بانک خازن و نقش ان در برق قدرت

 در شبکه برق جریان متناوب توانی که از دستگاه های تولید کننده دریافت می شود به دو قسمت توان مفید و غیر مفید تقسیم می شود . نحوه این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد به این معنی که هر قدر ضریب توان cos به یک نزدیکتر باشد سهم توان مفید بیشتراست . این اتفاق در مدارتی رخ می دهد که مصارف اهمی آن بیشتر است .مانند سیستمهای روشنایی یا تولید گرما توسط انرژی برق . اما می دانیم که سهم عمده مصارف شبکه ها را مصرف کننده های (اهمی – سلفی ) دریافت می کنند . مانند الکتروموتور ها – ترانسفورماتور های توزیع – چوکها و .... که درآنها سیم پیچ یا سلف نقش اصلی را ایفا می کند . در سیم پیچها به علت خاصیت ذخیره سازی انرژی الکتریکی بصورت میدان مغناطیسی توان همواره بین شبکه و سلف رد و بدل می شود . سلف در یک چهارم زمان تناوب توان دریافت می کند و در یک چهارم بعدی زمان ، توان را به شبکه پس می دهد .

 نتیجه این کار یعنی عدم مصرف انرژی زیرا توان داده شده به سلف با توان دریافت شده از ان برابر است اما در عمل این اتفاق رخ نمی دهد زیرا توان پس داده شده به شبکه امکان استفاده را برای مولد ایجاد نمی کند و این توان در هر حالتی از مولد دریافت شده است . و برای رسیدن به مصرف کننده اهمی – سلفی از شبکه توزیع شامل : سیمها – کابلها و ... عبور کرده است. نتیجه اینکه سلف توانی را از مولد دریافت می کند اما این توان را به شبکه پس می دهد . این توان قابل استفاده نیست و در مسیر عبور تلف می شود . پس مقداری از انرژی تلف می شود . مصرف کننده های فوق برای انجام اینکار به توان مذکور نیاز دارند اما این توان برای شبکه مضر است و زیانهای زیر را در پی دارد :

• اضافه شدن جریان مولد و درنتیجه نیاز به مولدهایی با توانهای بیشتر
• چون جریان شبکه زیاد می شود به سیمها و کابلهایی با سطح مقطع بالاتر برای کاهش افت ولتاژ نیاز است که این موضوع هزینه اولیه شبکه را افزایش می دهد .
• اتلاف توان در شبکه های توزیع بصورت حرارت روی می دهد در نتیجه هر کاری کنید نمی توانید از این اتلاف جلوگیری کنید . نتیجه این اتلاف توان ،کاهش ولتاژ مصرف کننده می باشد که این موضع راندمان مصرف کننده را پایین می آورد .
• نمی توان این توان را به مصرف کننده های اهمی سلفی تحویل نداد زیرا کار آنها مختل می شود .

در چه مواردی  بانک خازن می تواند برای ما سودمند باشد :

1. اگر ضریب قدرت تاسیسات الکتریکی ساختمان از 0.85  پایین تر باشد باید به شرکت برق منطقه ای جریمه  پرداخت کرد و پس برای بالا اوردن ضریب قدرت باید این عمل انجام شود .
2. اگر تلفات تاسیسات به دلیل پایین بودن ضریب قدرت بالا باشد مانند ایجاد حرارت بالا در دستگاهاهای الکتریکی
3. در صورتی که قسمتی از تاسیسات بار اضافی داشته باشد و تقلیل جریان برق را خواسته باشیم .
4. اگر بخواهیم دستگاه یا تجهیزات  جدیدی به شبکه ای برق خود اظافه کنیم .

توان هم در خازنها بصورت توان غیر مفید است درست مانند سلفها در یک چهارم پریود موج متناوب ،توان دریافت می کنند و در یک چهارم بعدی توان را تحویل می دهند پس خازنها هم مانند سلفها باعث افرایش توان راکیتو ( غیر مفید ) شبکه می شوند اما اتفاق بامزه زمانی روی می دهد که خازن و سلف با هم در شبکه قرار می گیرند .
این دو برعکس هم عمل می کنند . یعنی زمانی که سلف توان می گیرد خازن توان می دهد و زمانی که سلف توان می دهد خازن توان می گیرد . پس توانهای غیر مفید این دو فقط یکبار از شبکه دریافت می شود و در زمانهای بعد بین آنها تبادل می شود بدون اینکه مولد این توان را تحمل کند . پس مصرف کننده های اهمی سلفی توان راکتیو خود را دریافت می کنند و مولد و شبکه توزیع آنرا تولید و پخش نمی کنند زیرا این کار را خازن انجام می دهد . این خازنها از حالا به بعد ، خازنهای اصلاح ضریب توان نام می گیرند و وظیفه آنها تامین توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده های اهمی سلفی است .

اتصال بانک خازن به شبکه توزیع برق سراسری
خازنهای اصلاح ضریب توان باید در شبکه بصورت موازی قرار گیرند . برای اینکار در شبکه های تک فاز باید به فاز و نول وصل شوند و در شبکه های سه فاز پس از اتصال بصورت ستاره یا مثلث آنگاه به سه فاز اتصال می یابند .

طراحی بانک خازن

1.  احیائ سازی بارهای موتوری
2. گزینش فیورهای حفاظتی که به صورت سری در یک بانک خازنی قرار می گیرند.
3.  حداکثر ظرفیت مجاز یک پله
4.  هماهنگی بین سیستم مخابراتی و بانک خازنی
5.  مساله انتفال حرارت در بانک های خازنی
6.  رگولاتور ها
   
7. تنظیم رله های هارمونیکی تعبیه شده در رگولاتور
8.  اصول تنظیم رله اضافه جریان
9.  حفاظت در برابر نواسانات
10.  قدرت اتصال کوتاه تابلو
11. بانک های خازنی با سرعت  و کیفیت بالا