تابلو بانک خازنی

تابلو بانک خازنی
تابلو بانک خازنی یکی از انواع پرکاربرد تجهیزات صنعتی به شمار می رود. برای اینکه دلیل استفاده از بانک خازن در مدار یک تابلو برق را بدانید، باید با مفهوم توان راکتیو آشنا شوید. اکثر بارها در صنعت، از جمله الکتروموتورها، لامپ های گازی، ترانس ها و کوره های القایی دارای خاصیت سلفی هستند. این ویژگی سبب ایجاد توان راکتیو (reactive power) در مدار می شود. توان رکتیو غیر واقعی است. بدین معنی که مورد مصرف موتور قرار نمی گیرد. بلکه صرفاً از شبکه گرفته و به آن بر می گردد. این اتفاق باعث افزایش تبادلات جریانی و در نتیجه آسیب رسیدن به سیم ها می شود. به منظور کنترل توان راکتیو از تابلو برق بانک خازنی بهره می برند.

بانک خازنی چیست و چه کاربردی دارد؟
تابلو بانک خازنی وظیفه ورود توان راکتیو را به مدار دارد که سبب کاهش هزینه های برق شده و شبکه برق نیز فشار کمتری را متحمل می شود. این تابلوها که از جمله متداول ترین و کاربردی ترین وسایل اصلاح ضریب توان شبکه به شمار می روند بسته به نیاز مشتری و با توان های راکتیو مختلف طراحی می شوند. در صنعت بیشتر بارها ( مصارف ) از نوع سلفی مقاومتی هستند.موتورها ،ترانسها،کوره های القایی و حتی مبدلهای قدرت مثل یکسو سازهای تریستوری که مدار کموتاسیون نیز دارند این خاصیت سلفی- مقاومتی را دارند. خاصیت سلفی باعث ایجاد توانی با نام توان راکتیو در شبکه برق می شود.این توان راکتیو که توسط یک کارگاه تولیدی از شبکه برق درخواست می شود یکسری مشکلات برای شبکه برق مثل افزایش جریان،افزایش تلفات و افزایش مقطع سیم ها و کابلها را ایجاد می کند.راه حلی که وجود دارد اضافه کردن خازن به مدار است.کاری که خازن انجام می دهد این است که خازن توان مورد نیاز سلف را تامین می کند به این صورت که سلف با شبکه این تبادل توان راکتیو را ندارد بلکه با خازن این تبادل توان را انجام می دهد.به عملکرد خازن در این حالت اصلاح ضریب توان می گویند.در اصطلاح ما کارگاه را با خازن اصلاح می کنیم. بانک خازنی، با کنترل توان راکتیو و جلوگیری از برگشت آن به شبکه، سبب محافظت از مدار می شود. خاصیتی که خازن دارد باعث انجام این عمل می شود. نحوه عملکرد خازن، برعکس سلف است. یعنی هر جا که سلف جریان را به مدار پس بدهد، خازن آن را دریافت می کند. بانک خازن سبب به حداقل رسیدن تبادل سلف با مدار شده که به این عمل اصلاح ضریب قدرت می گویند. به طور کلی بانک خازنی توان راکتیو یا همان توان غیرفعال را در اختیار ما قرار می‌دهد؛ منتهی درصورتی که نصب و راه‌اندازی آن به درستی صورت گیرد از این‌رو نصب و راه اندازی صحیح تجهیزات بانک خازن از اهمیت بالایی برخوردار است. مراحل انجام این کار را باید با دقت و ترتیب خاصی انجام گیرد تا به نتیجه مورد نظر برسید. هرگونه اشتباه در فرایند نصب و راه اندازی ممکن است مشکلاتی را ایجاد کند.

کاربردهای تابلو برق بانک خازن
بر اساس آنچه بیان شد می توان کاربردهای حفاظتی زیر را برای این سیستم برشمرد:

اصلاح ضریب قدرت

اصلاح ضریب توان که باعث کاهش خسارات و صرفه جویی در مصرف برق می شود.

مقابله با اثرات منفی سلف

استفاده از این سیستم در مدارات الکتریکی، می تواند سبب کاهش هزینه های تامین برق مجتمع های صنعتی یا ساختمان ها تا 50 درصد گردد.

گرفتن توان راکتیو

کاهش سطح مقطع سیم به دلیل کاهش مصرف توان راکتیو

کاهش افت ولتاژ

جبران افت ولتاژ، تنظیم ولتاژ و ثابت نگه داشتن آن به دلیل جلوگیری از آسیب دیدن دستگاه ها

دلایل استفاده از تابلوهای بانک خازنی در صنعت
بانک های خازنی 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. تجهیزاتی چون موتورها، سیم پیچ ها و ترانس ها هم از توان راکتیو و هم قدرت اکتیو استفاده می کنند. این قطعات در مصرف کننده های مختلفی مثل پروژکتورها، آسانسورها، ترانس های لامپ و … به کار می روند که باعث افزایش مصرف توان راکتیو می شوند. راه حل کاهش مصرف توان راکتیو و انرژی در این وسایل استفاده از خاز موازی در مدار است. همچنین خازن ها جريان پيش فاز عناصر القايي را خثی کرده و سبب کاهش جریان مصرفی و کاهش افت ولتاژ در سیم ها می شوند.
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.
نصب خازن در نزدیک محل مصرف انرژی علاوه بر تخلیه شبکه از انتقال این توان باعث صرفه جویی های بسیاری نیزمی گردد :
کاهش افت ولتاژ : خازن ها به دلیل خنثی کردن جریان پیش فاز عناصر القایی جریان مصرف شده کل را کم می کنند و کم شدن این جریان باعث کم شدن تلفات در سیم ها و کاهش افت ولتاژ در سیم ها میشود.
با توجه به مطالب فوق مشخص میشود که استفاده از تابلوهای بانک خازنی امری بهینه از نظر اقتصادی بوده و حتی میتوان گفت که نصب این تابلوها در محیط های صنعتی لازم و واجب است.
شایان ذکر است که هزینه ای که جهت تهیه تابلوهای بانک خازنی صرف میشود در کمتر از یک سال از طریق صرفه جویی ای که در پرداخت هزینه برق بوجود می آید به کار فرما باز گردانده میشود.

تجهیزات بانک های خازنی چیست؟
مهم ترین تجهیزاتی که در یک تابلو برق صنعتی بانک خازنی استفاده می شوند عبارتند از:

خازن
ترانس
فیوز
کلید اصلی
رگولاتور خازنی
کنتاکتور خازنی

نقش رگولاتور خازنی در مدار به این صورت است که به صورت خودکار به اندازه گیری مقدار خازن بانک پرداخته و مطابق با توان شبکه و ضریب توان مورد نیاز، در فرآیند اتوماتیک، خازن را وارد سیستم می کند. همچنین دلیل استفاده از فیوزها، به منظور حفاظت از خازن ها است. از طرفی، به منظور انجام نمونه گیری از میزان جریان شینه ها در هر فاز، از ترانس در مدار بانک خازنی بهره می برند. گستره جریان اولیه آن بین 10 تا 4000 و محدوده جریان ثانویه ترانس نیز بین یک الی پنج آمپر قرار می گیرد.

خازن چیست؟

خازن یک وسیله الکتریکی متشکل از دو صفحه موازی است، فضای بین صفحات معمولا با هوا یا یک عایق (دی الکتریک) پر می شود. وظیفه آن ذخیره انرژی در مدار و ارائه آن در زمان مورد نیاز است.
ویژگی های خازن ایده آل 
خازنی که ویژگی های زیر را داشته باشد، یک گزینه ایده آل برای استفاده در تابلو بانک خازنی خواهد بود:

قابلیت تحمل حرارات زیاد
عایق بودن در دماهای خیلی پایین و خیلی بالا
امکان تحمل جریان اولیه زیاد در زمان اتصال به شبکه
توان کار در ولتاژ شبکه سراسری
قابلیت تحمل زیاد در خصوص تبادلات جریان و توان

بانک خازنی چطور کار می کند؟
بانک خازنی، با کنترل توان راکتیو و جلوگیری از برگشت آن به شبکه، سبب محافظت از مدار می شود. خاصیتی که خازن دارد باعث انجام این عمل می شود. نحوه عملکرد خازن، برعکس سلف است. یعنی هر جا که سلف جریان را به مدار پس بدهد، خازن آن را دریافت می کند. بانک خازن سبب به حداقل رسیدن تبادل سلف با مدار شده که به این عمل اصلاح ضریب قدرت می گویند.
استفاده از این سیستم در مدارات الکتریکی، می تواند سبب کاهش هزینه های تامین برق مجتمع های صنعتی یا ساختمان ها تا 50 درصد گردد.

مزایای بانک خازنی در مدار چیست؟
به عنوان یکی از قطعات پرکاربرد در تمام مدارات الکتریکی، این وسیله دارای مزیت های متنوعی است. برخی از این موارد عبارتند از:

کاستن از توان راکتیو در مدار
کم کردن اثر سلفی در مدار و مولفه پس فاز جریان
کاستن هزینه های مصرف برق (تا 50 درصد)
کاهش خرابی سیستم و افزایش بازده آن
بالا بردن ضریب توان شبکه و نزدیک تر کردن آن به عدد 1

رگولاتور خازنی چطور کار می کند؟
نقش رگولاتور خازنی در مدار به این صورت است که به صورت خودکار به اندازه گیری مقدار خازن بانک پرداخته و مطابق با توان شبکه و ضریب توان مورد نیاز، در فرآیند اتوماتیک، خازن را وارد سیستم می کند. همچنین دلیل استفاده از فیوزها، به منظور حفاظت از خازن ها است. از طرفی، به منظور انجام نمونه گیری از میزان جریان شینه ها در هر فاز، از ترانس در مدار بانک خازنی بهره می برند. گستره جریان اولیه آن بین 10 تا 4000 و محدوده جریان ثانویه ترانس نیز بین یک الی پنج آمپر قرار می گیرد.

انواع تابلو برق بانک خازنی در صنعت
ما معمولاً در صنعت شاهد انواع مختلفی از این وسیله کاربردی هستیم. اصلاح ضریب توان در شبکه موضوعی بسیار با اهمیت است. این سبب شده تا انواع مختلفی از بانک های خازنی طراحی و تولید شوند. بر این اساس می توان انواع خازن ها (متفاوت از نظر نوع عایق به کار رفته) شامل موارد ذیل را بسته به نوع پروژه و شرایط آن مورد استفاده قرار داد. هر چقدر که ضریب دی الکتریکی بیشتر باشد، خاصیت عایق بودن ماده نیز بالاتر خواهد بود.

روغنی | Oil capacitor

از ویژگی های خازن های روغنی می توان به دوام بالا و اصلاح ضریب توان مناسب آن ها اشاره نمود. همچنین سطح مقاومت oil capacitor به هارمونیک بالا است. از طرفی معایب این مدل در این است که در برابر هارمونیک های شدید قابلیت تحمل ندارند. در نتیجه در این شرایط خازن و قطعات اطراف آن سوخته و معیوب می شوند.

خشک | Dry capacitor

از مزایای خازن های خشک می توان به دوام طولانی، تلفات کم، خاصیت ضد انفجاری، ابعاد کوچک و داشتن سازگاری بالا با محیط زیست اشاره نمود.

گازی | Gas Filled Capacitor

در مدل گازی، فضای بین صفحات با دی الکتریکی به جز هوا (عمدتا گاز نیتروژن N2) بهره می برند. این وسلیه یکی از انواع پرکاربرد خازن در صنعت می باشد.

سرامیکی | Ceramic capacitor

دی الکتریک این خازن ها از جنس ماده سرامیک مثل Barium titanate است. بنابراین خاصیت دی الکتریکی و ولتاژ کاری آن ها بسیار بالا است. از معایب این مدل نیز می توان وابستگی زیاد به دمای محیط نام برد. تغییر ظرفیت با تغییر دما برای خازن یک نقص به شمار می رود.

انواع بانک خازنی از منظر مکانیزم جبران‌سازی؟
چنانچه مصرف کننده ها به طور پیوسته به توان راکتیو نیاز داشته باشند، بانک خازنی قادر است به صورت همیشگی به شبکه های برق ورودی مصرف کننده ها متصل باشد. همچنین در شرایطی که مصرف توان راکتیو افزایش می یابد، به شکل اتوماتیک خازن ها می توانند به شکل پله های خازنی به شبکه وارد شوند. دو نوع بانک خازنی برای فرآیند جبران‌سازی وجود دارد که شامل بانک خازن ثابت و اتوماتیک است.

1. بانک خازنی ثابت
بانک خازنی نوع ثابت را می توان به طور مستقیم به کلید زیر الکتروموتورها متصل نمود؛ یا می توان با استفاده از یک حفاظت کلید فیوز در شبکه ورودی برق مجموعه، به صورت دستی خازن را از مدار خارج کرد.

2. بانک خازنی اتوماتیک
در صورتی که بانک خازنی از نوع اتوماتیک باشد باید متناسب با مصرف کننده ها پله بندی را قرار داده و خازن را از طریق فرمان رگولاتور به کنتاکتورهای خازنی وارد مدار کرد.

3. بانک خازنی درون تابلو
بانک های خازنی معمولا در مکان های کوچک، سر بسته یا فضاهای صنعتی با وسعت کم درون محفظه های فلزی نصب می شوند که در عین جاگیر نبودن به تعمیرات زیادی نیز نیاز نخواهند داشت. همچنین طول عمر این خازن ها به علت آنکه در برابر عواملی همچون رطوبت، حرارت و.. محافظت می شوند، بالاتر از حالت عادی خواهد بود.

4. بانک های خازنی هوایی (روی تیر برق)
این مدل تابلوها روی تیر برق نصب شده و جهت اصلاح ضریب توان به کار می روند. اتصالات در این نوع تابلو به کمک کابل های روکش دار انجام خواهد شد.

5. بانک های خازنی فوق فشار قوی
بانک های فوق فشار قوی جهت دسترسی مصرف کننده ها به حجم توان نیروگاه های دور استفاده می شود و به علت طولانی بودن مسیر و افت ولتاژ بالایی که دارند، برای تامین توان راکتیو به بانک خازنی مخصوص نیاز خواهند داشت.

6. بانک خازنی سیار
در صورتی که سیستم توزیع جهت حل کردن مشکل اضافه بار، به صورت موقت به خازن های شانت نیاز داشته باشد، از بانک های سایر استفاده می کنیم که به صورت یونیت های سه فاز و تک فاز طراحی شده اند.

7. بانک خازنی در سمت فشار قوی ترانس
این مدل انواع تابلو بانک خازن جهت تامین توان راکتیو، نزدیک بار مصرف می شود که با توجه به نیاز می توان به کمک توان راکتیو بانک را روشن و خاموش کرده و از ولتاژهای اضافه جلوگیری کرد.

8. بانک خازنی در سمت فشار ضعیف ترانس
این بانک ها نیز مشابه مورد قبلی در نزدیکی بار مصرف می شود تا بتواند توان راکتیو مورد نیاز سیستم را تامین کند. معمولا در سیستم هایی با تجهیزات متعدد که چند موردشان به توان راکتیو نیاز دارند، توان با توجه به نوع بار نوسان خواهد کرد.

انواع خازن تابلو برق سه فاز
1. خازن سیلندری یا استوانه ای
این نوع از خازن که برای تابلو برق خازنی و انواع دیگر‌ تابلو برق سه فاز مورد استفاده قرار می گیرد، می تواند به صورت خشک یا روغنی وجود داشته باشد.‌ خازن های سیلندری گازی یا خشک حجم کمی دارند و با وزن کم خود می توانند در تمامی مدارها قرار بگیرند. هم چنین غیر اشتعال نیز بوده و با قیمت مناسب می توان آن ها را خریداری کرد‌. با این حال خازن های سیلندری روغنی دی الکتریک مایع دارند که به همین دلیل به روغنی معروف شده اند. این خازن ها نیز برای مدارهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند مقاومت حرارتی قابل توجهی را از خود نشان دهند.

2. خازن مکعبی
از دیگر خازن هایی که برای تابلو برق خازنی و انواع تابلو برق های دیگر کاربرد دارد، نوع مکعبی است. این. نوع از خازن ها نیز به صورت خشک، گازی و روغنی موجود است. عملکرد هر کدام از انواع مانند استوانه ای است و خازن های خشک مکعبی برای قدرت ۱۰ تا ۵۰ کیلو وار، ولتاژ کاری تا ۴۴۰ ولت دارند. هم چنین خازن های روغنی مکعبی نیز برای همین قدرت از ۴۰۰ تا ۴۴۰ ولت ولتاژ کاری دارند. این خازن ها نیز در اغلب مدارها استفاده شده و با توجه به برند آن ها از بازار خریده می شوند.

چگونگی تعیین مقدار مناسب بانک خازنی
روش‌های زیر برای تعیین مقدار مناسب بانک خازنی (kvar) برای جبران ری اکتیو سیستم استفاده می‌شوند.

تحلیل و بررسی فیش برقی مطابق با نوع اشتراک
اندازه‌گیری توان ری اکتیو و cosφ با استفاده از تجهیزات کنترلی مناسب یا تجهیزات اندازه‌گیری شبکه برای عیب‌یابی و بررسی تمامی پدیده‌های شبکه
محاسبه توان اکتیو موردنیاز برای جبران توان ری اکتیو تمامی تجهیزات موجود در شبکه مثل ترانسفورمرها و الکتروموتورها و سایر لوازم موتوری و ری اکتیو دار با توجه به دفترچه یا اطلاعات روی دستگاه‌ها.
محاسبه تجهیزاتی که احتمالاً بعداً و در آینده به شبکه اضافه می‌شوند.

خرید تابلو بانک خازنی 
اگر برای شرکت یا مجتمع ساختمانی خود قصد خرید تابلو برق بانک خازنی را دارید، بهتر است قبل از هر اقدامی، از خدمات مشاوره کارشناسان دپارتمان ساخت انواع تابلو برق صنعتی در هایپر لاله زار  بهره مند شوید. فروشگاه اینترنتی هایپر لاله زار به پشتوانه چندین سال تجربه در زمینه طراحی و تولید انواع تابلو برق فشار ضعیف و فشار متوسط، انواع پست کمپکت، بانک های خازنی، تابلو برق مرکز کنترل موتور و غیره در قلب صنعت برق ایران لاله زار تهران آماده همکاری با شماست.