تابلو برق خازنی

تابلو بانک خازنی مجموعه ای از چند خازن به جهت اصلاح ضریب توان شبکه و حذف بهای انرژی راکتیو استفاده میشود که با توجه به مصرف برق مرکزی که قصد خرید بانک

خازنی برای آن را دارید،طراحی ومونتاژ می شود. برای اینکه کاملا با عملکرد تابلو خازنی آشنا شوید این مقاله را به صورت کامل مطالعه بفرمایید.

تابلو برق خازنی چیست؟

در هر کارخانه بزرگ و یا مراکز مسکونی بزرگ ،مصرف کننده هایی وجود دارند که توان راکتیو وارد شبکه می کنند یا به اصطلاح بیشتر توان غیر مفید وارد شبکه میکنند . این

توان غیر مفید بازدهی شبکه را کاهش میدهد و در بسیاری از جاها موجب افت ولتاژ و کاهش ظرفیت شبکه می شود . به همین دلیل باید این توان غیر مفید را به حد اقل

ممکن برسانیم . به ظور کلی تابلو برق صنعتی که این کار را برای ما انجام می دهد تابلو بانک خازن میگوییم .

بانک خازنی چه کاربردی دارد؟

بانک خازنی یکی از مهم‌ترین تجهیزات در سیستم‌های توزیع برق است که برای اصلاح ضریب توان (Power Factor) و جبران توان راکتیو مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از بانک خازنی علاوه بر کاهش هزینه‌های برق، باعث افزایش بهره‌وری تجهیزات و بهبود عملکرد شبکه می‌شود.

مزایای استفاده از بانک خازنی

• افزایش راندمان و بهره‌وری شبکه برق
• اصلاح ضریب توان و نزدیک شدن آن به عدد ۱
• کاهش توان راکتیو و جریان اضافی شبکه
• کاهش تلفات انرژی و افت ولتاژ
• افزایش ظرفیت مفید ترانسفورماتورها، کابل‌ها و تجهیزات توزیع
• کاهش هزینه‌های ناشی از جریمه ضریب توان
• افزایش عمر مفید تجهیزات الکتریکی و کاهش استهلاک آن‌ها

بانک خازنی چگونه کار می‌کند؟

برای درک بهتر عملکرد بانک خازنی، یک مثال ساده را در نظر بگیرید.

فرض کنید نوشیدنی گازداری را داخل یک لیوان می‌ریزید. بخشی از حجم لیوان را کف نوشیدنی اشغال می‌کند. این کف نه قابل نوشیدن است و نه ارزش خاصی برای شما دارد؛ اما فضای لیوان را اشغال کرده و مانع از ریختن مقدار بیشتری نوشیدنی می‌شود.

در این مثال:

• مایع داخل لیوان معادل توان اکتیو (توان مفید) است؛ توانی که کار واقعی را انجام می‌دهد.
• کف روی نوشیدنی معادل توان راکتیو است؛ توانی که فضای شبکه را اشغال می‌کند اما کار مفیدی انجام نمی‌دهد.

هرچه مقدار کف کمتر باشد، فضای بیشتری برای نوشیدنی مفید وجود خواهد داشت. در شبکه برق نیز بانک خازنی با جبران توان راکتیو، فضای بیشتری از ظرفیت شبکه را برای انتقال توان مفید آزاد می‌کند. نتیجه این فرآیند، کاهش جریان، کاهش تلفات، افزایش ظرفیت تجهیزات و بهبود عملکرد کل سیستم برق است.

به همین دلیل، استفاده از بانک خازنی در کارخانه‌ها، کارگاه‌های صنعتی، ساختمان‌های تجاری، بیمارستان‌ها و مراکز دارای بارهای سلفی، یک راهکار اقتصادی و فنی برای افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های انرژی محسوب می‌شود.

در مقاله مزایای بانک خازنی به تفصیل در مورد دلایل استفاده از این تابلو تشریح شده است.

با توجه به مثال بالا، می‌توان نتیجه گرفت که بانک خازنی با جبران توان راکتیو، میزان توان راکتیو دریافتی از شبکه را کاهش می‌دهد. در نتیجه، ظرفیت شبکه برای انتقال توان مفید (توان اکتیو) افزایش می‌یابد و تجهیزات الکتریکی با راندمان بالاتری کار می‌کنند.

معرفی توان اکتیو و توان راکتیو

در شبکه برق هر واحد ،مصرف کننده هایی وجود دارد که همه توان مصرفی خود را به کار مفید تبدیل نمیکنند بلکه مقداری از توان مصرفی صرفا بین منبع و مصرف کننده

تبادل میشود و کار خاصی توسط این توان انجام نمیشود .به این توان که بین مصرف کننده و منبع جا به جا میشود توان راکتیو یا به اصطلاح توان دواته گفته میشود و توانی

که کاملا صرف انجام کار میشود توان اکتیو و یا به اصطلاح توان واته گفته میشود .

انواع بار در شبکه

به طور کلی، بارهای الکتریکی در شبکه برق به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• بار مقاومتی (اهمی)
  • در این نوع بار، جریان و ولتاژ هم‌فاز هستند.
  • اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ صفر درجه است.
  • تمام توان دریافتی به توان اکتیو (واقعی) تبدیل شده و صرف انجام کار مفید می‌شود.
  • نمونه‌ها: بخاری برقی، لامپ رشته‌ای، المنت‌های حرارتی.
• بار سلفی
  • در بارهای سلفی، جریان نسبت به ولتاژ پس‌فاز است.
  • در یک سلف ایده‌آل، اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ ۹۰ درجه است.
  • بخشی از توان به صورت توان راکتیو بین منبع و مصرف‌کننده تبادل می‌شود و کار مفیدی انجام نمی‌دهد.
  • نمونه‌ها: الکتروموتورها، ترانسفورماتورها، چوک‌ها و برخی تجهیزات روشنایی.
• بار خازنی
  • در بارهای خازنی، جریان نسبت به ولتاژ پیش‌فاز است.
  • در یک خازن ایده‌آل، اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ ۹۰ درجه است.
  • این بارها نیز توان راکتیو تولید می‌کنند، اما اثر آن‌ها برخلاف بارهای سلفی است.

جبران توان راکتیو و اصلاح ضریب توان

• در اغلب شبکه‌های برق، بخش عمده بارها خاصیت سلفی دارند؛ بنابراین مقدار قابل توجهی توان راکتیو از شبکه دریافت می‌شود.
• افزایش توان راکتیو باعث کاهش ضریب توان (Power Factor)، افزایش جریان شبکه، افزایش تلفات و افت ولتاژ می‌شود.
• برای کاهش اثر بارهای سلفی، از بانک‌های خازنی یا خازن‌های اصلاح ضریب توان استفاده می‌شود.
• خازن‌ها توان راکتیو موردنیاز بارهای سلفی را تأمین کرده و در نتیجه:
  • توان راکتیو دریافتی از شبکه کاهش می‌یابد.
  • ضریب توان به مقدار ۱ (یک) نزدیک‌تر می‌شود.
  • جریان عبوری از شبکه کاهش یافته و تلفات و افت ولتاژ کمتر می‌شود.
  • راندمان و بهره‌وری سیستم برق افزایش می‌یابد.

منظور از ضریب توان شبکه چیست؟

ضریب توان، نسبت توان اکتیو (توان مفید) به توان ظاهری است. هرچه مقدار ضریب توان به عدد ۱ نزدیک‌تر باشد، نشان‌دهنده عملکرد بهتر شبکه، کاهش توان راکتیو، کاهش تلفات انرژی و استفاده بهینه‌تر از ظرفیت تجهیزات الکتریکی است.

در مقابل، پایین بودن ضریب توان باعث افزایش جریان عبوری از شبکه، افزایش تلفات، افت ولتاژ و اشغال ظرفیت تجهیزات انتقال و توزیع برق می‌شود.

از سوی دیگر، در بسیاری از تعرفه‌های برق صنعتی، اگر ضریب توان کمتر از ۰٫۹ باشد، شرکت توزیع برق بابت مصرف بیش از حد توان راکتیو، هزینه یا جریمه‌ای تحت عنوان جریمه ضریب توان دریافت می‌کند. بنابراین، اصلاح ضریب توان با استفاده از بانک خازنی علاوه بر بهبود عملکرد شبکه، می‌تواند هزینه‌های برق مصرفی را نیز کاهش دهد.

توان‌های موجود در شبکه برق و ضریب توان

در شبکه‌های برق، توان به سه مؤلفه اصلی تقسیم می‌شود:

• توان ظاهری (Apparent Power): کل توان انتقال‌یافته در شبکه که حاصل ترکیب توان اکتیو و توان راکتیو است و با واحد کیلوولت‌آمپر (kVA) اندازه‌گیری می‌شود.
• توان اکتیو (Active Power): توان مفیدی که به انجام کار واقعی اختصاص می‌یابد؛ مانند به حرکت درآوردن الکتروموتورها، تولید گرما یا روشنایی. این توان با واحد کیلووات (kW) اندازه‌گیری می‌شود.
• توان راکتیو (Reactive Power): توانی که بین منبع تغذیه و بارهای سلفی یا خازنی در حال تبادل است و مستقیماً کار مفیدی انجام نمی‌دهد. این توان با واحد کیلووار (kVAr) اندازه‌گیری می‌شود.

از کجا بفهمیم که به بانک خازنی نیاز داریم؟

در قبض برقی که از اداره برق دریافت میکنید تمامی میزان مصرف توان مجموعه شما ، در یک جدول لیست شده است .یک مورد روی قبض برق وجود دارد که تحت عنوان

ضریب زیان بدی مصرف می باشد اگر روبروی این مورد صفر بود یعنی نیازی به بانک خازن ندارید و شرایط مصرف شما ایده آل می باشد . اما اگر این فاکتور برای شما عددی

غیر از صفر بود به این معنی است که ضریب توان شبکه شما نیاز به اصلاح دارد و باید بانک خازنی برای مجموعه خود طراحی کنید.

خازن چیست؟

خازن از دو صفحه هادی تشکیل شده است که این صفحات توسط یک لایه عایق (دی‌الکتریک) از یکدیگر جدا شده‌اند. این لایه عایق می‌تواند از جنس خلأ، گاز، مایع یا مواد جامد باشد. انرژی الکتریکی بر روی صفحات خازن ذخیره می‌شود و در هنگام نیاز، این انرژی در مدار تخلیه می‌شود.

انواع خازن

خازن‌ها معمولاً در دو نوع کتابی و سیلندری (استوانه‌ای) در بازار موجود هستند و از نظر نوع عایق (دی‌الکتریک) بین صفحات هادی، به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

الف) خازن خشک:
عایق این نوع خازن از جنس رزین یا گرانول خشک است.

ب) خازن گازی:
عایق این نوع خازن از گاز نیتروژن (ازت) تشکیل شده است.

ج) خازن روغنی:
در این نوع خازن، از روغن‌های عایق، معمولاً با پایه گیاهی، استفاده می‌شود که برای محیط زیست کم‌خطر و غیرسمی هستند.

مرسوم‌ترین خازن مورد استفاده در بانک‌های خازنی، خازن‌های سیلندری خشک هستند که در ظرفیت‌های مختلف در بازار عرضه می‌شوند.

خازن‌های تک‌فاز معمولاً بر حسب ظرفیت (فاراد یا میکروفاراد) اندازه‌گیری می‌شوند، در حالی که خازن‌های سه‌فاز معمولاً بر اساس توان راکتیو (kVAr) نام‌گذاری و مشخص می‌شوند.

محاسبه بانک خازن از روی قبض برق 

قبل از طراحی بانک خازن باید ظرفیت خازن های مورد استفاده در آن را محاسبه کنیم . از پارامتر هایی که داخل قبض برق مصرفی در اختیار ما گذاشته میشود میتوانیم

توان راکتیو خازن را محاسبه کنیم و بر حسب نیاز شبکه در پله های مختلف خازن ها را انتخاب کنیم .

مزایای استفاده از بانک خازنی

مزایای بانک خازنی شامل موارد زیر است:

1)کاهش جریان مصرفی

2)افزایش راندمان شبکه

3)افزایش ظرفیت شبکه

4)جلوگیری از افت ولتاژ ناگهانی در شبکه که منجر به صدمه دیدن تجهیزات می شود.

5)بهبود عملکرد و عمر مفید دستگاه ها وتجهیزات صنعتی

6)کاهش 30 درصدی هزینه قبض برق

7)جلوگیری ازوارد شدن  شوک الکتریکی به تجهیزات مصرفی

طراحی تابلو برق بانک خازنی

بعد از محاسبه و انتخاب خازن های مورد نیاز نوبت به طراحی تابلو برق بانک خازنی میرسد . باتوجه به برند تجهیزات داخل تابلو و آمپراژ تجهیزات داخل تابلو ابعاد اسکلت

بانک خازنی طراحی و ساخته میشود بعد از این مرحله نقشه جانمایی تجهیزات روی تابلو تهیه میشود و مونتاژ تابلو را شروع میکنیم .

تجهیزات بانک خازنی

1)کلید اصلی تابلو

با توجه به جمع جریان نامی تمامی خازن ها یک کلید اصلی برای حفاظت کلی تابلو در نظر گرفته میشود تا در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه حفاظت داشته باشیم.معمولا

کلید اصلی بانک خازنی کلید اتوماتیک کمپکت قابل تنظیم در نطر گرفته می شود.

2)رگولاتور بانک خازنی

رگولاتور تجهیزی است که وظیفه دارد در هرلحظه ضریب توان موجود در شبکه را بسنجد و با ضریب توان مطلوب مقایسه کند . با توجه به محاسباتی که انجام میدهد و بنا

به نیاز شبکه خازن ها ی مختلف را وارد شبکه میکند تا ضریب توان مطلوب حاصل شود . معمولا خازن های بانک خازن در چند پله طراحی میشوند و به حافظه  رگولاتور

تعریف میشوند . رگولاتور ها معمولا در دو مدل 6پله و 12 پله در بازار موجود هستند .

3)ترانس جریان:

برای اینکه رگولاتور ضریب توان را در هر لحظه محاسبه کند نیاز به نمونه گیری از ولتاژ سه خط شبکه و جریان خط دارد . برای نمونه گیری از جریان خط نیاز به یک ترانس

جریان می باشد که در نسبت تبدیل های مختلف در بازار موجود هستند مثلا 100به 5 یا 200 به 5 و…. .  هر ترانس جریان دقت به خصوصی در اندازه گیری دارد که به این

دقت اندازه گیری ،کلاس ترانس گفته میشود .ترانس جریان معمولا در کلاس های 3و2و1و0.5و …در بازار موجود هستند وهرچه کلاس ترانس جریان پایین تر باشد دقت آن

بیشتر است.

4)کنتاکتور های خازنی

خازن در لحظه اول ورود به مدار جریان هجومی بسیار بالایی از شبکه دریافت میکند(معمولا تا 180 برابر جریان نامی خازن) با توجه به این مهم، نمیتوانیم از کنتاکتور معمولی

برای قطع و وصل خازن استفاده کنیم .کنتاکتور های خازنی یک سیم پیچ موازی با تیغه های اصلی کنتاکتور دارد که در لحظه اول با جریان هجومی مقابله میکند و سپس

تیغه های اصلی کنتاکتور میچسبند. به این ترتیب خازن توسط کنتاکتور خازنی وارد شبکه میشود.

5)کلید های حفاظتی برای هر خازن

برای هر خازن باید حفاظت های لازم را در نظر بگیریم . به این منظور از مینیاتوری ها و یا سکسیونر های دارای فیوز میتوانیم بهره ببریم .

6)خازن

خازن ها و نسبت تبدیل پله های خازن باید به گونه ای انتخاب شوند که تعداد سوییچ های ممکن در رگولاتور بیشتر باشد و رگولاتور با دقت ورزولوشن بیشتری بتواند خازن وارد شبکه کند.

7)کلید های دو حالته

برای ورود هر خازن به شبکه از یک کلید دوحالته فرمان استفاده میکنیم که یک حالت خازن ها از رگولاتور فرمان می گیرند و وارد مدار می شوند. و در حالت دوم اگر به

هردلیلی نیاز داشتیم پله ای از خازن ها را به صورت دستی وارد شبکه کنیم بتوانیم با سمت دیگر کلید این کار را انجام دهیم .

قیمت تابلو برق خازنی 

قیمت تابلو بانک خازنی با توجه به برند تجهیزات داخل تابلو و ظرفیت خازن ها و ابعاد تابلو متفاوت می باشد و جدول زیر  برآورد قیمت انواع تابلو های خازنی براساس کیلو وار است:

خرید تابلو برق خازنی

با توجه به تجربه تیم پرشیا تابلو در این زمنیه و مونتاژ تابلو برق های مختلف، میتوانیم ادعا کنیم که با بهترین کیفیت و مناسب ترین قیمت ،آماده خدمت رسانی به شما عزیزان هستیم .

آدرس  : لاله زار جنوبی –پاساژ ایران – لاین راست – طبقه دوم -پلاک23

0912952615 سعید کوهی

0930-9216916