بانک خازنی مجموعهای از خازنهایی است که به صورت سری یا موازی با یکدیگر برای ذخیره انرژی الکتریکی به یکدیگر وصل میشوند. سپس بانک حاصل برای خنثی کردن یا تصحیح تاخیر ضریب توان یا تغییر فاز در منبع تغذیه متناوب (AC) استفاده میشود. آنها همچنین میتوانند در منبع تغذیه جریان مستقیم (DC) مورد استفاده قرار گیرند تا ظرفیت جریان موج دار منبع تغذیه یا افزایش مقدار کلی انرژی ذخیره شده افزایش یابد. در آخر این بحث 4 جلسه فیلم آموزشی به صورت رایگان برایتان قرارداده ایم.
معمولاً از فیوزها برای محافظت از واحدهای خازن استفاده میشود و ممکن است در داخل واحد خازن، روی هر عنصر یا خارج از واحد قرار داشته باشند.
بانکهای خازن ممکن است ستاره یا دلتا باشند. بانکهای متصل به دلتا معمولاً فقط در شبکه های توزیع MV و در تاسیسات LV استفاده میشوند.
به طور معمول در صنعت به دلیل وجود موتور های الکتریکی خاصیت سلفی وجود دارد و همانطور که می دانید این خاصیت سلفی باعث پایین آمدن ضریب قدرت شبکه می شود که نتیجه آن این است که مقداری از جریان که مصرف کننده از شبکه میگیرد ،غیر مفید باشد و مصرف نشود و این جریان غیرکارآمد ، به صورت مرتب بین شبکه و سلف ، که در موتور استفاده شده ، رد و بدل می شود.
البته این به این معنی نیست که بخواهیم این جریان را با خازن گذاری حذف کنیم نه , این جزو ماهیت و ذات سلف است که مقداری از انرژی را به صورت میدان در خود ذخیره و در نیم سیکل بعد به شبکه پس دهد . ما برای رفع مشکل همراهی جریان غیر مفید و جریان مفید ، این دو جریان را با موازی کردن خازن رفع می کنیم به این صورت که جریان غیر مفید به جای اینکه از ابتدای شبکه به سمت مصرف کننده برود ، از سمت خازن و مسیر کوتاه که باعث اتلاف توان نشود به سمت سلف می آید.همانطور که میدانید سلف و خازن با هم 09 درجه اختلاف فاز دارند و به همین دلیل جریان هم مدام بین سلف خازن رد و بدل می شود.
بانک خازنی چه وظایفی دارد؟
در سیستم توان، توانی که ما مصرف میکنیم ترکیبی از دو نوع توان است، یکی توان فعال (P) و دیگری توان راکتیو (Q). به عنوان مثال، برای اجرای یک فن برقی ما هم به انرژی فعال و هم به نیروی واکنش پذیر احتیاج داریم. توان فعال وظیفه چرخش فن و توان واکنشگر وظیفه مغناطیس شدن میدان را بر عهده دارد، اما گاهی اوقات موقعیتهای بسیاری به وجود می آیند، در آنجا که بار توان واکنش پذیری بیشتری نسبت به مقدار مورد نظر مصرف می کند.
هنگامی که تقاضای توان راکتیو فراتر از مقدار مورد نظر افزایش یابد، احتمال افت ولتاژ در انتهای بار وجود دارد، از آنجا که از طرف تولید کننده قادر به تأمین مقدار زیادی از انرژی واکنشی (P) نیست، اگر این ولتاژ از زیر یک سطح مشخص معین پایین بیاید، احتمال قطع برق وجود دارد و ممکن است منجر به Black Out شود. بنابراین برای پیشگیری از این مشکل به کمک بانک خازنی، قدرت واکنشی اضافی به بار تأمین میشود، که باعث کاهش بار در ایستگاه تولید میشود.
بانکهای خازنی بر روی همان تئوری کار میکنند که یک خازن واحد انجام میدهد. آنها برای ذخیره انرژی الکتریکی، با ظرفیت بیشتر از یک دستگاه واحد، طراحی شده اند. خازن منفرد از دو هادی تشکیل شده است که توسط یک ماده دی الکتریک یا عایق جدا میشوند. هنگامی که جریان از طریق رسانا فرستاده می شود، یک میدان الکتریکی که ماهیت ایستا دارد در دی الکتریک ایجاد میشود که به عنوان انرژی ذخیره شده عمل میکند. دی الکتریک به گونه‌ای طراحی شده است که مقدار مشخصی از نشت از پیش تعیین شده را به وجود آورد و به تدریج انرژی ذخیره شده در دستگاه را که یکی از تفاوت های بزرگتر بین خازن و باتری است، از بین می برد.
ظرفیت خازن چگونه اندازه گیری میشود؟
خازن ها با ویژگی ذخیرهسازی به عنوان ظرفیت مورد استفاده قرار میگیرند که توسط واحد علمی فاراد اندازه گیری می شود. هر خازن یک مقدار ثابت دارد که در ذخیره سازی امتیاز داده میشود. زمانی که تقاضای قابل توجهی برای جذب یا تصحیح خطای برق AC یا برای تولید توان DC وجود دارد، می تواند در ترکیب با سایر خازن ها در یک بانک خازن استفاده شود.
کاربرد بانک خازنی
رایج ترین استفاده از یک بانک خازن به عنوان تصحیح کننده خطای منبع تغذیه در محیطهای صنعتی است. بانک خازنی از تعداد زیادی ترانسفورماتور و موتور الکتریکی استفاده میکند. از آن جایی که این تجهیزات از یک بار القایی استفاده میکنند، مستعد تغییر فاز هستند و ضریب تأثیر نیرو در منبع تغذیه وجود دارد که در صورت عدم اصلاح، میتواند باعث از دست رفتن راندمان سیستم شود.
با وارد کردن یک بانک خازنی در سیستم، میتوان با کمترین هزینه برای شرکت در مقایسه با ایجاد تغییرات قابل توجه در شبکه برق شرکت یا سیستمی که تجهیزات را تهیه میکند، تاخیر توان را با کمترین هزینه برای شرکت اصلاح کرد. سایر کاربردها برای بانکهای خازن شامل ژنراتورهای مارکس، لیزرهای پالس، رادارها، تحقیقات تلفیقی، منفجر کننده سلاحهای هستهای، راه آهنهای الکتریکی و کلافهای الکترومغناطیسی است.
بانک خازنی در پست های فشارقوی
مزایای بانک خازنی
حال مزایای خازن گذاری را بررسی می کنیم:
- کاهش سطح مقطع سیم و کابل به دلیل حذف جریان غیر مفید
- کاهش تلفات مسیر
- کاهش هزینه برق مصرفی
حال بررسی می کنیم در چه مواردی خازن گذاری به ما کمک میکند تا مشکل را حل کنیم.
- اگر تلفات تاسیسات به دلیل پایین بودن ضریب قدرت بالا باشد با یک محاسبه ساده می توان فهمید که با خازن گذاری ظرف مدت کوتاهی تمام هزینه ها جبران شده و از آن به بعد سود محسوب میشود.
- در صورتی که قسمتی از تاسیسات بار اضافی داشته باشد و تقلیل امپراژ مد نظر باشد.
- اگر قرار باشد ماشین الات جدیدی به شبکه ای که ظرفیت ان پر شده اضافه شود.
و.…………
انواع بانک خازنی
واحد بانک خازن معمولاً واحد خازن نامیده می شود. واحدهای خازن به عنوان واحد تک فاز تولید می شوند. این واحدهای تک فاز به صورت ستاره یا دلتا متصل شده اند تا بتوانند یک بانک خازن 3 فاز کامل را بسازند.
- بانک خازن خارجی ذوب شده
- بانک خازن ذوب شده داخلی
- بانک خازن فیوز کمتر
همچنین بانک خازنی را اینگونه نیز می توان تعریف نمود:
هدف اصلی و عمده نصب بانک خازنی جبران انرژی راکتیو مصرفی بار الکتریکی است. به دلیل تغییرات میزان انرژی مصرفی در طول زمان لازم است تا میزان راکتیو تزریق شده به وسیله خازن به مدار نیز تغییر کند. در غیر این صورت دو حالت پیش می آید
- 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.
در طراحی و نصب بانک های خازنی سه موضوع زیر مد نظر قرار می گیرند:
- اندازه بانک را محاسبه کنید
- محل اتصال را مشخص کنید
- یک روش کنترلی انتخاب کنید
چندنکته :
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
فیلم آموزشی بانک خازنی
در ادامه برایتان 4 جلسه آموزش آماده کرده ایم. از استاد ابوئی بابت تدریس و تهیه این فیلم‌های ارزشمند، کمال تشکر را داریم.
پیش نیاز این مبحث تسلط به تحلیل مدارهای RLC می‌باشد.
جلسه اول
در اولین جلسه، آشنایی مقدماتی و روش های مختلف استفاده از بانک خازنی به همراه نحوه محاسبه ظرفیت آن را فرا می‌گیرید.
جلسه دوم
در این قسمت با نحوه محاسبه ظرفیت خازن اصلاح ضریب قدرت، آشنا می‌شوید.
جلسه سوم
در سومین جلسه با محاسبات بانک خازنی در سه فاز آشنا می‌شوید.
جلسه چهارم
در آخرین قسمت از آموزش بانک خازنی، به حل مثال‌های خازن در سه فاز میپردازیم.
ارسال یک دیدگاه