آکادمی تسلا کالا
رگولاتور
رگولاتور

رگولاتور بانک خازنی چیست و چگونه در اصلاح ضریب قدرت نقش ایفا مي‌كند؟

رگولاتور ،  مغز متفکر بانک خازنی ، به سان یک مدیر توانا و تصمیم گیرنده ، شاید بسیار بیشتر از آنکه تکنولوژی خازن و تجهیزات تابلویی در پیشرفت باشد ، تجهیزات میکروپروسسوری الکترونیکی بانک خازنی در تکامل هستند، در علم پزشکی هم به همین صورت است، بسیاری از پیشرفت روزانه این علم به تجهیزات و روباتهای الکترونیکی مورد کاربرد در آن میباشد.

رگولاتور چیست ؟

اسم‌های دیگر رگولاتور

تجهیزی که با اسم‌های اختصاری زیر در انواع مقالات و نقشه‌ها نام گذاری می‌شود :

  • رگولاتور
  • رگولاتور اصلاح ضریب قدرت
  • رله اصلاح ضریب قدرت
  • کنترل کننده توان راکتیو
  • (Automatic relay PF (ARPF
  • Regulator
  • VCR
  • (Power factor control relay (PFCR
  • Power factor correction relay
  • Power factor correction regulator
  • Power factor controller

رگولاتور اصلاح ضريب قدرت يكي از اساسي‌ترين اجزاء بانك‌هاي خازني با قدمتي تقريباً برابر با قدمت خازن است. علي‌رغم كاربردهاي اين وسيله، به جرأت مي‌توان گفت كه مبهم‌ترين و مرموزترين جزء يك بانك خازني است. طبق تعريف مرسوم رگولاتور دستگاهي است كه با اندازه‌گيري ضريب توان بار، به مقدار مورد نياز خازن به مدار وارد مي‌نمايد.

اين تعريف در عين جامعيت بسيار مبهم بوده، اطلاعاتي از چگونگي تنظيم و ديگر مشخصات ارائه نمي‌دهد.

  • رگولاتور چگونه كار مي كند؟
  • نسبت c/k چيست؟
  • تنظيم نادرست چه تأثيري در عملكرد رگولاتور دارد؟
  • ۳ به ۱۱ به چه معنايي است؟
  • تواتر سوييچينگ چگونه تعيين مي‌شود؟
  • اگر پلاريتة PT به اشتباه وصل شود چه رخ مي‌دهد؟

در اين مقاله سعي شده تا اصول كلي و تئوري‌ها تا حد امكان به صورت ساده بيان شود و تنها اصولي بيان شوند كه در تمامي انواع رگولاتورهاي آنالوگ، الكترونيكي و رگولاتورهاي بسيار پيشرفتة ميكروپروسسوري مشترك هستند.

اصول كار رگولاتور:

فرض كنيد بخواهيم به صورت دستي و به وسيلة دستگاه‌هاي اندازه‌گيري توان اكتيو و راكتيو، ضريب توان را اصلاح نماييم. همچنين فرض مي‌نماييم كه ۵ خازن هم‌ظرفيت  كيلوواري نيز در اختيار داريم. روند تنظيم به شرح ذيل است:

مرحلة ۱: اندازه‌گيري توان اكتيو و راكتيو

مرحلة ۲: محاسبه ضريب توان با استفاده از رابطه

اصلاح ضریب توان

مرحلة ۳: محاسبة توان راكتيو مورد نياز براي رسيدن به ضريب توان مطلوب

اصلاح ضریب توان

مرحلة ۴: تزريق  Q كيلووار راكتيو به مدار

در اينجا دو حالت پيش مي‌آيد:

حالت ۱: Q كيلووار معادل ۳/۸Qاست يعني به سه پله و ۰٫۸يك پله نياز داريم ولي نمي‌توانيم ۰٫۸ يك پله را وارد مدار نماييم. دو انتخاب وجود خواهد داشت:

  • وارد كردن ۳ پله (به ضريب توان مطلوب نخواهيم رسيد)
  • وارد كردن ۴ پله ( ضريب توان از مقدار تنظيم‌شده بزرگ‌تر خواهد شد)

كدام راه حل مناسب‌تر است؟

حالت ۲:  Q كيلووار معادل ۴/۴Q يعني به ۴ پله و ۰٫۴ يك پله نياز داريم مجدداً مانند حالت قبل دو راه وجود دارد:

  • وارد كردن ۴ پله كه منجر به ضريب تواني كوچك‌تر از مقدار تنظيم‌شده مي‌گردد.
  • وارد كردن ۵ پله كه به ضريب توان بزرگ‌تري دست خواهيم يافت.

مجدداً اين سوال پيش مي‌آيد كه كدام مناسب‌تر است؟

فرض كنيد كه قبلأ مقداري خازن وارد مدار شده و ضريب توان از ضریب توان مطلوب بزرگ‌تر است، لازم است تا فرضاً ۱/۲Q از خازن‌هاي متصل، قطع شوند. يك خازن را قطع نماييم يا ۲ خازن را؟

در رگولاتورها معمولاً مقدار راكتيو مورد نياز را به مضربي از كوچكترين پله گرد مي‌نمايند. دو مثال زير دو حالت متفاوت تصميم‌گيري و عملكرد رگولاتور را نشان مي‌دهد:

  • اگر در رگولاتوري ۳/۴ پله مورد نياز باشد ۳ پله وارد، و اگر ۳/۶ پله مورد نياز باشد ۴ پله وارد مي‌گردد.
  • رگولاتور ديگري به جاي ۳/۷ پله، ۴ پله و به جاي ۳/۶۹ پله، ۳ پله وارد مي‌نمايد.

همانگونه كه مشخص شد بايد در تنظيم و اصلاح ضريب توان درصدي از خطا را بپذيريم.

در اينجا اين سؤال مطرح مي‌شود كه:

  • چه ميزان خطا مجاز است؟
  • اين خطا به چه عواملي بستگي دارد؟
  • چگونه مي‌توان آن را كنترل كرد؟

پاسخ به دو سوال آخر بسيار آسان است: ظرفيت كوچك‌ترين پله.

چون كل راكتيو مورد نياز به مضربي از كوچك‌ترين پله گرد مي‌شود، هر چه اين عدد كوچك‌تر باشد خطا كمتراست: ولي كوچك ساختن پله اول موجب استهلاك تجهيزات، افزايش تعداد قطع و وصل‌ها، ايجاد شوك و تنش‌هاي الكترومكانيكي و اختلالات الكترومغناطيس مي‌گردد.

سوال اول متناظر اين سؤال است كه ظرفيت كوچك‌ترين پله چگونه تعيين مي‌گردد؟ مطالب قبلی سایت رو در این خصوص بررسی کنید. طراحی بانک خازنی 


مشاهده لیست قیمت و خرید انواع رگولاتورهای بانک‌خازنی
 

نسبت C/K چيست و چگونه تعريف مي‌شود؟

نسبت  در واقع تعيين‌كنندة دقت يا خطاي تنظيم است. معمولأ ميزان خطا متناسب با ضريبي بين ۰٫۵ الي ۰٫۶۵ كوچك‌ترين پله بانك خازني است.

در رگولاتوري كه مبناي خطا ۰٫۶۵ كوچكترين پله است: بجاي ۵٫۶۷ برابر كوچك‌ترين پله ۰٫۶۵Q   و  ۶  برابر كوچك‌ترين پله (۶Q) به مدار وارد مي‌گردد و به جاي ۵/۴ برابر كوچكترين پله۵٫۴Q  و ۵  برابر كوچك‌ترين پله (۵Q) وارد مدار مي‌گردد.

در ابتداي مقاله فرض شد كه دستگاه‌هاي اندازه‌گيري توان اكتيو و راكتيو در اختيار داريم. در رگولاتور از جريان اكتيو و راكتيو براي كنترل و تصميم‌گيري استفاده مي‌شود و به جاي آن‌كه توان راكتيو مورد نياز با ظرفيت كوچك‌ترين پله مورد مقايسه قرار گيرد، جريان راكتيو بار با جريان راكتيو كوچكترين پله مورد مقايسه قرار مي‌گيرد، حد خطا نيز به جاي ۰٫۶۵ توان كوچكترين پله (۰٫۶۵Q)، معادل ۰٫۶۵ برابر جريان راكتيو كوچكترين پله (۰٫۶۵Ic) خواهد بود.

از طرفي جريان‌ها از طريق يك ترانسفورمر جريان كاهنده (CT) اندازه‌گيري مي‌شوند لذا اگر ظرفيت كوچكترين پله Q كيلووار باشد با اتصال آن به شبكه جريان راكتيوي برابربه

شبكه تزريق مي‌شود و پس از عبور از CT  در مدار داخلي رگولاتور جريان

( K نسبت تبديل ترانسفورمر جريان) اندازه‌گيري مي‌شود.

با اتصال كوچك‌ترين پله به شبكه در رگولاتور جريان

اندازه‌گيري مي‌شود. پس حد خطا به صورت زير كه فرم آشناي C/K  است تبديل مي‌گردد:

پرسش: اگر C/K را به مقدار بزرگ‌تري تنظيم كنيم، چه تغييري در عملكرد رگولاتور پديد مي‌آيد؟

پاسخ: وقتي C/K به مقدار بزرگ‌تري تنظيم گردد، بدين معني است كه ظرفيت كوچك‌ترين پله بزرگ‌تر از حد واقعي اعلام شده است. لذا در ضريب توان اندازه‌گيري شده بايد تغيير بيشتري نسبت به حالت تنظيم صحيح C/K ايجاد گردد تا پله‌اي قطع يا وصل گردد و خطا افزايش مي‌يابد.

پرسش: اگر C/K را به مقدار كوچك‌تري تنظيم نماييم، چه تغييري در عملكرد رگولاتور پديد مي‌آید؟

پاسخ: با اين تنظيم مقدار ظرفيت كوچك ترين پله، كمتر از مقدار واقعي اعلام مي‌شود و با تغيير كوچكي در ضريب توان يك پله قطع يا وصل مي‌گردد. خطا كمتر مي‌شود ولي امكان نوسان (قطع و وصل متوالي) يك پله وجود دارد.

پرسش: اگر C/K صحيح تنظيم شود ولي نسبت CT به مقداري بزرگ‌تر (كوچك‌تر) تنظيم گردد، چه رخ مي‌دهد؟

پاسخ: در اكثر رگولاتورها تنظيم نسبت CT تأثيري در عملكرد رگولاتور ندارد بلكه تنها براي نمايش مقدار دقيق جريان اندازه‌گيري شده به كار مي‌رود، ولي اگر در رگولاتوري اين ضريب تأثيري در عملكرد دروني رگولاتور داشته باشد، افزايش (كاهش) آن متناظر با كاهش (افزايش) نسبتC/K  است.

پرسش: در شبكه‌اي با ولتاژ بيش از ۴۰۰ ولت بايد از PT براي رگولاتور و اندازه‌گيري‌ها استفاده كرد. آيا نسبت C/K تغيير مي‌كند؟

پاسخ: خير، C/K از همان رابطه

 محاسبه مي‌گردد و نسبت تبديل PT  در آن تاثيري ندارد.

پرسش: در بعضي از رگولاتورها نسبت  C/K به صورتQ/K  كه Q ظرفيت كوچك‌ترين پله و K نسبت تبديل CT است تعريف مي‌گردد. چرا اين فرمول با فرمول زیر  متفاوت است؟


پاسخ: اين نوع رگولاتورها تنها براي يك ولتاژ معين قابل استفاده هستند. در اين نوع، ضريب

براي ولتاژ خاصي مثلا ۴۰۰ ولت محاسبه مي‌گردد و در نسبت Q/K به صورت اتوماتيك ضرب مي‌گردد.

پرسش: در صورت استفاده از اين رگولاتورها براي ولتاژي متفاوت با ولتاژ اصلي آنها چه اتفاقي رخ مي‌دهد؟

پاسخ: اگر ولتاژ بزرگتر از ولتاژ اصلي باشد همانند كوچك كردن C/K خواهد بود و اگر ولتاژ كمتر از ولتاژ اصلي باشد، مطابق بزرگ‌ساختن C/K خواهد بود.

پرسش: آيا فرمول ديگري براي C/K وجود دارد؟

پاسخ: بلي.

با توجه به اين فرمول ديده مي‌شود كه اگر ضريب

 براي شرايط خاصي محاسبه گردد. مقدار رابطه به نسبت ظرفيت خازن (C) و نسبتCT   و (K) بستگي دارد و علت آن كه ضريب خطا را C/K مي‌نامند همين رابطه است.

پرسش: رگولاتورهاي ميكروپرسسوري چگونه كار مي‌كنند؟

پاسخ: اين رگولاتورها از عمليات پيچيدة رياضي براي محاسبات استفاده مي‌نمايند. آنها از تبديلات فوريه براي جداسازي اجزاء، اكتيو، راكتيو، دامنة‌هارمونيك‌ها و غيره استفاده مي‌نمايند ولي بر اساس اصول بيان‌شده در بخش اول كار مي‌كنند.

پرسش: در مواقع بار كم رگولاتور پله‌اي را وارد مدار نمي‌نمايد؟

پاسخ: ظرفيت كوچك‌ترين پله بزرگ است.

پرسش: آيا مي‌توان با تغيير  C/K پله را به مدار وارد كرد؟

پاسخ: بلي، با كوچك ساختن C/K مي‌توان پله را به مدار وارد كرد ولي احتمال آن كه سيستم خازنی شود وجود دارد.

پرسش: با وجود آن كه C/K صحيح تنظيم شده است، ولي بعضي مواقع (به ويژه كم‌باري) سيستم خازني مي‌شود؟

پاسخ: علت اين امر وجود خطاهاي داخلي رگولاتورها است بايد از رگولاتور پيشرفته‌تري استفاده كرد.

پرسش: اگر پلاريته CT و يا  PT معكوس به رگولاتور متصل شود، چه رخ مي‌دهد؟

پاسخ: اگر تنها پلاريته CT و يا PT معكوس شوند، در صورتي كه سيستم پس‌فاز (القايي) باشد، رگولاتور ضريب توان پيش‌فاز (خازني) نشان مي‌دهد و در صورتي كه سيستم پيش‌فاز (خازني) باشد، رگولاتور ضريب توان پس‌فاز (القايي) نشان مي‌دهد. اگر پلاريتة هر دو معكوس شود، هيچ مشكلي پيش نمي‌آيد.

پرسش: اگر PT به فازي كه CT  به آن متصل است وصل نشود، چه مشكلي پيش مي‌آيد؟

رگولاتور چیست ؟

پاسخ: بسته به آنكه به كدام فاز متصل شده باشد، پاسخ‌ها متفاوت است.

مثلأ اگرCT  به فاز اول و PT بين فازهاي دو و زمين متصل شده باشد، شرايط زير رخ مي‌دهد:

۱) اگر ضريب توان بار بزرگ‌تر از ۰٫۸۶۶ القايي باشد، رگلاتور ضريب توان را خازني نشان مي‌دهد.

۲) اگر ضريب توان بار كوچك‌تر از ۰٫۸۶۶ القايي باشد، ضريب توان القايي و بسيار كوچك نشان داده مي‌شود، مثلأ ضريب توان۰٫۷ القايي، ۰٫۲۵۸ القايي نشان داده مي‌شود.

پرسش: آيا رگولاتوري وجود دارد كه مشكلات فوق را اتوماتيك حل كند؟

پاسخ: بلي، تولیدات تعدادی از سازنده‌ها  قابليت شناسايي محل اتصال CT و  PT به صورت اتوماتيك را دارد و اتصالات ناصحيح در آن خللي ايجاد نمي‌نمايد.

همچنین در ادامه بخوانید :

اصلاح ضریب توان: آموزش اصلاح ضریب توان یا پاور فکتور از ابتدا

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.

اضافه کردن نظر