از بانک خازن خانگی استفاده کنید در غیر این صورت باید از دستگاه کاهنده مصرف برق استفاده کرد از دستگاه کاهنده مصرف برق برای منازل مسکونی و از بانک خازن بیشتر برای مصرف کننده های سه فاز دارای برق دیماندی مثل کارخانه ها، کارگاه های صنعتی و غیره استفاده می شود.
می توان دستگاه کاهنده مصرف برق را هم یک نوع بانک خازنی در نظر گرفت که در انواع جریان و توان های مختلف ساخته می شود. دستگاه کاهنده مصرف برق در واقع به شکل یک تابلو برق است که محل نصب آن بین منبع تغذیه ورودی مجموعه (مجموعه می تواند یک ساختمان و یا یک واحد صنعتی باشد) و مصرف کننده است به این نکته توجه کنید که این دستگاه ها یعنی بانک های خازنی و دستگاه های کاهنده مصرف برق به این دلیل باید بعد از کنتور و توسط افراد متخصص نصب شود که تمام مصرف برق ما قبل از این دستگاه ها باشد و تمامی مصرف محاسبه گردد در غیر این صورت این دستگاه ها عملکرد مناسبی از خود نشان نمی دهند.
برای مکان هایی که دارای دستگاه های مصرف کننده توان راکتیو هستند، بسیار کمک کننده بوده و هزینه مصرفی برق را با استفاده از خازن های جبران ساز که بخشی از برق مصرفی را تامین می کنند، به شدت پایین می آورد. استفاده از خازن های جبران ساز یکی از راه های قانونی و بی خطر برای کاهش هزینه های برق محسوب می شود.
بعد از مشاهده عدد توان راکتیو در فیش برق، برای مرحله دوم باید نوع بانک خازنی که مناسب مجموعه مورد نظر است انتخاب شود. خازن های اصلاح ضریب توان از هارمونیک های ولتاژ بسیار متاثر می شوند اما در مکان هایی مثل ساختمان های تجاری، صنعتی و یا منازل مسکونی نیازی به استفاده از فیلترهای هارمونیک که با خازن سری شده اند، نیست چون این مکان ها دارای هارمونیک مجاز می باشند.
در این نوع ساختمان ها که پیش تر ذکر کردیم به دلیل اینکه نمودار مصرف در ساعت های مختلف از روز به صورت یکنواخت نیست به جای استفاده از بانک خازن ثابت باید از بانک های خازن فرمان رگولاتوری و یا اتوماتیکی استفاده کنیم. جهت تعیین ظرفیت بانک های خازن خانگی لازم است داده های زیر را بدست آوریم.
- ظرفیت ترانس
- بررسی فیش دوره ای
- آمپر مصرفی
- مشخصات بارهای مختلف در آن مجموعه
از تجهیزات بانک خازن خانگی می توان به کنداکتور خازنی، کلیدهای ورودی و کلید فیوز، خازن سه فاز، رگولاتور بانک خازنی و در صورت نیاز فیلتر هارمونیک اشاره کرد.
اگر بخواهیم در مورد ساختار بدنه بانک های خازن خانگی صحبت کنیم باید بگوییم که تابلو بانک خازن خانگی را برای جریان بهتر هوا بلندتر از دیگر بانک های موجود در تابلو بانک خازنی می سازند همچنین برای تهویه بهتر هوا کفی سینی طراحی نمی شود، این کار باعث می شود تا هوا تا قسمت های بالایی بانک خازن خانگی هم برسد و موجب حرارت بیش از حد نشود. علاوه بر روش بررسی فیش مصرفی که در ابتدا ذکر شد می توان از دو روش زیر، نیاز به بانک خازن در یک مجموعه را بررسی کرد:
روش اول
بررسی تعداد مصرف کننده های آن مجموعه؛ با استفاده از اطلاعات فنی موجود بر روی پلاک شناسایی یا دفترچه راهنما می توان نیاز به بانک خازن را بررسی کرد.
روش دوم
دستگاه پاور آنالایزر؛ این روش بسیار دقیق می باشد و با اطمینان می توان بانک خازن مناسب را با ثبت اطلاعات که در یک محدوده زمانی مشخص توسط این دستگاه انجام می شود، انتخاب کرد.
تجهیزات تابلو بانک خازنی
از مهم ترین تجهیزات تابلو بانک خازنی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- خازن ها: برای اصلاح ضریب قدرت در تابلو بانک خازنی استفاده می شوند.
- کنتاکتور خازنی: برای کنترل اتوماتیک و همچنین برای متصل شدن خازن ها در مدار به کنتاکتور در تابلو بانک خازنی مورد استفاده قرار می گیرد.
- رگلاتور خازنی: از آنجایی که ایزوله کردن خازن های آسیب دیده جهت جلوگیری از تخلیه ی باقی خازن ها خیلی مهم است هر خازن باید با یک فیوز ذوب شونده و یا یک کلید کمپکت محافظت شود.
- فیوزها: فیوزهای خازن در تابلو بانک خازنی حتما باید از نوع ذوب شونده یا کلیدهای کمپکت باشند چون برای حفاظت در مواقع اتصال کوتاه و جریان اضافه استفاده می شوند.
- کلید اصلی: در تابلو بانک خازنی این کلید برای محافظت از تمام مدار قدرت بانک خازن استفاده می شود.
رگولاتور بانک خارنی هوشمند
رگولاتور بانک خازنی بسیار حائز اهمیت است؛ به همین دلیل توضیحات تکمیلی در مورد این قطعه کاربردی که در تابلو بانک خازنی وجود دارد برای شما جمع آوری کردیم.
می توان رگولاتور بانک خازنی را هسته اصلی بانک های خازنی در نظر گرفت به همین دلیل از رگولاتور بانک خازنی برای تصمیم گیری و مدیریت استفاده می شود. از جمله کارهایی که رگولاتور بانک خازنی در تابلو بانک خازنی باید به درستی از عهده آن برآید، این است که تمامی دستورات قطع و وصل پله های خازنی را به وسیله کنتاکتورها انجام دهد. رگولاتورها علاوه بر کنترل و فرمان، وظیفه حفاظت از بانک خازن را نیز بر عهده دارند که بسته به نوع رگولاتور، حفاظت های انجام شده می تواند متفاوت باشند؛ به بیانی دیگر رگولاتور بانک خازنی جهت کنترل خازن استفاده می شود. بانک های خازن با توجه به عملکرد و کاربردهایی که دارند، بسیار حساس هستند به همین دلیل باید تجهیزات با کیفیتی را برای آنها انتخاب کنید.
در مورد عملکرد رگولاتورها می توان این گونه گفت که در ابتدا جریان ورودی را گرفته سپس ضریب توان را طبق فاکتورهای از قبل برنامه ریزی شده حساب می کند سپس داخل یا خارج شدن خازن ها به مدار را تعیین کرده و بعد از آن دستور قطع و وصل را با توجه به بار راکتیو صادر می کند؛ در واقع این دستورات به کنتاکتور ارسال خواهد شد. در تنظیم رگولاتور بانک خازنی باید به دو نکته زیر توجه کرد.
- ولتاژ رگولاتور باید با ولتاژ شبکه یکسان باشد.
- ترانس جریان باید به منظور اندازه گیری جریان خازن و جریان بار استفاده شود تا از هرگونه آسیب به رگولاتور جلوگیری کند.
انواع رگولاتور خازنی
رگولاتور خازنی دارای انواع مختلفی می باشد که ویژگی های مربوط به خود را دارد که با سنجیدن شرایط می توان از آنها در تابلو بانک خازنی استفاده کرد.
رگولاتورهای Super PFR 06/PFR 12
این رگولاتور بانک خازنی از انواع جدید رگولاتورها می باشد که با آن می توان هارمونیک شبکه را بررسی کرد و بعد از آن فرمان هایی را جهت قطع و وصل به کنتاکتورها صادر کرد. کار با این رگولاتورها آسان است و با توجه به محاسباتی که انجام می دهند، عملکرد خوبی را از خود نشان داده اند. این محصول دارای درجه حفاظت IP40 و ولتاژ 400 ولت می باشد که درجه حفاظت نسبتا مناسبی در تابلو بانک خازنی محسوب می شود.
از ویژگی های رگولاتورهای Super PFR 06/PFR 12 در تابلو بانک خازنی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تنظیمات و کنترل دیجیتال
- دارای تنظیمات دستی و اتوماتیک
- دارای سیستم های FCP و اندازه گیری دما
- داشتن خروجی هشدار
رگولاتور بانک خازنی LOVATO
این نوع رگولاتوربانک خازنی را جهت اصلاح ضریب قدرت در مدار الکتریکی و تعیین مقدار خازن در شبکه استفاده می کنند. از ویژگی های این رگولاتور می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- داشتن مانیتور برای نمایش اعداد (نمایش به صورت سه رقمی)
- امکان کنترل ضریب توان میکروپروسسوری
- قابلیت برنامه ریزی
- دارای دو رله
- پورت سریالی
ویژگی های رگولاتور خازنی هوشمند
- نصب آسان به دلیل ابعاد کوچک
- سهولت در تنظیم رگولاتور
- امکان مشاهده ولتاژ، مقدار بار راکتیو، میزان ضریب قدرت و جریان
- به دلیل هوشمندی و شناسایی درست می تواند بار را پخش کرده و فشار را از روی یک پله بردارد.
مشخصاتی که یک خازن در تابلو بانک خازنی باید داشته باشد:
- تحمل پذیری در دمای بالا
- تحمل بالا در تبادل جریان و توان
- امکان کار در ولتاژ شبکه سراسری
- عایق بودن در دمای پایین و بالا
- امکان تحمل جریان بالا اولیه در هنگام وصل شدن به شبکه
انواع خازن در صنعت
خازن ها در صنعت برق انواع مختلفی دارند که فقط یکی از کاربرد های آن ها جهت اصلاح ضریب توان شبکه می باشد. می توان تفاوت خازن ها را در نوع عایق بکار رفته در بین صفحات آنها دانست و زمانی خاصیت عایقی آن بیشتر است که ضریب دی الکتریک بالاتر باشد. برای ساخت تابلو بانک خازنی می توان از خازن ها با انواع دی الکتریک استفاده کرد این خازن ها شامل خازن روغنی، خازن خشک، خازن گازی، خازن سرامیکی می شوند که خازن روغنی و گازی بیشترین کاربرد را در صنعت دارند.
- خازن روغنی در تابلو بانک خازنی
خازن های روغنی را عمدتا در تابلو بانک خازنی که ولتاژ بالا و عمر طولانی نیاز است مثل تعویض، نورپردازی ولتاژ بالا، سیستم های گرمایشی صنعتی، منبع تغذیه، موتورهای AC و DC و غیره استفاده می کنیم. به طور کلی خازن های غیر قطبی را می توان در تمامی کاربردهای تغییر ولتاژ استفاده کرد. این خازن ها دارای عمر طولانی و اصلاح ضریب توان خوبی هستند و مقاومتشان نسبت به هارمونیک ها بالا است ولی ضعف خازن روغنی، عدم تحمل حرارت بالا در هارمونیک شدید است که باعث سوختن خازن و تجهیزات اطراف می شود.
- خازن خشک در تابلو بانک خازنی
خازن خشک بر خلاف ظاهری که دارد توانایی بسیار بالایی در ذخیره سازی الکتریکی و ولتاژ الکتریکی دارد همچنین یکی از توانایی های آنها در اعمال ولتاژ لحظه ای (جهت راه اندازی موتورهای تک فاز القایی) است؛ این خازن ها دارای ویژگی های زیادی از جمله ضد انفجار و اشتعال، طول عمر زیاد، تلفات پایین، دارای سیستم خود ترمیمی، حجم کم و سازگاری با محیط زیست هستند.
- خازن گازی در تابلو بانک خازنی
در این نوع خازن ها از دی الکتریک گازی غیر از هوا استفاده می گردد که قالبا گاز N2 می باشد.این نوع خازن در صنایع کاربرد زیادی دارند. خازن های گازی نیز خاصیت خود ترمیمی دارند خاصیت خود ترمیمی به این جهت مهم است که اگر شکست عایقی اتفاق بیوفتند بین الکترودها حفره ایجاد شده و باعث اتصال کوتاه می شود این ویژگی خود ترمیمی حفاظت خوبی در این مورد در تابلو بانک خازنی ایجاد می کند.
- خازن سرامیکی در تابلو بانک خازنی
خازن های سرامیکی دارای ظرفیت ثابت هستند و مانند عایق ها عمل می کنند، نوع کاربرد و عملکرد الکتریکی خازن را ترکیب مواد سرامیکی تعیین می کند. خازن های سرامیکی در دو نوع ساختاری دیسکی و چندلایه ساخته می شوند که خازن سرامیکی چند لایه بیش ترین استفاده را دارد؛ اگر بخواهیم در مورد دقت و تحمل این خازن ها در تابلو بانک خازنی صحبت کنیم باید بگوییم در دو نوع کلاس 1 و کلاس 2 وجود دارند.
- خازن های سرامیکی کلاس یک: مورد استفاده در جایی که نیاز به پایداری بالا و تلفات پایین است.
- خازن های سرامیکی کلاس دو: مورد استفاده در جایی که نیاز حساسیت کمتری دارند.
- خازن متغیر در تابلو بانک خازنی
خازن های متغییر خازن هایی هستند که به صورت الکتریکی و یا مکانیکی می توان آنها را تغییر داد؛ خازن متغیر در تابلو بانک خازنی از یک صفحه فلزی ثابت و یک صفحه متحرک تشکیل شده است. ظرفیت این خازن ها بین 10 تا 500 پیکوفاراد است. این خازن ها در تابلو بانک خازنی کاربرد های فراوانی دارند برای مثال می توان به تنظیم مدارهای LC در گیرنده های رادیویی اشاره کرد، خازن های واریابل و تریمر از مهمترین نوع خازن های متغیر بشمار می روند.
ظرفیت خازن ها از طریق تغییر یکی از فاکتورهای زیر در تابلو بانک خازنی قابل تغییر می باشد:
- تغییر دادن فاصله بین صفحات خازن ها
- تغییر سطح صفحه های خازن ها
- تغییر ضخامت دی الکتریک بین صفحات خازن ها
توان تابلو بانک خازنی
از طریق روش های زیر می توان ضریب توان تابلو بانک خازنی را تعیین کرد:
- به وسیله دستگاه ضریب توان سنج می توان توان تابلو بانک خازنی را محاسبه کرد.
- از طریق مشاهده کنتور برق، در این روش ضریب توان را از راه تقسیم توان راکتیو مصرفی بر توان اکتیو مصرفی در تابلو بانک خازنی محاسبه می کنند.
- شمردن تعداد دور کنتورها در تابلو بانک خازنی، در این روش از تعیین ضریب توان تابلو بانک خازنی جهت اطمینان از نتیجه می توان آن را چندین بار تکرار کرد و میانگین مقادیر را ملاک قرار داد، نحوه محاسبه به گونه ای است که تعداد دورهای کنتور در یک زمان مشخص را شمرده و با استفاده از عدد ثابت کنتور ضریب توان را محاسبه می کنند.
فیلتر هارمونیک (راکتور یا چوک)
به طور معمول جریان الکتریکی نموداری سینوسی دارد اما در بسیاری از ادوات و تجهیزات برقی ماهیتشان جریان غیر سینوسی است که این مساله سبب ایجاد انحنا در موج سینوسی می گردد. در واقع هارمونیک زمانی اتفاق می افتد که جریان یا ولتاژ از حالت سینوسی خود خارج شده و یا حتی در یک سینوس کامل نباشد که همین عامل سبب ایجاد اثرات نامطلوب بر تمامی مصرف کنندگان می شود. تجهیزاتی که به دلیل امپدانس غیر خطی باعث هارمونیک در شبکه می شوند عبارتند از:
- درایوها یا اینورترها
- UPS ها
- کامپیوترهای شخصی
- کوره های القایی
- ادوات جوشکاری
- انواع لامپ های فلوئورسنت و گازی
تاثیرات هارمونیک بر روی بانک خازن نسبت به سایر تجهیزات الکتریکی موجود در تابلو بانک خازنی بسیار زیاد است. با توجه به اینکه واکُنایی (Reactance) خازنی با فرکانس شبکه رابطه ای معکوس دارد بنابراین با افزایش ضریب هارمونیک، میزان راکتانس خازنی کم تر می شود و این یعنی یک ولتاژ انحنادار یا غیر سینوسی در صورت داشتن هارمونیک های ضریب بالا می تواند آسیب های بسیار جدی به خازن های درون مدار بزند.
یکی از دلایلی که خازن ها باید توانایی عملکردی در جریان های بالاتر از جریان نامی را در بانک خازنِ تابلو بانک خازنی داشته باشند وجود همین هارمونیک ها است؛ زیرا زمانی که هارمونیک ها در ولتاژ وجود داشته باشند، جریان عبوری از خازن ها بیشتر می شود که در نتیجه باعث داغ شدن خازن ها و تخلیه ی الکتریکی آن ها می شود؛ برای حل این مشکل به مصرف کننده هایی که دارای بار های غیر خطی می باشند توصیه می شود فیلتر هارمونیک با خازن ها را در نظر بگیرند تا بتوانند از آسیب هایی که هارمونیک ها به بانک خازن یا دیگر اجزای مدار تابلو بانک خازنی وارد خواهند کرد جلوگیری کنند.
چرا باید از فیلتر هارمونیک استفاده نمود؟
دلایل استفاده از راکتورها در حذف هارمونیک:
- در زمان هجوم جریان سوئیچینگ جریان اضافی اعمال شود از فیلتر هارمونیک برای مقابله با آن استفاده می شود.
- از این راکتورها جهت از بین بردن THD امواج ولتاژ (اعوجاج ولتاژ) استفاده می شود.
- از این راکتورها برای بهینه سازی عملکرد مدارات حفاظت استفاده می شود.
- برای مقابله با اضافه باری که توسط هارمونیک ها در خازن ایجاد شده از راکتور می توان استفاده کرد.
- از راکتورهای حذف هارمونیک برای کم شدن حرارت کابل های ارتباطی و کم تر شدن حرارت های ناشی از ترانسفورماتورها می توان بهره برد.
- استفاده از راکتورهای حذف هارمونیک باعث افزایش عمر خازن ها می شود..
- می تواند محدود کننده ی پدیده ی رزونانس (تشدید) باشد.
همچنین جهت استفاده از راکتورهای حذف هارمونیک باید به نکات ذیل توجه نمود:
- هماهنگی ظرفیت هارمونیک و خازن مورد استفاده
- به دلیل اینکه راکتورها در حین کار حرارت زیادی تولید می کنند بهتر است خازن ها در زیر آنها نصب شود.
- بین راکتورها با بدنه و همچنین بین هر تعداد راکتور موجود 5 تا 7 سانت فاصله باشد، این فاصله به جهت جلوگیری از القا ولتاژ به بدنه یا به یکدیگر و حفاظت عایقی اعمال می شود.
پدیده رزونانس یا تشدید (Resonance)
پدیده رزونانس هم یکی از اثرات هارمونیک موجود در شبکه است این پدیده زمانی رخ می دهد که ضریب خودالقایی شبکه با ظرفیت خازنی برابر باشد. تاثیر رزونانس روی تجهیزات برقی از جمله خازن ها است. برای جلوگیری از آسیب های پدیده رزونانس توصیه می شود که یک راکتانس موازی با خازن نصب شود تا از آسیب رسیدن به خازن جلوگیری کند اما نکته ای که وجود دارد این است که باید فرکانس رزونانس از فرکانس هارمونیک شبکه پایین تر باشد.
کاربرد تابلو بانک خازنی
طبق موارد ذکر شده در بالا، می توان گفت تابلو بانک خازنی می تواند بسیار کاربردی باشد که یکی از ویژگی های مهم آنها کم کردن هزینه برق تا 50 درصد در صنعت و هم در ساختمان ها است که در ادامه کاربرد های حفاظتی تابلو بانک خازنی را ذکر می کنیم.
- تامین توان راکتیو در جهت کاهش مصرف برق و تلفات سیستم و شبکه توزیع نیروی برق
- اصلاح ضریب قدرت در مدار تابلو بانک خازنی
- می تواند با اثرات منفی سلف مقابله یا آن را خنثی کند.
- کم تر شدن افت ولتاژ
قیمت تابلو بانک خازنی
تابلو های بانک خازنی هم با توجه به دیگر تابلو برق ها می تواند قیمت های مختلفی داشته باشد، قیمت تابلو بانک خازنی می تواند بر اساس نوع رگولاتور، خازن های مصرفی و غیره متغییر باشد. در نتیجه قیمت ثابتی برای تابلو بانک خازنی وجود ندارد.
با عرض پوزش کلیه قیمت ها در حال بروزرسانی می باشد، لطفا جهت استعلام قیمت خرید با واحد فروش تماس حاصل نمایید.
دیـــدگاهها
شما هم درباره این کالا دیدگاه ثبت کنید.
امتیاز: