آشنایی گام به گام با تابلو برق خازنی

تابلو بانک خازنی چیست؟

تابلو برق خازنی که با نام تابلو بانک خازنی نیز شناخته می‌شود یکی از تجهیزات پرکاربرد در حوزه الکتریک به شمار می‌رود. ابتدا برای تعریف و بیان مفهوم بانک خازنی باید بدانید که مجموعه‌ای از خازن‌ها که در کنار همدیگر قرارگرفته‌اند را بانک خازنی می‌گویند. این خازن‌ها جهت اصلاح ضریب توان شبکه مورداستفاده قرار خواهد گرفت.

با توجه به اهمیت برق در صنایع بزرگ و کوچک امروزه مدیریت و استفاده بهینه از آن‌ها امری ضروری خواهد بود. بانک خازنی به‌عنوان یکی از تابلوهای برق در کارخانجات و واحدهای مسکونی، تجاری و صنعتی مورداستفاده قرار می‌گیرد. برای صرفه‌جویی و کاهش تلفات در مصرف برق از اصلاح ضریب توان کمک گرفته می‌شود. با استفاده از تابلو بانک خازنی به‌خوبی می‌توان به این مهم دست پیدا کرد. در تعریفی دیگر از تابلو بانک خازنی می‌توان بیان کرد که به‌عنوان مجموعه‌ای جهت کنترل توان راکتیو و استفاده می‌شود.

کاربرد تابلو برق خازنی

همان‌گونه که بیان کردیم یکی از تجهیزات پرکاربرد در صنایع مختلف استفاده از تابلو برق خازنی خواهد بود. تابلو بانک خازنی در موارد و جایگاه‌های مختلف کاربرد فراوان دارد. امروزه در کارخانه‌های بزرگ و واحدها و مجتمع‌های صنعتی مصرف‌کنندگان از تابلو برق خازنی استفاده می‌کنند.

از مهم‌ترین دلایل استفاده از بانک خازنی می‌توان به کاهش هزینه برق مصرفی اشاره کرد. علاوه بر این با کاهش مصرف توان راکتیو می‌توان موجب کاهش سطح مقطع سیم شد. به‌منظور جلوگیری از خسارت به دستگاه‌ها و ثابت نگه‌داشتن ولتاژ و تجهیزات موردنیاز از بانک خازنی استفاده می‌شود. دوگانه افت ولتاژ و تنظیم آن با استفاده از بانک خازنی به‌راحتی امکان‌پذیر خواهد شد.

امروزه از تابلو بانک‌های خازنی در شبکه‌های انتقال انرژی، مراکز صنعتی و شبکه توزیع استفاده فراوان می‌شود. با توجه به بالا رفتن هزینه‌های پرداختی توسط صنایع مختلف از تابلو برق خازنی بهترین استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از تابلو بانک خازنی

استفاده از تابلو برق خازنی مزایای بسیار گسترده‌ای برای مصرف‌کنندگان خواهد داشت. بهره‌مندی از این تابلوها با توجه به مقرون‌به‌صرفه بودن ازنظر اقتصادی موجب شده که روزبه‌روز بر استفاده از این تابلو افزوده شود. این شرایط موجب شده که نصب این تابلو در محیط‌های صنعتی بسیار لازم و ضروری به نظر برسد.

با توجه به این‌که بارها از نوع سلفی مقاومتی در صنعت هستند، موجب می‌شود که توان راکتیو در شبکه برق ایجاد شود. این خاصیت موجب بروز مشکلاتی مانند افزایش کابل‌ها و مقطع سیم‌ها، افزایش جریان و افزایش تلفات ناشی از این شرایط شود. ازاین‌رو افزودن خازن به مدار می‌تواند بهترین راه برای کاهش مشکلات به وجود آمده باشد.

مزیت دیگر استفاده از تابلو بانک‌های خازنی می‌تواند کاهش چشمگیر افت ولتاژ باشد. کم شدن جریان مصرفی و درنتیجه کاهش افت ولتاژ با استفاده از خازن امکان‌پذیر است. جریان پیش‌فرض عناصر القایی با استفاده از خازن‌ها به‌خوبی خنثی‌سازی خواهند شد. این شرایط موجب می‌شود که با کم کردن تلفات در شبکه بتوان جریان مصرفی را نیز کاهش داد.

مزیت مهم دیگر استفاده از تابلو بانک خازنی می‌تواند کاهش هزینه قبوض برق باشد. عدم استفاده از تابلو بانک خازنی می‌تواند موجب محاسبه هزینه برق و کنتور اکتیو، علاوه بر کنتور راکتیو باشد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که در صورت عدم استفاده از تابلوهای بانک خازنی هزینه برق مصرفی توسط کاربران دو برابر خواهد شد.

قابلیت دیگر بهره‌مندی از تابلو برق خازن می‌تواند بهبود تأثیر ضریب قدرت باشد. در تعریف ضریب قدرت می‌توان بیان کرد که دستگاه الکتریکی به‌عنوان یک بخش از انرژی راکتیو محاسبه می‌شود. بهره‌مندی از تابلو بانک خازنی به شما کمک می‌کند تا با ثابت نگه‌داشتن ولتاژ و تنظیم آن به‌طور چشمگیری از ایجاد خسارات به دستگاه‌های موجود جلوگیری شود.

پیشنهاد تابلو نوین: مطالعه مطلب اسکلت تابلو برق

اجزای تشکیل‌دهنده بانک خازنی

تابلو برق خازنی از اجزای مختلفی تشکیل‌شده است. بهره‌مندی از این اجزا به‌خوبی می‌تواند به شما کمک کند تا با کنترل و تنظیم ولتاژ و جریان بتوانید به بهترین نحو از تجهیزات استفاده نمایید. ازجمله اجزای تشکیل‌دهنده تابلو بانک خازنی می‌توان به کنتاکتور خازنی، خازن سه فاز، کلید فیوز، کلید ورودی و رگولاتور بانک خازنی اشاره کرد.

هرکدام از این اجزا بسته به نیاز کاربران با توان مختلف در تابلو برق خازنی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

در ساخت تابلو برق خازنی از چندین خازن استفاده می‌شود. با این شرایط خازن‌ها با توان مختلف به‌منظور نگهداری و دریافت توان راکتیو شبکه مورداستفاده قرار می‌گیرند.

• کنتاکتور خازنی: به‌منظور اتصال خازن‌ها به همدیگر در از کنتاکتور خازنی در تابلو برق خازنی استفاده می‌شود.
• رگولاتور خازنی: اندازه‌گیری خازن‌های تابلو به‌صورت اتوماتیک بر عهده رگولاتور خازنی است. بر اساس ضریب توان درخواستی و همچنین ضریب توان شبکه رگولاتور به‌عنوان یک کنترلر هوشمند مورداستفاده قرار می‌گیرد.
• فیوز: در بانک‌های خازنی به‌منظور حفاظت از خازن‌ها از فیوز استفاده می‌شود. عموماً فیوزها از نوع HRC طراحی و مورداستفاده قرار می‌گیرند.
• ترانس: همان‌گونه که بیان کردیم در تابلوهای بانک خازنی از رگولاتور استفاده می‌شود. متناسب با رگلاتور از ترانس‌ها استفاده خواهد شد. وظیفه ترانس به‌عنوان یکی از اجزای تابلو برق خازنی نمونه‌گیری از جریان شینه‌ها خواهد بود. ترانس‌ها دارای جریان اولیه ۱۰ الی 4000 هزار آمپر هستند. جریان ثانویه مورداستفاده در ترانس را 1 الی 5 آمپر خواهد بود.

تابلو برق خازنی اتوماتیک

تابلوهای بانک خازنی اتوماتیک دارای یک رگلاتور یا کنترل‌کننده ضریب قدرت هستند که مقادیر شکل موج ولتاژ و جریان و اختلاف‌زمانی آن‌ها را اندازه‌گیری می‌کند و خازن موردنیاز را تعیین و وارد شبکه می‌کند. در تابلوهای اتوماتیک کنتاکتورهایی که به‌وسیله رگلاتور کنترل می‌شوند وظیفه سوئیچ کردن خازن‌ها را به عهده‌دارند. از تابلوهای بانک خازنی اتوماتیک در بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها و کارگاه‌ها، مجتمع‌های تجاری و اداری، هتل‌ها و موارد مشابه استفاده می‌شود.

طراحی و مونتاژ تابلو بانک خازنی

برای طراحی و مونتاژ تابلو بانک خازنی معمولاً از پروسه‌های متعددی استفاده می‌شود. بااین‌حال نقشه‌های قدرتمند مدار فرمان جهت طراحی و مونتاژ تابلو بانک خازنی پیچیده نبوده و ساختار یکسان و مناسبی دارند.

این نکته را مدنظر قرار دهید که به هنگام طراحی و مونتاژ تابلو بانک خازنی نیاز به انتخاب صحیح تجهیزات با توجه به محاسبات انجام‌شده خواهید داشت. برای طراحی و ساخت این تابلو برق شما با توجه به انتخاب رنج مناسب، تجهیزات حفاظتی و محاسبه ظرفیت کل خازن‌ها می‌توانید یک خازن ایده‌آل طراحی و تولید کنید.

مراحل طراحی تابلو بانک خازنی

جهت طراحی و ساخت تابلو بانک خازنی ابتدا نیاز به اطلاعاتی از تأسیسات موجود خواهید داشت. بهترین راه جهت کسب و جمع‌آوری اطلاعات تأسیسات، مراجعه حضوری به مکان خواهد بود. شما می‌توانید با اندازه‌گیری دقیق کمیت‌ها اطلاعات مناسبی به دست آورید.

توجه داشته باشید جبران سازی ترانسفورماتورها در تأسیسات ولتاژ اولیه مدنظر قرار گیرند. با جمع‌آوری اطلاعات می‌توانید ضریب موردنیاز بانک خازنی را برآورد نمایید. در ادامه و با مشخص شدن میزان خازن و ضریب توان آن‌ها روش کنترل سیستم را انتخاب نمایید. در این حالت به شما جهت جوان‌سازی دو حالت معمولی یا سریع را پیش رو خواهید داشت. تصمیمی که شما در این مرحله می‌گیرید بر روی نحوه سوئیچ، خازن‌ها و نوع رگلاتور تأثیرگذار خواهد بود.

یکی از مهم‌ترین آیتم‌ها در طراحی می‌تواند جبران سازی میزان تغییرات بار باشد. داشتن آگاهی کافی به شما کمک می‌کند تا نسبت به بانک خازن اطلاعات را به‌خوبی در اختیار داشته باشید.

مونتاژ تابلو بانک خازنی

با توجه به نوع سیستم و بزرگی آن مونتاژ و اجرای سیستم به‌صورت داخلی یا توسط پیمانکاران قابل انجام خواهد بود. این نکته را مدنظر داشته باشید که داشتن اطلاعات دقیق در نقشه‌ها کاربردی خواهد بود. داشتن مشخصات سیستم جبران سازی به همراه اطلاعات می‌تواند به شما کمک کند تا مکان و روش اتصال را مشخص کنید.

دسته‌بندی بارهای موجود در شبکه

• بار مقاومتی (resistive loads): باری است که شامل مقاومت‌های خالص است، فاز ولتاژ خط در این حالت مثل ولتاژ شبکه است.

• بار سلفی (inductive loads): بار سلفی، دارای الکتروموتورهای آسنکرون و لامپ‌های مهتابی و … است. اگر یک‌بار سلفی خالص را در نظر بگیریم، فاز ولتاژ خط همیشه ۹۰ درجه از ولتاژ شبکه عقب خواهد بود.

• بار خازنی (capacitive loads): در این حالت خط ما همیشه شامل یک خازن مثل بانک خازنی است. اگر بار خازنی خالصی را در نظر بگیریم فاز ولتاژ خط ما همیشه ۹۰ درجه جلوتر از شبکه است.

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.

جمع‌بندی