بانک خازنی

توضیحات

تابلو اصلاح ضریب قدرت

یکی دیگر از انواع تابلوهای برق صنعتی از نظر کاربرد، تابلوهای اصلاح ضریب قدرت هستند که به عنوان بانک خازن هم شناخته می‌شوند. این نوع از تابلوها می‌توانند به طور موثری توان راکتیو سیستم را کاهش داده، بازده آن را بالا ببرند و در نهایت باعث کاهش قیمت قبض برق مصرفی واحدهای صنعتی و کاهش تلفات سیستم شوند.

بانک اصلاح ضریب توان (بانک خازنی)

در واحدهای صنعتی چون عمده ی مصرف آنها بصورت سلفی میباشد،لذا علاوه بر توان اکتیو ، توان راکتیو نیز مصرف میشود. برای مثال سیم پیچ الکتروموتورها برای انجام کار و چرخاندن موتور ، هم توان اکتیو یا مفید و هم توان راکتیو یا غیرمفید مصرف میکنند در نتیجه باعث بالا رفتن جریان خط و همچنین باعث افزایش تلفات توان و کم شدن ضریب قدرت میشود . این پدیده باعث میشود تا مقدار توانی را که ، منبع باید تولید کند ، بیشتر از حد نیاز مصرف کننده باشد. بنابراین از طرف اداره برق ، بابت ضرر و زیانی که ما به شبکه وارد کردیم ، جریمه خواهیم شد که این امر هزینه های گزافی را دربردارد.

بانک های خازنی به عنوان یک تجهیز الکترونیکی در سیستم های برقی در صنعت کاربرد زیادی دارد؛ زیرا بیشتر انرژی موجود در صنعت از نوع موتوری است که سبب ایجاد مسائلی چون افزایش جریان و افزایش مقطع کابل و سیم ها می شود؛ از این رو برای کاهش این مشکلات بهترین گزینه اضافه کردن تابلو بانک خازن به مدار است. بانک خازنی در برخی موارد به منظور کمک به راه اندازی موتورها و تعادل بار در شبکه های سه فاز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بهبود ضریب توان یکی دیگر از دلایل استفاده از تابلوهای بانک خازن در صنعت است. تابلوهای بانک خازنی به دلیل داشتن قابلیت تنظیم و ثابت نگه داشتن ولتاژ می توانند از آسیب و خسارت به دستگاه ها و تجهیزات صنعتی جلوگیری کنند. برای کنترل ضریب توان در این تابلوها از رگولاتورهایی استفاده شده که شکل موج و اختلاف زمانی ولتاژ و جریان را اندازه‌گیری می‌کنند. سپس ظرفیت خازن مورد نیاز را تعیین کرده و با ورود به شبکه، ضریب توان را اصلاح خواهند کرد.

در واحدهای صنعتی چون عمده ی مصرف آنها بصورت سلفی می باشد، لذا علاوه بر توان اکتیو از توان راکتیو استفاده می شود. برای مثال سیم پیچ الکتروموتورها برای انجام کار و چرخاندن موتور، هم توان اکتیو یا مفید و هم توان راکتیو یا غیر مفید مصرف می کنند در نتیجه باعث بالارفتن جریان خط و همچنین افزایش تلفات توان و من ضدن ضریب قدرت می شود. این پدیده باعث می شود تا مقدار توانی را که، منبع باید تولید کند،‌ بیشتر از حد نیاز مصرف کننده باشد. بنابراین از طرف اداره برق، بابت ضرر و زیانی مه ما به شبکه وارد کردیم،‌ جریمه خواهیم شد که این امر هزینه های گزافی را دربردارد.

بنابراین به خاطر کم کردن جریان خط و افت ولتاژ ، باﻻ بردن ضریب قدرت و در نتیجه جبران توان راکتیو، از خازن استفاده میشود. به این عمل اصلاح ضریب قدرت می گویند.

ضریب قدرت از تقسیم توان اکتیو ، بر توان ظاهری بدست می آید:

COSφ= P/S

در مثلث توان می توان دید که هر چه زاویه φ، به عدد صفر نزدیکتر شود، COSφ نیز به عدد یک نزدیکتر می شود که موجب می شود توان راکتیو کاهش پیدا کند.

در نهایت اگرCOS0° برابر با یک شد:

COSφ= P/S => COSφ= 1

به این معنی است که توان اکتیو، برابر با توان ظاهری است یعنی دو ضلع این مثلث، بر روی هم منطبق می شوند و این امر باعث شده تا توان راکتیو ما صفر گردد.

تجهیزات اصلی بانک خازن

• کلید اصلی: تابلو خازن مانند دیگر تابلوهای برق دارای یک کلید اصلی جهت حفاظت جریان و اتصال کوتاه کلیه تجهیزات تابلو خازن می باشد. معمولا از کلیدهای کمپکت اتوماتیک و یا کلید فیوزهای کاردی جهت کلد اصلی استفاده می گردد.
• باسبار: باسبار شینه مسی می باشد که برای انشعاب و تغذیه ، از یک منبع برق به چندین مصرف و بار مختلف استفاده می شود.
• فیوز: برای حفاظت هر پله خازنی در ابتدای خط هر خازن ، بایستی فیوز با جریان مناسب قرار گیرد. قطعاتی که برای حفاظت در این قسمت استفاده می شود می تواند فیوز کاردی ، کلید کمپکت و در رنج های پایین از کلید مینیاتوری استفاده گردد.
• کنتاکتور خازنی: کنتاکتوری است که مخصوص خازن طراحی شده اند که دارای مقاومت یا سلف ، جهت کاهش و محدود کردن جریان هجومی خازن می باشد. تیپ این نوع کنتاکتورها ACB6 می باشد و رنج های آن معمولا 7.5-12.5-15-20-25-50-60 کیلووار می باشد.
• خازن: برای اصلاح ضریب توان برق مصرفی در یک مجموعه صنعتی یا مسکونی مورد استفاده قرار می گیرد.

عملکرد بانک خازن

هر پله خازنی، بترتیب شامل یک عدد فیوز یا کلید سه فاز، کنتاکتور خازنی و خازن می باشد. کلیه خازن ها به کمک کنتاکتور های خود توسط دستگاه هوشمند به نام رگلاتور خازنی کنترل می گردد این تجهیز مقدار جریان گذرنده از کل واحد را به کمک یک ترانس جریان ، دریافت و پردازش می کند و با توجه به بار یا جریان مصرفی در هرلحظه ، تعداد پله های بانک خازن را وارد مدار می کند و در صورت عدم نیاز آنها را از مدار خارج می کند.
بنابراین رگلاتور خازنی نقش بسیار مهمی را در سیستم های اصلاح ضریب قدرت یا بانک خازنی ایفا می کند.

دستورالعمل و زمانبندی پیشنهادی جهت سرویس و نگهداری بانک های خازنی

1. آچارکشی و اطمینان از محکم بودن کلیه اتصالات و پیچ ها (هر شش ماه): شل بودن اتصالات ، پیچ ها ، شینه ها و سیم ها ، باعث ایجاد جرقه و حرارت شدید درآن نقاط می شود ، بنابراین جریان بخوبی عبور نمی کند و باعث خرابی و حتی انفجار خازن خواهد شد . گرم و سرد شدن پیچ ها ، به مرور زمان میتواند باعث شل شدن پیچ ها شود.
2. بازدید و اطمینان از سالم بودن کلیه فیوزها ( هرهفته): یکی از مشکلات متداول در بانک های خازنی ، سوختن فیوز می باشد که اغلب به دلیل جریان هجومی خازن و بالا رفتن لحظه ای جریان در هنگام اتصال به شبکه ایجاد می شود. پیشنهاد میشود که در بانک های خازنی ، از کلید های اتوماتیک با قدرت قطع بالا و یا فیوزهای کاردی درجه یک با قدرت قطع بالا استفاده گردد.
3. تهویه مناسب و بازدید از فن و ترموستات (هر یک ماه): احتمال خرابی فن در اثر نفوذ گرد و غبار بسیار زیاد است و در اثر عدم کارکرد فن ، دمای تابلو بالا میرود که این امر تاثیرات نامطلوبی روی خازن ها ، فیوزها و رگلاتور می گذارد.
4. تمیزکردن فیلتر هواکش (هر یک ماه): فیلتر هایی که در هواکش ، برای جلوگیری از نفوذ گرد و غبار تعبیه شده اند ، در مدت کوتاهی مملو از گرد و غبار شده و منافذ آن بسته می شود و اجازه نمیدهد که تبادل هوا به خوبی انجام شود.
5. بسته بودن منافذ تابلو جهت جلوگیری از ورود گرد و غبار: منافذ تابلو ، درب ها باید کاملا بسته باشند تا حتی الامکان از ورود گرد و غبار جلوگیری شود. وجود گرد وغبار به مرور باعث خرابی رگلاتور و بخصوص کنتاکتورها می شود.
6. بادگرفتن و پاک سازی گرد و غبار روی قطعات تابلو (هر یک ماه)
7. اندازه گیری ظرفیت خازن ها (هر یک سال)
8. اطمینان از عملکرد مدار فرمان تابلو: برای این کار میتوان ، یک به یک پله ها را توسط کلیدهای گردان و رگلاتور، بصورت دستی وارد مدار کرد. البته اگر خط اصلی نیاز به خازن نداشته باشد ، بهتر است برای تست مدار فرمان ، فیوزهای محافظ خازنها ، قطع باشند.
9. اطمینان از سلامت کنتاکت های قدرت کنتاکتور: به سادگی می توان توسط ولتمتر ، خروجی قدرت کنتاکتور را اندازه گیری کرد تا از سلامت آن اطمینان حاصل کرد ، احتمال خال زدن و یا حتی سوختن یکی از کنتاکت های کنتاکتور وجود دارد.
10. باد گرفتن بوبین کنتاکتورها: معمولا گرد و غبار به مرور وارد محفظه بوبین کنتاکتور می شود و بین هسته آهنی ثابت و متحرک قرار می گیرد که ساده ترین راه تشخیص آن ، صدای لرزش یا اصطلاحا وزوز در کنتاکتور می باشد. و همچنین بهتر است بعد از باد گرفتن ، با دستمال تینری، بین دو هسته، چربی زدایی شود.
11. اندازه گیری جریان کل تابلو (هر یک ماه): برای اطمینان از سلامت بانک خازن و کارکرد صحیح آن بهتر است نسبت به تعداد خازن های زیر بار ، جریان لحظه ای توسط آمپرمتر انبری اندازه گیری شده و با جریان نامی مقایسه شود.
12. اطمینان از اتصال صحیح کابل از ترانس جریان به رگلاتور: برای اینکار می توان با استفاده از پارامتر جریان که بر روی رگلاتور وجود دارد ، جریان مدار قدرت را مشاهده کرد ، زیرا اگر اتصال ترانس جریان به رگلاتور ، صحیح نباشد ، جریان صفر می شود و رگلاتور error می دهد.