طراحی و ساخت بانک خازن


در یک مصرف کننده الکتریکی غیراهم ی بین ولتاژ و جریان، اختلاف فازی وجود دارد. جریانی  که مصرف کننده   از شبکه می کشد دو جزو اکتیو Ip و راکتیو Iq دارد. حال اگر خازنی را به دو سر بار، متصل کنیم جریانی از شبکه می کشد که در خلاف جهت جریان راکتیو بار است. لذا جریان راکتیوی که از شبکه کشیده میشود کاهش می یابد . در این شرای ط زاویه جدید بین جریان و  ولتاژ تقلیل مییابد. به عبارت د یگر در شرایط جدید، ضریب توان cos φبزرگتر شده اس ت. هر اندازه زاویه (φ) کوچکتر باشد متناسب با آن، قدرت اکتیو بیشتر و قدرت راکتیو کمتر خواهد شد.

مزایای استفاده از خازن :

خازنهای مورد استفاده در شبکه های برق دارای اثرات مخ تلفی هستند که از جمله میتوان به این موارد اشاره کرد:

ـ کاهش مولفه پس فاز جریان مدار

ـ تنظیم ولتاژ و ثابت نگهداش  تن آن به منظور جلوگیری از وارد آمدن خسارت به دستگاهها

ـ کاهش توان راکتیو در سیستم به دل یل کاهش جریان

ـ بهبود ضریب توان شبکه

ـ به تعویق انداختن و یا به طور  کلی حذف کردن هزینههای لازم برای ایجاد تغییرات در سیستم

ـ افزایش درآمد ناشی از افزایش ولتاژ و جبران بار راکتیو  

 

 

ساختمان و حفاظت خازن :

قسمت اکتیو خازن شامل دو ورقه نازک  آلومینیوم جدا شده توسط لایه های کاغذ اشباع شده از روغن عایق و مایع های مصنوعی سنتتیک Synthetic


 




مانند بنزیل است. گاه به جای کاغذ ازاز موادی چون پلی پرپیل همچنین استفا ده از فیوزهای HRC (High Rupture current) برای محافظت در مقابل اضافه جریان به عنو ان مکمل حف اظت حرارتی متداول است. به منظ ور کاهش ولتاژ دو سرخازن پس از خارج شدن آنها از مدار از مقاومتهایی   که به ترمینالهای خازن،  بسته شده ا ست استفاده می کنند. توان این مقاومتها متنا سب با توان خازنها بین 30 تا 50 کیلو اهم است   که میزان ولتاژ را در مدت سه دقیقه پس از قطع خازنها به میزان کم خطر (پایینتر از 75 ولت) کاهش میدهند. در حالتهای خاصی که خازن مستقیماً به سیم پیچهای الکتروموتور و  صل می شود نیازی به مقاومت تخلیه نبوده  و باید تا توقف کامل موتور از تماس با قسمتهای برقدار خازن، اجتناب شود.


ملاحظات کلی در نصب بانک خازن :

محل نصب خازنها در یک سیستم برقی به مشخصات بار،  بستگی دارد. برای بارهای متمرکز، خازنها در نزدیکی مرکز بار اما برای بارهای پراکنده، خازن در طول خط و مطابق با نیاز نصب می شود.  خازنها با بدنه فلزی، اتصال زمین شده و یا اینکه توسط سیم خنثی، زمین می ش وند. در موقع نصب سیم زمین به بدنه خازن باید توجه کرد که محل اتصال، فاقد رنگ بوده و از طرفی زنگ خوردگی نیز نداشته باشد. به دمای خازنها در هنگام کار، توجه خاصی مبذول میشود، چون اثر مهمی در عمر خازن دارد. به این  دلیل در روی پلاک خازنها حداقل و حداکثر دمای مجاز کار خازن توسط سازندگان، حک میشود. چیدمان خازنها باید به ترتیبی باشد که تلفات گرمایی آنها توسط جابه جایی طبیعی هوا (کنوکسیون) و طرق دیگر، تهویه شود. در این خصوص باید گردش هوا در اطراف هر واحد به راحتی امکانپذی  ر باشد. به این دلیل در بدنه تابلوی خازنها، فضای   مناسب برای امکان تبادل هوا با محیط بیرون تعبیه میشود. این مطلب خصوصاً برای واحدهایی که در ستونهایی روی هم قرار گرفته اند، اهمیت خاصی پیدا می کند. در مجموع توصیه می شو د خازنها در مقابل تشعشع مستقیم خورشید محافظ ت شوند. علاوه بر موارد فوق بهتر است خازنها در محلی نصب و مورد بهره برداری قرار گیرند که دارای رطوبت زیاد نباشد. همچنین هوای محیطهای صنعتی که سبب خوردگی بدنه می شود از سایر عوامل مضر در طول عمر آنها محسوب می شود. کنتاکتورها مرتباً با قطع و وصل خود خازنها را به مدار، وارد و یا از مدار، خارج می کنند. لذا توصیه می شود از نوع مرغوب و با کیفیت، انتخاب و قدرت آنها حداقل 5/1 برابر  قدرت خازنهای مربوط، باشد. خصوصاً سعی شود از کنتاکتورهایی استفاده شود که دسترسی به قطعات یدکی آنها آسان باشد. هر اتصال (کنتاکت) نامطمئن در مدار خازن ممکن است باعث ایجاد جرقه های کوچکی شود که به نوبه خود نوساناتی با فرکانس بالا بوجود خواهد آورد که این مساله گاه خازنها را بیش از حد، گرم کرده و تحت تنش حرارتی قرار می دهد. از این رو بازدید منظم و تعویض به موقع پلاتین کنتاکتورها توصیه می شود. در کل، به تر است علاوه بر بازدیدهای  معمول، بانک خازنی ، هر سه ماه یکبار توسط افراد با صلاحیت فنی مورد بازرسی و سرویس قرار گیرد.  

 تعیین ضریب توان (cos φ)

روشهای تعیین میزان ضریب توان عبارتند از:

الف ـ توسط دستگاه ضریب توانسنج: در ا ین حا لت ضریب توان مستقیماً قابل خواندن است.

ب ـ با استفاده از مقدار مصرف ماهانه:  ضریب توان در این روش با تقسیم توان راکتیو مصرفی به توان اکتیو مصرف شده در یک دوره  کنتورخوانی، قابل محاسبه است.

ج ـ به کمک سنجش تعداد دور کنت ورهای اکتیو و راکتیو:  در این روش  تعداد دور کنتورها در یک زمان معی ن، شمارش شده و سپس با داشتن عدد ثابت  کنتورها ( تعداد دور به ازای یک کیلووات ساعت یا یک کیلووار ساعت) ضریب توان متوسط محاسبه میشود.

برای دقت در اندازه گیری، آزما یش چندبار، تکرار و در نهایت حد  وسط، محاس به و ملاک  عمل قرار میگیرد.  

 

محاسبه توان خازن :

پس از مشخص شدن مقدار ضریب توان موجود، محاسبه خازن برای جبران توان راکتیو و اصلاح ضریب توان، انجام  میشود. معمولاً این ج برانسازی برای ضریب قدرت بین 85/0 تا 95/0 انجام میشود. از جبرانسازی ضریب قدرت بیش از 95/0 باید اجتناب شود. زیرا د ر این شرایط علاوه بر نیاز به میزان قابل ملاحظه ای از خازن برای تامین قدرت راکتیو، هادیها به دل یل عبور جریان زیاد راکت یو تحت تنش قرار گرفته و نیز ممکن ا ست در شبکه مصرف کننده  افزایش ولتاژ نامطلوبی ایجاد شود. روشهای متداول برا ی محاسبه توان خازن مورد نیاز به این شرح است:

الف ـ روش ضریب قدرت تصحیح شده: در این روش با استفاده از جدول و به کمک فرمول f ×p = Φc توان خازن مورد نظر، محاسبه میشود. مقدار cos Φ1 ضریب قدرت فعلی سیستم است که قبلاً روش محاس به آن ذکر شد وcosΦ2ضریب قدرت مورد انتظار است.

 Φc توان خازن مورد نیاز [KVAR]

P   : توان اکتیو مصرفکننده [KW]

f   : ضریب تبدیل (که از جدول به دست میآید)

ب - روش استفاده از نمودار:

در این روش به کمک نمودار و با معلوم بودن توان اکتیو مصرف کننده و ضریب توان مورد انتظار، مقدار توان خازن مورد نیاز مشخص می شود.  

 

رگولاتور تصحیح ضریب قدرت :

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 خ ارج شدن خازنها در یک بانک خازنی را تعیین کرده و متناسب با بار راکتیو مو رد نیاز، فرمان قطع و وصل به کنتاکتورها صادر می کند. از جمله نکات قابل تو جه در رگولاتورها تنظیم مربوط به نسبت (C/K) است. مقدار (C/K) عبارت است از نسبت تبدیل توان اولین پله خازن (C)به نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان (K) متصل به رگولاتور. لذا پس از مشخص شدن توان راکتیو مورد نی از باید آن را به نسبت  مصارفی که در هر لحظ ه وارد مدار میشود پله بندی و رگولاتور مناسب با این مجموعه را انتخاب کرد . نحوه پله بندی  خازنها در مشخصات فنی رگولاتورها  ذکر میشود و بطور عمومی به یکی از سه روش زیر و متناسب با رفتار بار راکتیو مصرف کننده انتخاب میشود:

(1):1:1:1 …

(2):1:2:2 …

(3):1:2:4:8 …

از مشخصه های   مهم دیگر رگولاتورها مراحل عملکرد آنه است. بعنوان نمونه در رگولاتور نوع 5/3 تعداد سه عدد خازن در پنج حالت مختلف میتوانند در مدار گیرند.

بنابراین برای مقدار معینی از توان راکتیو خازنی، انتخابهای متنوعی می تواند صورت گیرد که میزان بار راکتیو که در هر مر حله  وارد مدارد میشود و نیز نوع رگولاتور عامل موثر در طراحی بانکهای خازنی خواهد بود.

 

بررسی اقتصادی بهبود ضریب قدرت:

   بهبود ضریب قدرت در شبکه عمدتا و عموما به صورت تزریق بارهای راکتیو خازنی " کاپاسیتو" صورت می گیرد که این بارها به صورت  موازی با سایر بارها نصب می شوند.

   عدم ترمیم ضریب توان موجب ا  عمال هزینه اقتصادی مستیقم به عنوان جریمه تعرفه به مصرف کننده می گردد و نیز یک هزینه اقتصادی غیر مستقیم از طریق اضافه جریان روی تولید و خطوط انتقال برای شبکه سراسری بوجود می آورد.

    در بهبود ضریب توان میزان K1=Cosφ1  و یا اص ولا زاویه 1φ  را می توان درهنگام زیر بار بردن شبکه مشخص کرد و آن را از روی نشان دهنده Cosφ متر دقیقا خواند.

   در عمل در اکثر واحدهای صنعتی مانند ریسندگی ها کارخانجا ت ذوب فولاد و .... ، این عدد بین 0.5 تا 0.6 است که عدد خوبی نمی باشد و البته ثابت هم نیست زیرا با ورود و خروج باره ای اندوکتیو ضریب توان تغییر می کند اما سئوال اینجاست که اگر بخواهیم این ضریب توان ر ا بهبود بخشیم  به چه عددی باید آن را افزایش دهیم؟قاعدتا بهترین عدد برای ضریب توان " 1" است      ( 0 =2φ ( ولی اگر Cosφ2 را روی عدد "1" تنظیم کنیم سیستم پایدار نخواهد شد. 

   زیرا در شبکه های صنعتی میزان بار اندوکتیو با ورود و خروج تعداد موتورها و سایر بارهایی که اندوکتیو هستند تغییر می کند

  اگر ما میزان ثابتی بار خازنی به شبکه اعمال کنیم درهن گام تغییرات بار اندوکتیو گاهی میزان بار اندوکتیو موجود کم می شود که  مجددا ضریب توان از سمت بار خازنی به سمت کمتر از 1سقوط می کند .

 

 

 

منبع : http://rezvantrans.blogfa.com/post/38






محاسبه ،طراحی و ساخت انواع بانک خازنی فشار ضعیف توسط مهندسان مجرب و طراح پارس کنترل

برای اطلاعات بیشتر تماس بگیرید :

09125280703 مهندس سلمانی


 بانک خازن

 




بانک خازن- تابلو خازن - تابلو بانک خازن -  طراحی بانک خازنی - سازنده بانک خازن - فروش بانک خازن - فروش خازن صنعتی - ساخت بانک خازن - بانک خازن برای کارخانه - بانک خازنی - خازن قدرت - بانک خازن رگولاتوری - ساخت تابلو خازن - سازنده بانک خازن - بانک خازن- طراحی بانک خازن- خرید بانک خازن-شرکت تابلو سازی



شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Mobile Traffic | سایت سوالات