close
تبلیغات در اینترنت
اصلاح ضریب توان

اصلاح ضریب توان

منظره ای زیبا از سواحل بنگلادش منظره ای زیبا از سواحل کولالام پور منظره ای زیبا از سواحل بنگلادش

این متن قابل ویرایش می باشد:
تذکر برای استفاده از سئو قالب: ✿ بلاکهایی که استفاده نمیکنیداز قالب خارج کنید ✿ استایل انجمن در صورت عدم استفاده از قالب خارج کنید
خطای استاندارد قالب از کد نویسی نمی باشد وچندین بار چک شده است✿ سرعت بارگذاری قالب و استاندارد کد نویسی و سئو فوق العاده بالا می باشد
✿✿ از دست زدن به اجزای اصلی قالب یا برداشتن لینک طراح و سئو موجب ناراحتی ما می شود قطعا حرام خواهد بود ✿✿
معرفی و اخبار سایت

اصلاح ضریب توان

اصلاح ضریب توان

طراحی سیستم اصلاح ضریب قدرت و بانک خازنی:

همانطور که می دانید تابلوهای بانک خازن در صنعت برق بسیار پر کاربرد هستند.از طرفی اهمیت اصلاح ضریب توان (كسينوس في)،و از طرفي كاهش هزينه هاي مربوطه و مزايايي كه استفاده از اين تابلوها براي مصرف كنندگان در پي دارد آنها را وادار به استفاده از تابلوهاي بانك خازن در سيستمهاي خود كرده است.

از اينرو براي دوستاني كه علاقه مند به كسب اطلاعات فني و مفيد در اين زمينه هستند، توضیحاتی در باره اینکه چرا خازن استفاده میکنیم و خازن گذاری چه فوایدی میتواند برای سیستم ما به همراه داشته باشد برای انها در این پست گذاشته ام به همراه ارایه دو مطلب در اين زمينه ،یک هندبوك فارسي كه درباره مفهوم ودلايل اصلاح ضريب توان است كه هندبوك شركت الماني فراكوه است.مطلب اخر هم در باره معرفي تجهيزات ميرا كننده جريان ضربه اي (Inrush Current)بانك هاي خازن و نحوه محاسبه انها است كه این مطلب هم برای شرکت المانی(Epcos)  میباشد و به زبان لاتين است.این دو مطلب در پایان توضیحات این پست میباشد.

برای پرداختن به مباحث  اصلاح ضریب توان  ابتدا باید به بیان مطالب و تعاریف پایه ای در ارتباط با توان بپردازیم.اساسا سه نوع توان برای تجهیزات برقی قابل تعریف است.

1- توان اکتیو

2- توان راکتیو

3- توان ظاهری

توان اکتیو در واقع همان توانی است که برای ما کار انجام می دهد و به سایر انواع انرژی مثل نور، حرارت،کار مکانیکی و ... تبدیل می شود و واحد آن وات(W)است. توان راکتیو توانی است که برای ما کاری انجام نمی دهد و تنها بین تولید کننده و مصرف کننده به طور مداوم در حال مبادله (رفت و برگشت) است که برای عملکرد صحیح تجهیزات مختلف و واحد آن وار (Var) است. توان ظاهری در واقع جمع برداری توان اکتیو و راکتیو است و واحد آن ولت آمپر(V.A) است.

 

 

کنتور های قدیمی(الکترومگنتیک) این توان ظاهری را اندازه گیری می کنند و کنتورهای دیجیتال توان اکتیو و راکتیو مصرفی توسط مشترک را به طور تفکیک شده ثبت می کنند و مشترک هزینه بیشتری را برای توان راکتیو مصرفی خود در مقایسه توان اکتیو مصرفی پرداخت می کند.

 

با توجه به مطالب مطرح شده در بالا و با عنایت به این مطلب که هزینه حامل های انرژی  بعد از حذف  یارانه ها به شدت افزایش یافته، توجه به مباحث توان راکتیو و تامین توان راکتیو مورد نیاز توسط خود مشترک و مباحث اصلاح ضریب توان و جبرانسازی از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است.تصحیح ضریب توان از سرمایه گذاری های بسیار ارزشمند در زمینه تاسیسات برقی به حساب می آید و در طول مدت 1.5 تا 2.5سال بازگشت سرمایه داشته و بعد از آن وارد دوران سود دهی می شود.لذا طراحی کاملا اصولی و فنی بانک خازنی و استفاده از خازن های با کیفیت بالا و رگولاتور مناسب برای کارکرد دراز مدت این سیستم از اهمیت بالایی برخوردار است که باید طراح با اشراف کامل بر این مباحث بهترین سیستم را طراح و پیاده سازی کند.

 

شرح سیستم

 

1- چرا جبران سازی

 

توان راکتیوی که بین ژنراتور و مصرف کننده در حال نوسان است در شبکه به گرما مبدل می شود. مولدها، ترانسها، کابلها و سیم­کشی ها و کلیدها نیز بر اثر آن تحت اضافه بار قرار گرفته که تلفات و افت ولتاژ را به همراه دارند. در صورت زیادبودن مقدار توان اکتیو مصرفی ممکن است کابلها و سیمها، توان انتقال جریان برق را نداشته باشند و لازم باشد که کابلها و سیم­های دارای مقاطعبزرگتری به کار گرفته شوند که این مسئله علاوه پرداخت هزینه اضافی برای خریداری سیم و کابل با مقطع بالاتر ، مسائل مربوط به افزایش ابعاد داکت تاسیسات برقی و وزن تاسیسات برقی که در دید کلی از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

چرا خازن؟

 

اغلب دستگاه ها و مصر ف کنندگان الکتریکی برای انجام کار مفید نیازمند مقداری توان راکتیو برای مهیا کردن  شرایط لازم برای انجام کارمی باشند به عنوان مثال موتورهای الکتریکی AC برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی، نیازمند تولید شار مغناطیسی در فاصله هوایی موتور هستند. ایجاد شار تنها توسط توان راکتیو امکان پذیر و با افزایش بار مکانیکی موتور مقدار توان راکتیو بیشتری مصرف می گردد.

 

 

 

 

 

عمدۀ مصر ف کنندگان انرژی راکتیو عبارتند از:

 

 

 

1) سیستمهای الکترونیک قدرت

 

 

 

الف) مبد لهای  (Rectifiers) AC/DC

 

 

 

ب )  مبد لهای (Inverters)   DC/AC

 

 

 

ج ( مبد لهای (Converters)  AC/AC   

 

 

 

د(   چاپرها(Choppers)                                 

 

 

 

2 ) مصر ف کنندگان یا تجهیزاتی که دارای مشخصه غیر خطی هستند.

 

 

 

3 ) مصر ف کنندگانی که در شکل موج ولتاژ محل تغذیه خود اعوجاج (هارمونیک) ایجاد می نمایند.

 

 

 

4 ) متعاد ل سازهای بارهای نامتعادل

 

 

 

5 ) تثبیت کنند ه های ولتاژ

 

 

 

6 ) کور ه های القایی

 

 

 

7 ) کور ه های قوس الکتریکی

 

 

 

8 ) سیستمهای جوش کاری DC ،  AC

 

 

 

هما نگونه که ذکر شد مصرف انرژی راکتیو اجتناب ناپذیر است.

 

 

 

انتقال انرژی راکتیو، انتقال جریان الکتریکی است و انتقالش نیازمند به کابل با سطح مقطع بزرگتر، دکل های فشارقوی مقاو متر و در نتیجه هزینه های مازاد است. همچنین افزایش تلفات الکتریکی و کاهش راندمان شبکه را نیز به همراه دارد. در مواردی مانند کاربردهای الکترونیک قدرت و متعادل سازی بارهای نامتعادل حتی انتقال انرژی راکتیوهم کارساز نبوده و باید انرژی در محل تولید گرد

 

 

 

خازن اصطلاحاً تولید کنندۀ انرژی راکتیو است، اما خازن توان راکتیو تولید نکرده بلکه مصر ف کنندۀ آن نیز می باشد.فقط در زمانی که القاگر انرژی راکتیو در خود ذخیره می نماید (از شبکه میکشد) خازن، انرژی ذخیره شدۀ خود رابه شبکه تحویل می دهد و در زمانی که القاگر انرژی ذخیره شد ه اش را به شبکه پس می دهد خازن از شبکه انرژی میکشد. حال اگر القاگر و خازن در کنار هم قرار گیرند، هنگامی که خازن انرژی میدهد القاگر آن انرژی را میگیرد و زمانی که خازن انرژی می گیرد القاگر انرژی میدهد که موجب تعادل انرژی بین القاگر و خازن گشته،تبادل انرژی بین مصر ف کننده و شبکه صورت نمی گیرد.

 

تثبیت  ولتاژ

 

 

 

مورد استفادۀ دیگر خازن (انرژی راکتیو) تثبیت ولتاژ محل تغذیه بار است. افزایش بار به معنی افزایش دامنه جریان کشیده شده از شبکه و ازدیاد افت ولتاژ در محل تغذیه است. برای کاهش افت ولتاژ سه راه حل وجود دارد:

 

 

 

 1) تقویت شبکه

 

 

 

تقویت شبکه به معنای کاهش امپدانس معادل شبکه در محل تغذیه میباشد. انجام این مهم با افزایش ولتاژ شبکه ویا تغذیه چند سویه بار امکان پذیر است که برای اکثر مصرف کنندگان این کار امکان پذیر نیست.

 

 

 

2) کاهش بار

 

 

 

افت ولتاژ بیش از حد مجاز را با تقلیل دادن بار و یا تنظیم توالی زمانی بهره برداری دستگاه ها می توان جبران نمود.

 

 

 

3) استفاده از خازن

 

 

 

با تزریق کردن Q وار توان راکتیو به شبکه در محل مصرف ولتاژ از1 به2 افزایش می یابد،با استفاده از این ویژگی می توان به تثبیت ولتاژ پرداخت.

 

 

 

 ذکر این مساله بسیار حائز اهمیت است که تثبیت ولتاژ و تنظیم ضریب توان، به صورت همزمان امکا ن پذیر نیست.

 

 اثر نحوۀ اتصال برمشخصات مجموعه

 

 

 

توان راکتیو خازن و مقدار مؤثر جریانی که هنگام اتصال خازن به شبکه، از شبکه به سمت خازن جاری میگردد به نحوه اتصال خازن و ولتاژ محل نصب و ظرفیت خازن به شبکه بستگی دارد.

 

 

 

از جمله مشخصات خازن ولتاژ نامی، جریان نامی، و توان راکتیو خازن است، طبق استاندارد:

 

 

 

بر اساس استاندارد ولتاژی است که خازن آن را به طور دائمی و بدون صدمه دیدن تحمل می کند

 

 

 

ولتاژنامیUnبر اساس استاندارد جریانی است باشد که خازن در ولتاژ و فرکانس نامی از شبکه      می کشد

 

 

 

جریاننامی Inمیزان توان راکتیو خارن، در ولتاژ و فرکانس نامی است

 

 

 

توانراکتیونامیQn  تمامی خاز نها به صورت تک فاز ساخته می شوند. در ولتاژهای پایین خازن ها سه فاز و به صورت مثلث  به هم متصل میشوند.

 

 

 

در ولتاژهای بالا به دلیل مشکلات ایزولاسیون، و در ظرفیت های زیاد به دلیل مشکلات انـتقال حرارت و خنک سازی خازن، خازنها به صورت تکفاز ساخته می شوند. اتصال خازن های تکفاز به دو صورت اتصالات ستاره و یا مثلث امکان پذیر است و بــسته به نوع اتصال، جریــانهای متفاوتی از شبکه می کشند.

 

 

 

به عنوان مثال می توان سه خازن 10 کیلووار، 400 ولت را به صورت ستاره به هم متصل کرد و یا سه خازن 10کیلووار، 400 ولت را به صورت مثلث به هم وصل کرد. در این دو حالت اخیر هر دو بانک توان راکتیو یکسانی رابه شبکه تحویل داده، جریان یکسانی از شبکه می کشند ولی جریان عبوری از هر خازن در دو حالت برابر نیست. باذکر مثالی به بررسی اثر نحوه اتصال خازن های تک فاز، در مقدار قدرت راکتیو بانک خازنی حاصل می پردازیم:

 

 

 

سه عدد خازن تک فاز 10 کیلووار، 400 ولت یک بار به صورت مثلت و یک بار به صورت ستاره به شبکه متصل میشوند.

 

 

 

 

 

 

 

فرکانس شبکه = 50 هرتز                              ولتاژ شبکه = 400 ولت

 

 

 

جریان نامی خازن = 25 آمپر                          توان راکتیو نامی خازن = 10 کیلو

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اتصال ستاره

 

اتصال مثلث

 

 

 

جریان هر خازن

 

 

 

 

 

14/4 آمپر

 

 

 

25 آمپر

 

 

 

 

 

جریان کل کشید هشده از شبکه

 

 

 

 

 

14/4 آمپر

 

 

 

43 آمپر

 

 

 

 

 

توان راکتیو تحویلی به شبکه

 

 

 

 

 

10 کیلووار

 

 

 

30 کیلووار

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ضریبتوان

 

 

 

ضریب توان، معیار برای سنجش میزان توان راکتیو مورد نیاز دستگاه مصر ف کنندۀ برق، برای انجام تبدیل انرژی م یباشد، ضریب توان براساس تعریف نسبت توان اکتیو مورد نیاز به کل توان الکتریکی تعریف می گردد و همیشه بین  1- و1   تغییر می کند از 1+ الی 0 برای بارهای القایی و از 0 الی 1- برای بارهای خازنی میباشد.

 

 

 

با اتصال خازن به بار، ضریب قدرت کل مجموعه مصرف کننده و خازن تغییر می کند چرا که بخشی از انرژی راکتیومورد نیاز مصر ف کننده را خازن تأمین میکند و تنها باید جزء باقیمانده را از شبکه دریافت کند.

 

 

 

مکانیسم عملکرد خازن

 

 

 

در یک مصر ف کنندۀ الکتریکی پس فاز با زاویه فاز جریانی که از شبکه کشیده میشود شامل دو جزء اکتیوI p و راکتیو Iq است ا گر خازنیبه دو سر مصرف کننده متصل نماییم خازن جریان راکتیوی برابرIC از شبکه میکشد که در خلاف جهت جریان راکتیو باراست. لذا جریان راکتیوی که توسط مجموعه مصر ف کننده و خازن از شبکه کشیده می شود به انداز ۀIC کاهش می یابد و به مقدار( IQ− IC ) میرسد.

 

 

 

  با اتصال خازن به بار، ضریب قدرت کل مجموعه مصرف کننده و خازن تغییر می کند چرا که بخشی از انرژی راکتیومورد نیاز مصر ف کننده را خازن تأمین میکند و تنها باید جزء باقیمانده را از شبکه دریافت کند.

 

 

 

مزایای خازن­گذاری :

 

استفادۀ اقتصادی از

 

·       ترانسها

·       سیم­ها و کابلها

·       کلیدها

کاهش تلفات و افت ولتاژ: در نتیجه مخارج کم انرژی

برای خازن­گذاری 3 گزینه می­تواند به شرح ذیل مدنظر باشد:

 

1- جبران­سازی انفرادی

 

در ساده­ترین فرم، یک خازن با مقدار مناسب، موازی هر مصرف کننده سلفی نصب می­شود. بدین وسیله به صورت چشمگیری از بار سیم­ها و کابلها کم می­شود. باید دقت کرد که خازن فقط در محدودۀ زمانی فعالیت دستگاهها مورد استفاده واقع شود. در ضمن نصب خازن برای جبران­سازی انفرادی دستگاهها ساده نیست ( از قبیل مسایلی چون مکان و یا مخازن مونتاژ و نصب آن)

 

جبران سازی انفرادی

 

کاربرد

 

·       جهت جبران­سازی توان راکتیوی باری ترانسفورماتورها

·       برای موتورهای دائم کار

·       برای موتورهای کم بار یا با کابل طولانی

 

مزایا

 

·     شبکه داخلی کاملاً از جریان راکتیو پاک می­شود

·     مخارج کمتر برحسب

 

 معایب

 

·     جبران­سازی در تمام سیستم پخش شده است.

·     نصب پیچیده

·     به طور کلی به خازن بیشتری نیاز است زیرا توجهی به ضریب هم­زمانی نمی­شود.

 

2- جبران­سازی گروهی

 

دستگاههایی که به صورت گروهی نصب شده­اند، به صورت جمعی جبران­سازی می­شوند به جای خازنهای مختلف کوچک یک خازن مناسب بزرگ نصب می­شود.

 

کاربرد

 

·       برای مصارف سنگین سلفی در صورتی که با هم به کار گرفته شوند.

مزایا

·       شبیه جبران­سازی انفرادی ولی اقتصادی­تر

معایب

  ·       فقط برای مصرف­کننده­های گروهی که با هم کار می­کنند قابل استفاده است.

 

3- جبران­سازی مرکزی

 

کل جبران سازی بصورت متمرکز مثلاً در ورودی فشار ضعیف نصب می شود، بدین طریق تمام توان راکتیو مورد نیاز پوشش داده می شود. کل توان خازن پله های متعدد تقسیم شده و بوسیله یک رگولاتور توان راکتیو از طریق کنتاکتورها، بسته به وضعیت بار به مدار وارد یا خارج می شوند. این روش امروزه در بیشتر مواقع مورد توجه قرار می گیرد. چرا که جبران­سازی مرکزی بدین طریق می­تواند به آسانی تحت کنترل قرار گیرد. تنظیم کننده های راکتیو مدرن می توانند دائماً وضعیت کلیدها ، ضریب توان و جریان اکتیو و راکتیو و همچنین هارمونیک های موجود در شبکه را تحت نظارت قرار دهند. به طور کلی با این روش به دلیل در نظر گرفتن هم زمانی در تمام کارخانه توان خازنی کمتر نسبت به جبران سازی انفرادی یا گروهی

 

نیاز است. در این روش جریان راکتیو سیمها و کابلهای به کار رفته در شبکه درونی از طریق جبران سازی کم نمی شوند. یعنی اگر سطح مقاطع کابلها و سیمهای بار به اندازۀ کافی بزرگ باشد ، دیگر مزیتی به شمار نمی رود.

 

اصلاح ضریب قدرت

 

کاربرد

 

·       در صورتیکه مقاطع سیم ها و کابلهای محل ایجاد مشکل نکنند همیشه قابل استفاده است.

 

مزایا

 

·       کل سیستم مقابل دیده بوده و آسان قابل کنترل است.

·       استفاده مفید از توان خازن نصب شده

·       نصب ساده در اغلب اوقات

·       مصرف کمتر خازن چون ضریب هم زمانی در نظر گرفته می شود.

·       در صورت وجود هارمونیک در شبکه ، دارای مخارج مناسب تری است زیرا خازنها آسانتر به سلف مجهز می شوند.

 

معایب

 

·   بار داخلی شبکه کم نمی­شود.

·   مخارج اضافی برای تنظیم اتوماتیک سیستم

 

 

 

 

نویسنده: میلاد ابدالی دهدزی | تاریخ : جمعه 25 مرداد 1392 بازدید : 105
ادامه مطلب
نظرات پست

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود) (لازم)
وبسایت
:) :( ;) :D ;)) :X :? :P :* =(( :O @};- :B /:) :S
نظر خصوصی
مشخصات شما ذخیره شود ؟ [حذف مشخصات] [شکلک ها]
کد امنیتیرفرش کد امنیتی

مطالب مرتبط