بانک خازن چیست؟
بانک خازن وسیله ای کاربردی در واحدهای صنعتی و مسکونی بزرگ است. مصرف برق در این واحدها بسیار زیاد است و توان اکتیو و راکتیو هر دو مورد استفاده قرار می گیرند. اما به دلیل این که شبکه برق فقط توان اکتیو را در اختیار مصرف کننده ها می گذارد، در صورتی که بخواهند توان راکتیو را هم از شبکه برق دریافت کنند، جریان برق بیشتری باید دریافت شود که قبض های برق با مبالغ بالا نیز در پی آن مشاهده خواهد شد.
در این موارد نیاز است که از ابزارهایی برای کاهش مصرف برق کمک گرفته شود. بانک های خازنی یکی از این ابرازها به شمار می روند. همان طور که شبکه برق توان اکتیو را به مصرف کننده ها می دهد، این بانک ها توان راکتیو را در اختیار آنها می گذارند. به این ترتیب، شبکه برق دیگر مجبور نیست توان راکتیو را فراهم کند. از مهم ترین اتفاقاتی که با وجود آنها می افتد، کاهش هزینه های برق است.
کاربرد بانک خازن
کاربرد اصلی بانک خازن ذخیره و هموار کردن سطح انرژی برق است. این بانک خازن ها متشکل از چند خازن مختلف هستند که به شکل موازی یا سری به هم اتصال می یابند. با بالا رفتن تعداد خازن ها در هر بانکی ظرفیت انرژی آن هم افزایش می یابد. این بانک توان راکتیو مصرفی را به مدار وارد می کند و به این ترتیب توان لازم برای راه اندازی الکتروموتور از شبکه برق دریافت نمی شود. این بانک های خازنی هستند که وظیفه تأمین توان راکتیو را بر عهده می گیرند. با وجود آنها فشار کمتری به شبکه برق وارد می آید و هزینه ها متعاقب آن پایین می آید.
اجزای تشکیل دهنده بانک های خازنی با توجه به کاربردشان متفاوت است. از جمله آنها می توان تابلو برق، خازن سه فاز، رگولاتور بانک خازنی و کنتاکتور خازنی را نام برد. از دیگر اجزای آنها می توان به کلید فیوز، فیلتر هارمونیک، شینه و کلید گردان اشاره کرد. کاربردهای بانک های خازنی می توان موارد زیر را نام برد:
- با وجود بانک های خازنی بهبود ضریب توان صورت می گیرد که موجب پایین آوردن آسیب ها و صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی خواهد شد.
- وجود آنها مانع از آسیب دیدن دستگاه ها می شود که جبران افت ولتاژ و تنظیم و ثابت نگه داشتن آن را به دنبال دارد.
- با استفاده از آنها سطح مقطع سیم کم می شود که به علت پایین آمدن مصرف توان راکتیو است.
- مهم ترین کاربرد بانک خازن پایین آوردن هزینه های برق مصرفی است.
انواع بانک های خازنی
بانک خازن دارای انواع گوناگونی است که عبارت اند از:
- بانک های خازنی روی تیرهای هوایی هم نصب می شوند. در سیستم های توزیع، خازن های اصلاح ضریب توان مثل ترانس های توزیع روی تیرها قرار می گیرند و قطعات روی یک سکو روی تیرها به اجرا در می آیند. اتصال ها در این بانک با سیم های روکش دار صورت می گیرد.
- بیشتر بانک های خازنی در سطح فوق فشار قوی برای متصل کردن حجم توان از نیروگاه های دوردست به مصرف کنندگان است. این خط های طویل افت ولتاژ بالایی در زمان اوج مصرف دارند.
- در صورتی که بانک های خازنی در پست های صنعتی یا مکان های کوچک و سربسته نصب شوند، در داخل محفظه های فلزی قرار داده می شوند. فضای کمی به آنها داده می شود و زیاد به تعمیر نیاز ندارند. عمر آنها به علت قرار نداشتن در موقعیت های دشوار محیطی طولانی تر است.
- توان راکتیو همواره در سطوح توزیع و برای بارهای اضافی ثابت است. به همین دلیل هم بانک های خازنی ثابت برای آنها مناسب هستند. گاهی این بانک ها بار سوئیچ ها می شوند. در صورتی که بار همیشه در مدار باشد، لازم نیست خاموش و روشن شوند.
- در مواردی لازم است که خازن های شانت موقتاً در سیستم توزیع نصب شوند تا مشکل بار اضافی رفع و تجهیزات سیستم نهایی شوند.
- برخی از آنها در نزدیکی بار مصرف هستند تا توان راکتیو لازم به دست آید. در سیستمی که تجهیزات بسیاری توان راکتیو می خواهند، توان راکتیو وابسته به نوع بار نوسان پیدا می کند.
- برخی از بانک های خازنی در طرف فشار ضعیف ترانس قابل نصب هستند. می توان با توان راکتیو مدار بانک ها را خاموش و روشن کرد و مانع از تولید ولتاژ اضافی شد.
خازن های تابلو برق سه فاز
در بانک خازن از خازن های سه فاز هم استفاده می شود. این خازن های سه فاز به شکل های متفاوتی تولید می شوند. به طور معمول از خازن فشار ضعیف در تابلوها به کار برده می شود. خازن های سه فاز دارای دو نوع زیر هستند:
- خازن سیلندری یا استوانه ای به شکل خشک (گازی) یا روغنی وجود دارد. خازن های سیلندری خشک دارای حجم کمی هستند و به دلیل داشتن وزن کم در همه مدارها جای می گیرند. این خازن ها غیر اشتعال اند و قیمت مناسبی هم دارند. خازن های سیلندری روغنی هم دارای مقاومت حرارتی قابل توجهی هستند.
- خازن مکعبی هم به شکل خشک، روغنی یا گازی وجود دارد. کارکرد آنها مانند خازن های استوانه ای است. خازن های مکعبی خشک ولتاژ کاری تا ۴۴۰ ولت و خازن های مکعبی روغنی هم از قدرت ۴۰۰ تا ۴۴۰ را دارند. از این خازن ها در مدارهای زیادی استفاده می شود.
اقدامات لازم برای نصب بانک های خازنی
اشاره کردیم که بانک خازن توان راکتیو را در اختیار مصرف کننده ها می گذارد. اما این کارکرد زمانی به دست می آید که نصب آن درست صورت گیرد. مراحل راه اندازی آن باید با دقت و ترتیب ویژه انجام شود. نتیجه مورد نظر در این صورت از بانک های خازنی حاصل می شود. هر اشتباهی در فرآیند نصب می تواند دشواری هایی را به همراه داشته باشد.
پیش از شروع فرآیند نصب باید به مسائل ایمنی توجه خاص شود. در تابلوهای برق ولتاژهای خطرناکی ایجاد می شود که تماس با آنها بسیار خطرناک است. به همین علت هم برای نصب آن باید از افراد متخصص و با تجربه کمک گرفته شود.
مراحل نصب و راه اندازی بانک های خازنی شامل موارد زیر می شود:
- ابتدا محل نصب باید کنترل و بررسی شود.
- اتصال های ترانس جریان باید مورد بررسی قرار گیرند.
- در مرحله بعد رگولاتور باید تنظیم و نصب شود.
- مرحله آخر نیز باید تست صورت گیرد و بهره برداری آغاز شود.
اقدام های لازم پیش از راه اندازی بانک های خازنی
پیش از این که بانک خازن نصب و راه اندازی شود، لازم است اقدام هایی صورت گیرد. برای وصل کردن خازن به تأسیسات قدرت باید چند مورد بررسی شوند. از جمله این موارد می توان به قطع برق و قفل کردن کلیدها اشاره کرد. کسب مجوزها نیز مطابق با قوانین منطقه ضروری است. لازم است که تجهیزات به زمین اتصال داشته باشند. هیچ وقت نباید تجهیزات را در نزدیک مایعات یا محیط های مرطوب نصب کرد.
هرگز نباید برق را به تجهیزات آسیب دیده وصل کرد و همچنین از باز بودن محفظه های تهویه باید اطمینان حاصل کرد. نباید برای نصب و راه اندازی بانک های خازنی به افراد غیر متخصص و کم تجربه مراجعه شود.
به طراحی و محل نصب آن نیز نباید بی توجه بود. محاسبه و اندازه آن به وسیله رگولاتور صورت می گیرد. محل نصب و راه اندازی صحیح موجب می شود که بانک کارکرد درستی داشته باشد. محل نصب آن به طور معمول پس از کنتور برق است و باید به تجهیزات برقی نزدیک باشد. با این کار آسیب های نصب کاهش پیدا می کند.
مزایای استفاده از بانک های خازنی
در واحدهای صنعتی که به انرژی برق زیادی نیاز دارند، وجود بانک خازن بسیار ضروری است. از مزایای استفاده از این بانک ها می توان به جبران توان راکتیو اشاره کرد. با تصحیح ضریب توان در مصرف برق صرفه جویی خواهد شد. پیش از این گفتیم که مهم ترین کارکرد استفاده از این بانک ها کاهش هزینه های برق مصرفی و تغییر فاز در منبع تغذیه است.
یکی دیگر از مزایای وجود آن جبران افت ولتاژ و همچنین ثابت نگه داشتن آن است. برای پایین آورن ضریب توان زیر ۹ درصد این دستگاه به کار برده می شود. ضمن این که بهترین وسیله برای جلوگیری از صاعقه و رعد و برق و آسیب های ناشی از برق بانک های خازنی هستند.
امروزه به دلیل کاربردی که این دستگاه ها در واحدهای صنعتی دارند، تهیه آنها با توجه به قیمتشان بسیار مطلوب است. با توجه به این که در طولانی مدت مصرف برق با این وسیله بسیار کاهش پیدا می کند و مبلغ قبض هم پایین می آید، تهیه آن بسیار به صرفه است. این بانک ها این روزها از تجهیزات پر فروش برقی در بازار محسوب می شوند.
مشخصات بانک های خازنی ایده آل
بانک خازن انواع بسیار گوناگونی دارد که هر کدام از آنها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. کاربرد بانک ها در زمان تهیه آنها اهمیت بسیاری دارد. در واقع، در هر مکانی که به کنترل توان راکتیو نیاز باشد، وجود یک آن لازم به نظر می رسد. آنها توانایی تحمل حرارت زیاد را دارند. در برابر دماهای بالا و پایین عایق هستند. همچنین، امکان تحمل جریان اولیه بالا در حین متصل شدن به شبکه را نیز دارند.