اجزای بانک خازنی و نحوه عملکرد + محاسبه ظرفیت

برگرفته شده از دوره مبانی برق تصویری،آموزش جامع مبانی برق صنعتی به صورت تصویری و گام به گام لینک بازدید …در 9 ساعت

1. اجزای اصلی بانک خازنی

1-1 خازن‌های قدرت (Power Capacitors)

خازن‌های قدرت وظیفه جبران توان راکتیو و بهبود ضریب توان را بر عهده دارند.
این خازن‌ها باید مطابق استاندارد IEC 60831-1/2 بوده و در رنج ولتاژ 400 تا 525 ولت انتخاب شوند.

نکته فنی مهم

• جریان نامی خازن‌ از جریان محاسباتی بیشتر است (به دلیل هارمونیک و تلورانس ولتاژ تا 10%).

• افزایش دما مهم‌ترین عامل کاهش عمر خازن‌هاست؛ بنابراین خنک‌سازی تابلو ضروری است.

1-2 کنتاکتور خازنی (Capacitor Contactor)

این کنتاکتورها دارای کنتاکت کمکی و مقاومت دمپر هستند تا هنگام وصل، پدیده Inrush Current یا جریان لحظه‌ای شدید خازن سبب آسیب نشود.

ویژگی‌ها:

• سوئیچینگ نرم

• کاهش ضربه ولتاژ

• جلوگیری از جوش خوردن کنتاکت‌ها

در بانک‌های خازنی پیشرفته به جای کنتاکتور از سوئیچینگ تریستوری (SSR / Thyristor Switching) استفاده می‌شود که:

• سریع‌تر

• بدون صدا

• بدون شوک جریان

1-3 رگولاتور بانک خازنی (Power Factor Controller)

وظیفه رگولاتور کنترل ضریب توان و فرمان‌دهی ورود و خروج پله‌هاست.

وظایف اصلی آن:

• اندازه‌گیری PF (ضریب توان)

• فرمان قطع و وصل پله‌ها

• حفاظت در برابر اضافه دما

• نمایش مقدار kvar و THD در مدل‌های پیشرفته

بهترین بازه قابل تنظیم ضریب توان
PF = 0.95 تا 0.99

1-4 فیوزهای مناسب (Capacitor Fuses)

برای حفاظت از هر پله، فیوز HRC یا فیوز مینیاتوری خازنی مخصوص (gG / aR) استفاده می‌شود.

علت استفاده:

• جلوگیری از انفجار خازن

• قطع مدار در صورت شکست دی‌الکتریک

• جلوگیری از آتش‌سوزی

نکته: فیوز معمولی بجای فیوز خازنی ممنوع است.

1-5 راکتور (Reactor)

در شبکه‌های دارای هارمونیک (درایو، UPS، آسانسور، کوره القایی، سرور)، از راکتور سری استفاده می‌شود.

مزایا:

• جلوگیری از تشدید هارمونیک

• افزایش عمر خازن

• کاهش دما و استرس الکتریکی

انواع بر اساس فرکانس تنظیم:

1-6 تابلو و باس‌بار (Panel & Busbar)

تابلو باید بر اساس IEC 61439 طراحی و دارای تهویه مطمئن باشد.

ویژگی‌های مهم:

• شینه مسی با سطح مقطع مناسب

• IP مناسب (ترجیحاً IP54)

• فن + ترموستات

• جداسازی پله‌ها روی ریل مجزا

2. نحوه عملکرد بانک خازنی (Performance)

هنگامی که ضریب توان افت می‌کند (مثلاً به 0.75)، رگولاتور پله اول را فعال می‌کند و اگر کافی نبود پله‌های بعدی را وارد مدار می‌کند تا PF به محدوده 0.95 الی 0.99 برسد.

روند کار:

1. اندازه‌گیری جریان، ولتاژ و PF

2. محاسبه نیاز به kvar

3. ارسال فرمان به کنتاکتور یا تریستور

4. جبران توان راکتیو

5. کاهش تلفات و آزادسازی ظرفیت شبکه

3. فرمول محاسبه ظرفیت بانک خازنی

برای محاسبه مقدار kvar موردنیاز:

🧮 فرمول اصلی:

Qc=P×(tanφ1−tanφ2)

که در آن:

مثال کاربردی

بار با توان 200kW و PF اولیه = 0.7
هدف PF = 0.95

Qc=200×(tan(45.57)−tan(18.19))=200×(1.01−0.328)=200×0.682=136kvarQc 

🔹 بنابراین ظرفیت بانک خازنی مورد نیاز 136kvar است.

4. نکات نصب و ایمنی

• الزام استفاده از تهویه مناسب

• نصب سنسور دما روی خازن‌ها

• استفاده از رآکتور در بارهای دارای هارمونیک

• تنظیم رگولاتور بر اساس زمان تأخیر پله‌ها

• چک کردن دوره‌ای اتصالات و سفتی پیچ‌ها

5. جمع‌بندی

در این پارت با اجزای اصلی بانک خازنی شامل خازن، کنتاکتور، رگولاتور، فیوز، رآکتور و تابلو آشنا شدیم و نحوه عملکرد سیستم و روش محاسبه ظرفیت به صورت دقیق بیان شد.
این پارت پایه وارد شدن به پارت سوم: خطاها، تست دوره‌ای و نگهداری پیشگیرانه خواهد بود.

برای دیدن پارت های دیگر مقاله بانک خازن روی لینک های زیر کلیک کنید

بانک خازن پارت یک 

بانک خازن پارت سوم