بانک خازنی

بانک خازنی یک مجموعه از خازن‌ ها است که در سیستم‌های الکتریکی برای بهبود کیفیت برق و کاهش هزینه‌های انرژی استفاده می‌شود. خازن‌ها اجزایی هستند که انرژی را به صورت میدان الکتریکی ذخیره می‌کنند.

یکی از مهم ترین وظایف بانک خازنی، تنظیم توان راکتیو در سیستم است. توان راکتیو، توانی است که در مدار جریان می‌یابد اما به صورت کار مفید تبدیل نمی‌شود و باعث افت ولتاژ و افزایش تلفات در سیستم می‌شود. بانک خازنی با تولید توان راکتیو، این توان را جبران می‌کند و باعث بهبود ضریب توان می‌شود. بانک خازنی با تأمین توان راکتیو مورد نیاز، به پایداری ولتاژ در سیستم کمک می‌کند. این امر به ویژه در خطوط انتقال طولانی و در شرایط بارگذاری سنگین اهمیت دارد.

بهبود ضریب توان به معنای کاهش جریان راکتیو و در نتیجه کاهش تلفات در خطوط انتقال و تجهیزات است. این امر باعث صرفه‌جویی در انرژی و کاهش هزینه‌های بهره‌برداری می‌شود.

برخی موارد به دلیل کم و زیاد شدن تعداد وسایل الکتریکی که منجر به تغییرات مقدار توان غیرمؤثر می‌شود، قطع و وصل شدن خازن متناسب با نیاز مصرف کننده ضروری می‌باشد. حتی برای مصرف کنندگان بزرگ نیاز به خازن‌های زیاد برای تأمین توان غیرمؤثر می‌باشد. برای رسیدن به آن ظرفیتهای زیاد، استفاده از چند خازن به صورت موازی، استفاده می‌شود. کاربردهای بانک خازنی بانک خازنی در صنایع مختلف و همچنین در سیستم‌های توزیع برق کاربردهای متعددی دارد. در ادامه به برخی از این کاربردها اشاره می‌کنیم:

1. صنایع تولیدی در صنایع تولیدی، بانک خازنی به منظور تأمین توان راکتیو و بهبود کیفیت توان در ماشین‌آلات و تجهیزات استفاده می‌شود. این امر به افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های انرژی کمک می‌کند.

2. سیستم‌های توزیع برق در سیستم‌های توزیع برق، بانک خازنی به عنوان یک راهکار مؤثر برای بهبود کیفیت توان و کاهش تلفات انرژی به کار می‌رود. این سیستم‌ها معمولاً در نقاطی که بارهای غیرخطی وجود دارند، نصب می‌شوند.

3. تأسیسات تجاری در تأسیسات تجاری، بانک خازنی می‌تواند به کاهش هزینه‌های برق و بهبود کیفیت توان کمک کند. این امر به ویژه در ساختمان‌های بزرگ و مراکز خرید که بارهای الکتریکی زیادی دارند، اهمیت دارد.

4. انرژی‌های تجدیدپذیر بانک خازنی در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر نیز کاربرد دارد. به عنوان مثال، در سیستم‌های خورشیدی و بادی، بانک خازنی می‌تواند به ذخیره‌سازی انرژی و تأمین توان راکتیو کمک کند.

تجهیزات بانک خازنی

1. خازن انتخاب خازن براساس ظرفیت پله مورد نیاز در سطح ولتاژ شبکه را نشان می‌دهد. به عنوان نمونه چنانچه یک بانک خازنی 100 کیلوواری از ترکیب 4 پله 25 کیلوواری در سطح ولتاژ 400 ولت مورد نیاز باشد، یک خازن 25 کیلوواری در سطح ولتاژ 400 ولت و یا دو عدد خازن 12/5 کیلوواری 400 ولتی می‌تواند برای هر پله استفاده شود.

اگر از دو خازن 12/5 کیلوواری برای یک پله استفاده شود. هنگام صدمه احتمالی یک خازن، نصف ظرفیت آن پله از دست خواهد رفت. درحالی که برای پله 25 کیلوواری تمام ظرفیت پله از دست خواهد رفت. به‌علاوه به دلیل مساحت جانبی بیشتر دو خازن 12/5 کیلوواری به یک خازن 25 کیلوواری، تبادل حرارتی با محیط بیشتر خواهد بود که به افزایش طول عمر خازن و کاهش خطر صدمه دیدن خازن کمک زیادی خواهد کرد.

2. کنتاکتور خازنی کنتاکتورهایی که برای قطع و وصل خازن، درون بانک خازنی استفاده می‌شود، کنتاکتور خازنی نامیده می‌شود. ظاهر این نوع کنتاکتورها نیز متفاوت با کنتاکتورهای دیگر است. این کنتاکتورها دارای تعدادی سیم به صورت پیچیده شده در قسمت بالا و پایین هستند. این سیم‌ها در واقع مقاومت اهمی هستند.

با بررسی دقیق شمای داخلی کنتاکتور خازنی می‌توان دید که قبل از بسته شدن کنتاکت‌ اصلی کنتاکتور، کنتاکت‌های کمکی بسته شده و خازن همراه با مقاومت‌های محدودکننده جریان در قسمت بالایی و پایینی کنتاکتور وارد مدار شده و برقدار می‌شود و اندکی پس از آن، کنتاکت‌های کمکی از محل خود حرکت کرده و باز شده و کنتاکت اصلی بسته می‌شود و خازن به طور کامل وارد مدار می‌شود.

3. تجهیزات حفاظتی برای حفاظت از هر پله بانک خازن باید فیوز مناسب آن پله بین کنتاکتور و شبکه اصلی برق قرار بگیرد. کلید فیوزهایی که برای بانک خازنی استفاده می‌شود. باید از نوع تندکار باشد.

چنانچه در محل نصب بانک خازنی شبکه برق دارای ماکزیمم و مینیمم (پیک‌های) مختلفی باشد، استفاده از فیوز کندکار می‌تواند گزینه و جایگزین مناسبی باشد. نکتە دیگر در انتخاب کلید فیوز، مقدار جریان آن است. طبق استاندارد IEC 60831 خازن توانایی تحمل اضافه جریان دائمی تا 35 درصد را دارا می‌باشد. البته مقدار اضافه ولتاژ مجاز برای شبکه نیز ده درصد می‌باشد که این اضافه ولتاژ می‌تواند منجر به اضافه جریان شود. بنابراین با احتساب دو ضریب گفته شده

(1/485 = 1/1× 1/35) مقدار جریان فیوز حدوداً 1/5 برابر جریان خازن همان پله خواهد بود. البته برخی مقدار تلرانس ظرفیت خازن که طبق استاندارد IEC تا 10 درصد می‌باشد را نیز درنظر گرفته و ضریب 1/65 را برای جریان فیوز درنظر می‌گیرند.

4. رگولاتور رگولاتور اصلاح ضریب توان یکی از تجهیزات جداناپذیر بانک خازنی می‌باشد که با اندازه‌گیری مقدار مصرف توان راکتیو مصرف کننده، دستور قطع و وصل کنتاکتورها را صادر می‌نماید. رگولاتورهای مختلفی از سوی شرکت‌های مختلف برای استفاده در بانک های خازنی ارائه می‌شوند. اما قبل از انتخاب رگولاتور مناسب باید بدانیم تجهیز مناسب باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد.