آکادمی تسلا کالا
انواع بانك خازنی
انواع بانك خازنی

چه بانک خازنی برای اصلاح ضریب توان پروژه شما مناسب تر است؟

انواع بانك خازنی چگونه طبقه بندی می‌شوند؟ وقتی صحبت از بانك خازنی است  چه شرایطی باید فراهم شود تا  خازنها به صورت مطمئن و صحیح به شبكه متصل گردند؟ چگونه یونیتهای خازنی با اتصالهای مختلف ظرفیت نهایی بانك را فراهم میكنند؟ و بسیاری سوال دیگر ….  با مطلب زیر همراه باشید

بعد از آنکه مفهوم خازن و اصلاح ضریب قدرت و مزایای آن مشخص گردید حال نوبت به عملی کردن این مزایای تئوری می‌باشد. اگر بخواهیم انواع بانک خازنی را در یک مطلب قل و دل ارائه داده و بتوان به عنوان یک مرجع جامع از آن پیروی کرد میتوان بر اساس چهار پارامتر این طبقه بندی را ارائه داد:

  • سطح ولتاژ: فشار ضعیف و فشار متوسط و …
  • محل نصب : فضای باز OUTDOOR ،  فضای داخلی INDOOR، سکو، تیر برق، پست، سیار و ….
  • نوع اتصالات یونیتهای خازنی: یونیت سه فاز با اتصالات داخلی مثلث یا ستاره، اتصالات ستاره دوبل و ….
  • ثابت و یا سوئیچ شونده

در واقع به صورت ترکیبی میتوان از انواع فوق نیز استفاده کرد

برای مثال :

۱  :  بانک خازن ثابت با اتصال ستاره که در فضای باز بر روی تیرهای برق به کابل‌های توزیع ۲۰ کیلوولت متصل میشوند

۲ :   بانک خازن سوئیچ شونده که در سه پله در سطح ولتاژ ۶ کیلوولت در واحد‌های صنعتی در داخل تابلوهای  INDOOR  با اتصال یونیت‌های خازنی به صورت ستاره دوبل در هر پله میباشد

۳ :   بانک خازن سوئیچ شونده در سطح فشار ضعیف در تابلو‌های  INDOOR  در شش پله که اتصال هر پله به صورت یک یا چند یونیت سه فاز با اتصال داخلی مثلث  می‌باشد

۴ :  بانک خازنی ثابت فشار ضعیف در فضای باز که در شبکه توزیع در ۴۰۰ ولت با یک یونیت سه فاز به وسیله کابل متصل به شبکه میگردد

۵ :  بانک خازنی سوئیچ شونده در سمت ثانویه ترانس در یک پست فشار قوی ۲۳۰ به ۳۳ کیلوولت که در فضای باز و سوار بر استراکچر واقع میگردد

در اینجا به مواردی که پرکاربردتر هستند به صورت جامع تر اشاره خواهیم کرد

انواع بانک خازنی 

خازن‌هاي شانت به طور محلي توان راكتيو تأمين مي‌كنند و باعث كاهش تقاضا براي كيلووار، بهبود پروفايل ولتاژ، كاهش تلفات فيدر و خط، و كاهش هزينة انرژي مي‌شوند. بهترين بازده زماني حاصل مي‌شود كه خازن در محل بار نصب شود. به دلايلي مانند ابعاد بار، توزيع بار در نقاط مختلف، و سطوح ولتاژ اين امر هميشه ميسر نيست. بسته به نياز، بانك خازني را مي‌توان در فوق فشار قوي (بالاتر از ۲۳۰ كيلوولت)، فشار قوي (۶۶ تا ۱۴۵ كيلوولت)، و فيدرهاي ۸/۱۳ و ۳۳ كيلوولتي نصب كرد. در سيستم‌هاي صنعتي و توزيع، بانك‌هاي خازني در سطح ۱۶/۴ كيلوولت نصب مي‌شوند.

بانك‌هاي خازني روي تير 

در سيستم‌هاي توزيع، خازن‌هاي اصلاح ضريب توان مانند ترانس‌هاي توزيع روي تير نصب مي‌شوند. قطعات زير روي يك سكو روي تير نصب مي‌شوند: خازن، فيوز، كليد روغن يا خلأ، ترانس كنترل، رلة قطع و وصل، برق‌گير، و محدود كنندة جريان يا راكتور فيلتر‌هارمونيك. اتصالات توسط كابل‌هاي روكش‌دار انجام مي‌شود. بانك‌هاي خازني روي تير مي‌توانند بسته به نوع بار ثابت يا سوييچ‌شونده باشند. ولتاژ آنها از ۴۶۰ ولت تا ۳۳ كيلوولت متغير است. توان بانك خازني از ۳۰۰ تا ۳۰۰۰ كيلووار است.

 

  

خازن سرتیری
خازن سرتیری

بانك‌هاي خازني فوق فشار قوي

اغلب بانك‌هاي خازني در سطح فوق فشار قوي براي انتقال حجيم توان‌ از نيروگاه‌هاي دور دست به مصرف‌كننده‌ها است. اين خطوط طويل معمولاً افت ولتاژ قابل توجهي در هنگام اوج مصرف دارند. بنابراين، از بانك‌هاي خازني براي تأمين توان راكتيو در اين خطوط استفاده مي‌شود. برخي اوقات اين خازن‌ها در صورت لزوم وارد مدار مي‌شوند

 

انواع بانك خازنی
انواع بانك خازنی

بانك‌هاي خازني در پست‌ها

در صورت نياز به توان راكتيو زياد در سطح فشار قوي و متوسط، بانك‌هاي خازني در پست‌ها نصب مي‌شوند. اين بانك‌هاي خازني در ولتاژهاي ۴/۲ تا ۷۶۵ كيلوولت موجود هستند. به دليل باز بودن و در معرض بودن اين بانك‌ها، حفاظت زيادي در پست‌ها مورد نياز است. اين پست‌ها شامل بانك خازني، يونيت‌هاي كات‌اوت با فيوز، مدارشكن‌ها، برق‌گيرها، كنترلرها، عايق‌هاي فشار قوي، و اتصالات مربوط است در فشار قوي، بانك‌هاي خازني براي تأمين توان راكتيو، بهبود پروفايل ولتاژ، و كاهش تلفات خط و ترانس استفاده مي‌شوند. در برخي موارد بانك‌هاي خازني بعد از تحليل‌هاي دقيق در پايداري شبكه در پست‌هاي خاصي نصب مي‌شوند.

   

 

بانك خازني درون تابلو 

اگر بانك خازني در پست‌هاي صنعتي يا پست‌هاي كوچك و سر بسته نصب شود، درون محفظة فلزي قرار مي‌گيرد. اين يونيت‌ها كم‌جا هستند و نياز كمي به تعمير و نگهداري دارند طول عمر اين خازن‌ها بيشتر است، چون در معرض شرايط سخت محيطي مانند حرارت، سرما، رطوبت، يا گرد و غبار نيستند.

انواع بانک خازنی
بانک خازنی تابلویی

 

بانك‌هاي خازني در سطح توزيع

خازن‌هاي توزيع در نزديكي بار، روي تير، يا در پست‌ها نصب مي‌شوند. گرچه اين بانك‌ها توان راكتيو بارهاي محلي را تأمين مي‌كنند، ولي ممكن است نتوانند تلفات فيدر و ترانس را كاهش دهند. يونيت‌هاي خازني فشار ضعيف ارزان‌تر از بانك‌هاي خازني فشار قوي هستند. حفاظت بانك‌هاي خازني در سطح توزيع در برابر انواع خطاها دشوار است. برخي اوقات براي خازن‌هاي توزيع فشار ضعيف يا متوسط از نصب بر روي سكو (pad) استفاده مي‌شود  گرچه اين نوع نصب مناسب فضاي آزاد است، براي حفاظت درون تابلو قرار مي‌گيرند؛ مشابه ترانس‌هاي نصب شده روي سكو (pad).

 

بانك‌هاي خازني ثابت (Fixed

در سطح توزيع و براي بارهاي خاصي، توان راكتيو مورد نياز همواره ثابت است. در چنين مواردي، بانك‌هاي خازني ثابت استفاده مي‌شوند. گاهي اين بانك‌ها همراه بار سوييچ مي‌شوند. اگر بار همواره و به طور شبانه‌روزي در مدار است، نيازي به خاموش و روشن كردن بانك نيست.

خازن ثابت شبکه توزیع
خازن سرتیری فشار ضعیف
انواع بانک خازنی
انواع بانک خازنی

بانك‌هاي خازني سوييچ‌شونده 

در فشار قوي و فيدرها، توان راكتيو در زمان اوج مصرف لازم مي‌شود. بنابراين، بانك‌هاي خازني در زمان اوج مصرف روشن و در ديگر مواقع خاموش هستند. با سوييچ كردن مناسب بانك توان راكتيو كنترل شده، ضريب توان مطلوب به دست مي‌آيد. همچنين از اضافه‌ولتاژ در زمان كم‌باري جلوگيري شده، از تلفات ترانس‌ها و فيدرها كاسته مي‌شود. با يكي از سيگنال‌هاي زير مي‌توان بانك را كنترل كرد:

ولتاژ: با تغيير در بار، ولتاژ تغيير مي‌كند.

جريان: هنگام سوييچ شدن بار

توان راكتيو: با افزايش نياز به توان راكتيو، بانك خازني وارد مدار شده، با كاهش آن از مدار خارج مي‌شود.

زمان: مي‌توان با استفاده از يك تايمر در ابتداي شيفت كارخانه بانك را روشن و در انتها آن را خاموش كرد.

روش رايج براي سوييچ كردن بانك، سوييچ كردن در پله‌هاي مختلف است تا بتوان به نيازهاي مختلف بار پاسخ داد. روش‌هاي مختلف سوييچ كردن. مدارشكن‌ها بايد طوري انتخاب شوند كه بتوانند جريان هجومي ناشي از برق‌دار كردن و سوييچينگ همزمان چند بانك را تحمل كنند.

 

انواع بانک خازنی
انواع بانک خازنی

بانك‌هاي خازني در سمت فشار ضعيف ترانس

از انواع بانک خازنی که در نزديكي بار نصب مي‌شود تا توان راكتيو مورد نياز را در محل تأمين كند. در سيستمي كه تجهيزات متعددي نياز به توان راكتيو دارند، توان راكتيو بسته به نوع بار نوسان مي‌كند. در زمان كم‌باري، بانك خازني باعث ايجاد اضافه‌ولتاژ مي‌شود و بايد از جبران‌سازي اضافي جلوگيري شود. بنابراين، نصب بانك خازني سوييچ‌شونده در سمت فشار ضعيف ترانس روش مناسبي به نظر مي‌رسد. علاوه بر اين، بايد‌هارمونيك‌هاي سيستم بررسي شوند تا بانك خازني خازن با راكتانس ترانس ايجاد رزونانس نكند

 

بانك‌هاي خازني در سمت فشار قوي ترانس

اين نوع نصب از انواع بانک خازنی  همانند نصب در سمت فشار ضعيف ترانس مي‌تواند توان راكتيو مدار را تأمين كند. بسته به نياز توان راكتيو مدار مي‌توان بانك را خاموش و روشن كرد و از اضافه‌ولتاژ جلوگيري نمود. هزينة خازن فشار قوي بيشتر است. همانند خازن فشار ضعيف، مسايل مربوط به جبران‌سازي اضافه و رزونانس بررسي شود.

 

بانك‌هاي خازني سيار

از انواع بانک خازنی بانکهای موبایل یا سیار هستند ، گاهي لازم مي‌شود كه به طور موقت خازن‌هاي شانت در سيستم توزيع نصب شود تا مشكل اضافه‌بار برطرف شود تا زماني كه تغييرات سيستم نهايي شود. در اين صورت از بانك‌هاي خازني سيار استفاده مي‌شود. اين بانك‌هاي خازني به صورت يونيت‌هاي تك‌فاز و سه‌فاز موجود هستند.

 

mobile capacitor bank
بانک خازنی سیار

مشاهده لیست قیمت و خرید انواع بانک خازنی پیش‌ساخته
 

انواع اتصالات بانك خازني

ستارة زمين‌شده

انواع بانک خازنی را میتوان بر اساس اتصالات یونیتهای تکفاز در آن طبقه بندی کرد  که  یکی از این اتصالات اتصال ستاره زمین شده است مزيت‌هاي اين اتصال نسبت به ستارة زمين‌نشده اين است كه هزينة كمتري دارد. زيرا لازم نيست نقطة نوترال تا حد BIL عايق شود، گذراهاي مدارشكن كمتر و فشار مكانيكي بر تابلو و اتصالات مكانيكي كمتري است. معايب اين نوع اتصال نسبت به ستارة زمين‌نشده جريان هجومي بيشتر و جريان زمين بالاتر است. جريان زمين باعث اختلال در خطوط تلفن مي‌شود. براي حفاظت اين بانك‌ها مسيري با امپدانس كم براي جريان خطا پيش‌بيني مي‌شود و نياز به رلة نوترال وجود دارد. در بانك‌هاي ستارة زمين‌شده، به دليل جريان خطاي خط به زمين نياز به فيوزهاي محدود كنندة جريان داريم. در صورتي كه در فاز خطا رخ دهد، پيش از عمل كردن فيوز ولتاژ فاز مذكور به صفر مي‌رسد  از آنجا كه نقطة نوترال زمين شده است، ولتاژ فازهاي ديگر همچنان مقدار خود را حفظ مي‌كنند و جريان در آنها تغيير نمي‌كند. به همين دليل خازن‌هاي آن فازها سالم مي‌مانند.

این اتصال را در حالت کلی به دلیل افزایش‌هارمونیکهای شبکه اخیرا زیاد مورد استفاده قرار نمیدهند

اتصال ستاره زمین شده بانک خازنی
اتصال ستاره زمین شده بانک خازنی

ستارة زمين‌نشده

از انواع بانک خازنی ستاره زمین نشده است  در اين حالت اگر خازني خراب شود، قبل از آنكه فيوز آن را قطع نمايد، ولتاژ نوترال تا ولتاژ فاز افزايش مي‌يابد. بنابراين ولتاژ فازهاي ديگر برابر با ولتاژ خط به خط مي‌شود. اين باعث مي‌شود كه جريان آن فازها تا  برابر جريان نامي افزايش يابد. در اين حالت ۳ برابر جريان نامي وارد نقطة خطا مي‌شود. اين افزايش ولتاژ و جريان باعث خرابي‌هاي بيشتر مي‌شود. بانك‌هاي خازني ستارة زمين‌نشده اجازة عبور جريان توالي صفر،‌هارمونيك سوم، يا جريان‌هاي بزرگ دشارژ در زمان خطاهاي زمين را نمي‌دهد. همچنان احتمال خطاهاي فاز به فاز وجود دارد. مزيت ديگر اين است كه اضافه‌ولتاژهايي كه در ثانوية ترانس‌هاي جريان رخ مي‌دهد به اندازة بانك‌هاي زمين‌شده نيست. ولي بايد نقطة نوترال تا حد ولتاژ خط عايق شود، زيرا در هنگام سوييچ‌شدن بانك يا خرابي يك خازن به طور لحظه‌اي ولتاژ اين نقطه با ولتاژ خط برابر مي‌شود. براي بانك‌هاي بالاتر از ۱۵ كيلوولت اين آرايش گران تمام مي‌شود.

اتصال ستاره بانک خازنی
اتصال ستاره بانک خازنی

ستارة دوبل زمين‌نشده

نمونة اين بانك نشان داده شده است. اين اتصال معادل ستارة زمين‌نشده است. اين اتصال از آن جهت رايج است كه به سادگي مي‌توان عدم تعادل در نوترال را تشخيص داد. اگر با سوييچ‌هاي تك‌پل بخواهيم خازن‌هاي ستارة زمين‌شده، ستارة زمين‌نشده، و مثلث را همراه ترانس سوييچ كنيم، باعث فرورزونانس و اضافه‌ولتاژ مي‌شود. اگر نوترال ترانس زمين شده باشد يا چند ترانس تك‌فاز در فيدر وجود داشته باشد، در صورتي كه در بالادست فيدر سوييچ تك‌پل وجود داشته باشد در بانك‌هاي خازني زمين‌نشده ايجاد فرورزونانس مي‌كند. در چنين صورتي ترانس و برق‌گير هر دو آسيب مي‌بينند. اگر ترانس سه‌فاز زمين‌نشده باشد، به دليل مشابه بايد از بانك‌هاي خازني زمين‌شده دوري كرد. گرچه احتمال بروز فرورزونانس در اين مدارها وجود دارد، حضور بار مقاومتي بزرگ در ترانس مي‌تواند از آن جلوگيري كند.

اتصال ستاره دوبل بانک خازنی
اتصال ستاره دوبل بانک خازنی

ستارة دوبل زمين‌شده

وقتي بانك بسيار بزرگ مي‌شود، باعث مي‌شود كه خازن‌هاي سري زياد شوند (بيش از ۴۶۵۰ كيلووار)، در نتيجه حفاظت بانك با فيوزها دشوار مي‌شود. به همين دليل بانك به دو ستاره تقسيم مي‌شود. خصوصيات بانك ستارة دوبل مانند ستارة زمين‌شدة تكي است. هر دو نوترال بايد با اتصالي واحد به زمين وصل شوند. در اين طرح مي‌توان با يك رلة معمولي عدم تعادل را تشخيص داد، زيرا توالي صفر هر دو ستاره را تحت تأثير قرار مي‌دهد، ولي خرابي خازن به صورت عدم تعادل در نوترال ديده مي‌شود. براي عملكرد صحيح فيوز خازني بايد تمهيداتي مانند تأخير زماني انديشيد. اگر خازن‌ها بدون فيوز هستند، تأخير را مي‌توان كوتاه كرد زيرا نيازي به هماهنگي فيوزي نيست. اگر جريان عبوري از هر شاخه بيشتر از جريان نامي خازن باشد، بايد خازن‌هاي بيشتري با هم موازي كرد.

مثلث

بانك‌هاي خازني با اتصال مثلث عمدتاً در ولتاژهاي پايين استفاده مي‌شود  در اين اتصال از خازن‌هاي دو بوشينگي با بدنة زمين‌شده يا تك‌بوشينگه با بدنة ايزوله استفاده مي‌شود. به دليل آنكه تنها يك گروه خازن سري موجود است، عدم تعادل باعث اضافه‌ولتاژ بر خازن نمي‌شود و نيازي به اين نوع حفاظت نيست. در اتصال مثلث امكان حركت‌هارمونيك سوم وجود دارد. براي هر خازن بايد از فيوز استفاده شود تا سيستم را از خطاي فاز به فاز حفاظت كند. به اين دليل بايد از فيوزهاي محدود كنندة جريان استفاده كرد كه گران‌تر از فيوزهاي انفجاري هستند.

اتصال مثلث بانک خازنی
اتصال مثلث بانک خازنی

 اتصال پُل (H)

در اين اتصال، خازن‌هاي هر فاز به يك پل تقسيم شده‌اند و يك ترانس جريان در مركز پل نصب مي‌شود. از جريان عدم تعادل كه از مركز پل رد مي‌شود براي تشخيص تغيير در ظرفيت خازن استفاده مي‌شود. اين نوع اتصال در اروپا و استراليا كاربرد دارد.

اتصال پل بانک خازنی
اتصال پل بانک خازنی

در زمینه ی اصلاح ضریب قدرت سوالی دارید؟

کارشناسان فنی ما آماده ی پاسخ گویی رایگان به سوالات شما هستند

برو به فروشگاه

تماس با ما : ۰۲۱۹۱۰۲۶۱۲۶

تسلا کالا

در آکادمی تسلا کالا مقالات آموزشی در زمینه های اصلاح ضریب قدرت و انواع خازن های فشار ضعیف ، متوسط و قوی را می توانید مطالعه کنید. هدف ما از این آموزش ها انتقال تجربیاتمان به مهندسین و همچنین کمک به استفاده ی درست تر و بهینه تر از ظرفیت شبکه ی انتقال برق می باشد.

3 نظر