بانک خازنی چیست؟

فهرست مطالب

بانک خازنی

انواع بارهای الکتریکی

توان اکتیو یا واقعی

توان راکتیو

توان ظاهری

ضریب توان

کاربردهای بانک خازنی

بانک خازنی چیست؟

بانک خازنی برای جبران توان راکتیو و اصلاح ضریب توان در پست‌های برق استفاده می‌شود.

بانک خازنی ، گروهی فیزیکی از چندین خازن با مشخصات مشترک است که به صورت سری یا موازی با یکدیگر متصل شده‌اند تا یک بانک خازنی را تشکیل دهند که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کند.

بانک خازنی که به این ترتیب تشکیل می‌شود، سپس برای اصلاح تأخیر ضریب توان یا تغییر فاز در منبع تغذیه AC (جریان جایگزین) استفاده می‌شود.

بیایید برخی از اصول اولیه سیستم برق را بررسی کنیم که باعث می‌شود اهمیت بانک خازنی را بدانیم.

انواع بارهای الکتریکی

در سیستم توزیع برق، بارها در یکی از سه دسته زیر قرار می‌گیرند:

مقاومتی (لامپ رشته‌ای، بخاری) که مصرف کننده توان اکتیو می باشند.

القایی (موتور، کولر، یخچال) که مصرف کننده توان راکتیو می باشند.

خازنی (خازن) که تولید کننده توان راکتیو می باشند.

در میان سه مورد فوق، رایج‌ترین آنها در سیستم‌های صنعتی، بار القایی است. نمونه‌های عمومی شامل روشنایی رایج، ترانسفورماتور، موتورهای القایی AC و کوره‌ها و غیره هستند که نه تنها توان اکتیو از منبع تغذیه، بلکه توان راکتیو (KVAR) نیز می‌کشند.

یکی از ویژگی‌های مشترک این بارهای القایی این است که از یک سیم‌پیچ برای تولید میدان الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند. میدان القایی، که به موتور اجازه می‌دهد کار کند و برای حفظ این میدان به مقدار مشخصی از توان الکتریکی نیاز دارد.

توان اکتیو یا واقعی

توان اکتیو (KW) در واقع کار را انجام می‌دهد، این توان واقعی است که با وات اندازه‌گیری می‌شود. این توان حاصلضرب ولتاژ، جریان و Cos Ф است.

Cos Ф زاویه بین ولتاژ و جریان است.

فرمول ضریب توان با استفاده از شکل مثلث توان

توان راکتیو

توان مورد نیاز برای ایجاد میدان‌های مغناطیسی در اطراف اجزای القایی مانند سیم پیچ ها (توان راکتیو پس‌فاز) و میدان‌های الکتریکی (توان راکتیو پیش‌فاز) در اجزای خازنی و سپس بازگرداندن آن به سیستم تغذیه با رسیدن این میدان‌ها به صفر.

توانی که درشبکه برق به جلو و عقب جریان می‌یابد، یعنی در هر دو جهت حرکت می‌کند و هیچ کاری در مدار انجام نمی‌دهد، توان راکتیو نامیده می‌شود. واحد اندازه‌گیری آن VAR است. حاصلضرب ولتاژ، جریان و sin Ф.

تقریباً همه دستگاه‌های صنعتی الکتریکی ماهیت القایی دارند. توان راکتیو (KVAR) میدان الکترومغناطیسی را حفظ می‌کند. اگرچه توان راکتیو برای عملکرد صحیح تجهیزات ضروری است، اما می‌توان آن را به عنوان یک بار نامطلوب بر منبع تغذیه در نظر گرفت.

توان راکتیو به همراه توان واقعی که جریان سیم (جریان توان حقیقی + جریان توان راکتیو) را افزایش می‌دهد، ضریب توان (pf) را نیز کاهش می‌دهد.

از آنجایی که برد برق فقط برای توان اکتیو شارژ می‌شود، خازن نمی‌تواند توان حقیقی تولید یا مصرف کند.

از آنجایی که صنایع از بار القایی استفاده می‌کنند ، مقدار زیادی تلفات i₂R در سیم نیز ایجاد می‌شود که منجر به افزایش ظرفیت شبکه و هزینه‌های بیشتر برای تابلو برق می‌شود. بنابراین کنتور های برق نه تنها توان اکتیو، بلکه توان راکتیو را نیز اندازه‌گیری می‌کنند .

توان راکتیو را می‌توان با نصب خازن نه یک خازن، بلکه چندین خازن (معمولاً بانک خازنی که طبق ضریب توان عمل می‌کند و ضعیف است) جبران کرد. بانک خازنی به افزایش ضریب توان (pf) کمک می‌کند.

توان ظاهری

ترکیب دو توان فوق، توان ظاهری نامیده می‌شود . واحد اندازه‌گیری آن ولت‌آمپر (VA) است. توان ظاهری حاصلضرب ولتاژ و جریان است.

ضریب توان

اساساً، توان ظرفیت انجام کار است. در مهندسی برق، توان الکتریکی مقدار انرژی الکتریکی است که می‌تواند در واحد زمان به شکل دیگری مانند گرما، نور و غیره تبدیل شود.

ضریب توان، نسبت توان واقعی به توان ظاهری تحویل داده شده به بار است.

ضریب توان = توان حقیقی یا واقعی (KW) / توان ظاهری (KVA)

کاربردهای بانک خازنی

از آنجایی که اکثر بارهای صنعتی ماهیت القایی دارند، برای عملکرد خود به نسبت مشخصی از توان راکتیو نیاز دارند.

برای اینکه انرژی راکتیو مصرف نشود و هزینه انرژی راکتیو به شرکت های برق پرداهت نگردد این توان راکتیو توسط بانک خازنی که به موازات بار توسط کارخانجات صنعتی نصب شده است، تأمین می‌شود.

بانک‌های خازنی به عنوان منبع توان راکتیو محلی عمل می‌کنند و بنابراین توان راکتیو کمتری از خط عبور می‌کند.

با استفاده از بانک خازنی، ضریب توان را می‌توان نزدیک به یک نگه داشت. بهبود ضریب توان فرآیند کاهش اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان است.

اساساً بانک‌های خازنی اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان را کاهش می‌دهند.

با اضافه شدن پاوربانک، جریان از ولتاژ پیشی می‌گیرد، از این رو زاویه ضریب توان کاهش می‌یابد. کاهش زاویه ضریب توان نشان دهنده بهبود ضریب توان است.

بانک خازنی برای جبران توان راکتیو و اصلاح ضریب توان در پست‌های برق استفاده می‌شود .