بانک خازنی چیست

آیا تا به حال برای شما پیش آمده که در محل کار یا خانه، با مشکل نوسان برق و افت ولتاژ مواجه شده باشید؟ یا شاید از قبض‌های سنگین برق خسته شده‌اید؟ امروز می‌خواهیم درباره راه حلی صحبت کنیم که می‌تواند این مشکلات را به طور چشمگیری کاهش دهد

بانک خازنی

بانک خازنی مجموعه‌ای منظم از خازن‌های الکترولیتی یا فشرده است که به عنوان سیستم ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی در شبکه‌های توزیع برق به کار می‌رود.
این سیستم با ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی در زمان‌های مورد نیاز، به پایداری و بهبود کیفیت توان در شبکه کمک می‌کند.
بانک‌های خازنی نقش مهمی در اصلاح ضریب توان، کاهش تلفات، و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های قدرت ایفا می‌کنند.

بانک خازنی عموماً در صنعت، کارخانه‌ها، بیلبوردها، سیستم‌های روشنایی و سایر مکان‌هایی که نیاز به تزریق سریع انرژی دارند، استفاده می‌شود.

بانک خازنی به دلیل داشتن خواص ذخیره‌سازی انرژی بالا، قابلیت تزریق انرژی سریع، و عدم نیاز به سوخت و سوخت‌گیری، به عنوان یکی از راه‌حل‌های بهینه برای افزایش کارایی و ایمنی سیستم‌های برقی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایای استفاده از تابلو بانک خازنی

مزایای تابلو بانک خازنی با کاهش توان راکتیو، باعث کاهش چشمگیر هزینه‌های قبض برق و جلوگیری از جریمه‌های مربوط به ضریب قدرت پایین می‌شود.
همچنین با کاهش جریان در خطوط، تلفات حرارتی را کم کرده و عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد.
بانک خازنی با بهبود کیفیت توان و کاهش افت ولتاژ، شرایط بهتری برای کارکرد تجهیزات الکتریکی فراهم می‌کند و در نهایت با افزایش ظرفیت انتقال توان اکتیو، نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سنگین برای توسعه شبکه را کاهش می‌دهد.
این مزایا باعث شده است که استفاده از تابلو بانک خازنی به یک ضرورت در سیستم‌های صنعتی و تجاری تبدیل شود.

تابلو بانک خازنی مزایای قابل توجهی برای سیستم‌های برق صنعتی و تجاری به همراه دارد. یکی از مهمترین مزایای آن کاهش چشمگیر هزینه‌های برق مصرفی است، زیرا با اصلاح ضریب توان، جریمه‌های مربوط به توان راکتیو حذف می‌شوند.

استفاده از این تجهیز باعث بهبود کیفیت توان در شبکه می‌شود و تلفات خط و ترانسفورماتور را کاهش می‌دهد. همچنین با کاهش افت ولتاژ، پایداری سیستم افزایش می‌یابد. این امر به نوبه خود باعث افزایش طول عمر تجهیزات الکتریکی می‌شود.

از دیگر مزایای مهم تابلو بانک خازنی می‌توان به افزایش ظرفیت سیستم اشاره کرد. با نصب این تجهیز، ظرفیت ترانسفورماتورها و کابل‌ها آزاد شده و امکان اضافه کردن بارهای جدید بدون نیاز به ارتقای تجهیزات فراهم می‌شود.

از نظر زیست محیطی نیز، استفاده از بانک خازنی با کاهش تلفات انرژی منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود. البته باید توجه داشت که برای دستیابی به تمامی این مزایا، نصب و نگهداری صحیح تابلو و انتخاب ظرفیت مناسب آن ضروری است.

بهبود کیفیت برق

بانک خازنی می‌تواند در بهبود کیفیت برق و جلوگیری از قطعی و نوسانات برق کمک کند. با تزریق سریع انرژی در شبکه، بانک خازنی می‌تواند از تنش و افزایش ولتاژ در شبکه جلوگیری کند.

کاهش هزینه‌های انرژی

با استفاده از بانک خازنی، می‌توان بهبود فاکتور قدرت و کاهش هزینه‌های انرژی را داشته باشیم. فاکتور قدرت که بیان‌گر تعادل بین انرژی فعال و انرژی غیرفعال در یک سیستم برق است، با استفاده از بانک خازنی بهبود می‌یابد و هزینه‌های انرژی کاهش می‌یابد.

تحمل بار بالا

با استفاده از بانک خازنی، می‌توان در برابر تنش بار بالا در شبکه مقاومت کرد. بانک خازنی با تزریق انرژی سریع، می‌تواند در برابر تنش بار بالا در شبکه مقاومت کرده و از دست دادن انرژی و خرابی سیستم جلوگیری کند.

استفاده در سیستم‌های نورپردازی

بانک خازنی در سیستم‌های نورپردازی، بیلبوردها و تابلوهای تبلیغاتی استفاده می‌شود. با تزریق انرژی سریع، بانک خازنی می‌تواند نورپردازی را بهبود بخشید و تصاویر روشن و جذاب‌تری را به نمایش بگذارد.

تجهیزات مورد نیاز بانک خازنی

برای ساخت یک بانک خازنی، تجهیزات زیر نیاز است:

1. خازن‌ها: خازن‌ ها بخش اصلی یک بانک خازنی هستند. این خازن‌ها می‌توانند با کیفیت بالا و با ظرفیت‌های مختلف تولید شوند. خازن‌هایی با ولتاژ و جریان مشخص، در دسترس هستند.
2. رله‌ها: رله‌ها برای کنترل خازن‌ها و انتقال انرژی بین خازن‌ها و بار، استفاده می‌شوند.
3. مبدل‌های DC-DC: برای افزایش ولتاژ و جریان در بانک خازنی، مبدل‌های DC-DC بکار می‌روند. این مبدل‌ها با استفاده از ترانسفورماتورها و الکترونیک‌های قدرت، ولتاژ و جریان را تبدیل می‌کنند.
4. سیستم کنترل: برای کنترل خازن‌ها و بارها، سیستم کنترلی به‌صورت میکروکنترلر یا پی ال سی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
5. سیم‌ها و کانکتورها: برای اتصال خازن‌ها، رله‌ها، مبدل‌ها و سیستم کنترل به یکدیگر، سیم‌ ها و کانکتور ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
6. سیستم خنک‌کننده: بانک خازنی با تولید گرما همراه است، بنابراین سیستم خنک‌کننده نیز باید برای خنک‌کردن بانک خازنی در نظر گرفته شود. سیستم خنک‌کننده می‌تواند شامل فن‌های خنک‌کننده و یا سیستم خنکایش آب باشد.

محل نصب بانک خازنی

محل نصب بانک خازنی بستگی به کاربردهای مختلفی دارد. در ادامه محل نصب بانک خازنی در برخی از کاربردهای معمول آورده شده است:

1. صنعت: بانک خازنی معمولا در صنعت در محل تولید یا نزدیک به ماشین آلات بزرگ، مانند موتورها، کنترل‌کننده‌های فرکانس، و سایر تجهیزات قدرت نصب می‌شود.
2. مسکن: برای بهبود کیفیت برق در مسکن، بانک خازنی می‌تواند در محل نصب تابلو برق یا در محل قرار گیری اصلی بار، مانند تلویزیون، روشنایی، کولر، یخچال و ماشین لباسشویی نصب شود.
3. بیمارستان‌ها: برای افزایش کیفیت برق و جلوگیری از خرابی تجهیزات پزشکی حساس، بانک خازنی در بیمارستان‌ها در محل اصلی بار نصب می‌شود.
4. شبکه‌های توزیع برق: بانک خازنی ممکن است در شبکه‌های توزیع برق برای بهبود کیفیت برق و حفاظت از تجهیزات قدرتی مانند ترانسفورماتورها، مولد‌ها و سایر تجهیزات نصب شود.

در هر صورت، نصب بانک خازنی باید توسط متخصصان کارشناس صنعت برق الکتروشایلی و با توجه به نیاز و شرایط محیطی، انجام شود.

ویژگی های بانک خازنی

ویژگی های مهم بانک های خازنی عبارتند از:

۱. توان راکتیو (Reactive Power):

بانک های خازنی برای تامین توان راکتیو خازنی در شبکه طراحی می شوند. ظرفیت آنها بر حسب مگاوار (MVAR) بیان می شود.

۲. ولتاژ نامی (Rated Voltage):

بانک ها برای ولتاژ مشخصی طراحی می شوند که معمولاً ولتاژ سیستم است. ولتاژهای رایج ۱۱، ۳۳، ۶۶، ۱۳۲ و ۴۰۰ کیلوولت هستند.

۳. اتصال خازن ها (Capacitor Connection):

خازن ها اغلب به صورت مثلث (Delta) یا ستاره زمین شده (Grounded Wye) متصل می شوند. اتصال مثلث برای سطوح ولتاژ پایین تر و اتصال ستاره برای ولتاژهای بالاتر ترجیح داده می شود.

۴. حفاظت و کنترل (Protection and Control):

بانک ها مجهز به تجهیزات حفاظتی مانند فیوز، کلیدهای قدرت، رله های اضافه جریان/ولتاژ هستند. سیستم کنترلی به طور خودکار بانک را بر اساس نیاز شبکه سوئیچ می کند.

۵. سری/پارالل (Series/Parallel):

واحدهای خازنی می توانند به صورت سری یا موازی ترکیب شوند تا ظرفیت و ولتاژ مورد نظر به دست آید. پیکربندی سری برای ولتاژ بالاتر و موازی برای ظرفیت بیشتر استفاده می شود.

کاربرد تابلو بانک خازنی

کاربردها و مزایای تابلو بانک خازنی در صنعت برق از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. یکی از شاخص‌ترین مزایای این تجهیز، قابلیت کاهش هزینه‌های مصرف انرژی الکتریکی تا میزان ۵۰ درصد در بخش‌های صنعتی و ساختمانی می‌باشد.

در خصوص کارکردهای حفاظتی و فنی تابلو بانک خازنی می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:

تأمین توان راکتیو جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی الکتریکی و کاهش تلفات در شبکه‌های توزیع نیروی برق

اصلاح و بهبود ضریب قدرت در مدار الکتریکی

خنثی‌سازی و یا کاهش اثرات نامطلوب ناشی از بارهای سلفی در شبکه

کاهش چشمگیر افت ولتاژ در سیستم توزیع برق

این تجهیز با توجه به قابلیت‌های فنی ذکر شده، نقش مهمی در بهینه‌سازی مصرف انرژی الکتریکی و حفاظت از تجهیزات برقی ایفا می‌نماید.

انواع بانک خازنی 

بانک های خازنی یکی از انواع حافظه های دیجیتال هستند که از ظرفیت بالای خازن ها برای ذخیره اطلاعات استفاده می کنند. بر اساس مکانیزم جبران سازی، بانک های خازنی به چهار دسته اصلی زیر تقسیم می شوند:

۱. بانک خازنی دینامیک (Dynamic Capacitive Bank): در این نوع بانک خازنی، اطلاعات به صورت خازن های بارگذاری شونده ذخیره می شوند. در اینجا، به منظور حفظ اطلاعات در خازن، به صورت دوره ای انرژی به خازن داده می شود. به دلیل اینکه خازن ها به طور مداوم تخلیه می شوند، بانک خازنی دینامیک نیاز به یک مدار جبران سازی داخلی دارد تا اطلاعات را در آن نگه دارد.

۲. بانک خازنی استاتیک (Static Capacitive Bank): در این نوع بانک خازنی، اطلاعات به صورت خازن های دائمی ذخیره می شوند. به دلیل اینکه خازن ها به صورت دائمی شارژ شده اند، این نوع بانک خازنی نیاز به مدار جبران سازی ندارد و می تواند اطلاعات را برای مدت زمان طولانی نگه دارد.

۳. بانک خازنی پویا (Charge-Transfer Capacitive Bank): در این نوع بانک خازنی، اطلاعات به صورت خازن های بارگذاری شونده ذخیره می شوند، به این شکل که ترکیبی از مدارهای شارژ و تخلیه باعث می شوند تا اطلاعات به طور پویا در خازن ها حفظ شوند.

۴. بانک خازنی ترکیبی (Hybrid Capacitive Bank): در این نوع بانک خازنی، از یک ترکیب از خازن های دینامیک و استاتیک استفاده می شود. برای جبران سازی خازن های دین

بانک خازنی ثابت

بانک خازنی ثابت Static Capacitive Bank یکی دیگر از نام‌هایی است که برای بانک خازنی ثابت به کار می‌رود.
این نام از این جهت مناسب است که خازن‌هایی که در این بانک استفاده می‌شوند ثابت هستند و به دلیل عدم وجود قطبیت در خازن‌ها، تغییرات جریان الکتریکی در آنها بسیار کم است.
برای همین به این بانک خازنی “ثابت” گفته می‌شود. علاوه بر این، از آنجا که تنها خازن‌های ثابت در این بانک استفاده می‌شوند، نیروهای خارجی مثل ارتعاشات و مغناطیسی بر روی خازن‌ها تأثیر چندانی ندارند و به همین جهت به آن “Capacitive” یا “خازنی” گفته می‌شود.
در کاربردهای مختلفی از جمله موتور‌های القایی، سیستم‌های نوسانی، سیستم‌های تغذیه و سیستم‌های رادیویی از بانک خازنی ثابت استفاده می‌شود.

 بانک خازنی اتوماتیک

بانک خازنی اتوماتیک یک سیستم الکترونیکی است که قادر است خازن‌های آن را به صورت اتوماتیک و بر اساس نیاز و بار مصرفی تنظیم کند.
این بانک خازنی معمولا در شبکه‌های توزیع برق و صنایع بزرگ استفاده می‌شود تا کارایی سیستم‌های برقی را افزایش دهد.

هدف اصلی این بانک خازنی اتوماتیک، کاهش افت ولتاژ در خطوط برق است. با توجه به اینکه در مصارف برقی، بارهای مصرفی در طول زمان متغیر هستند، بانک خازنی اتوماتیک با تشخیص نیاز به بار اضافی، خازن‌های خود را به صورت خودکار به شبکه متصل می‌کند تا ولتاژ خطوط برق در این شرایط کمتر کاهش پیدا کند.

بانک خازنی اتوماتیک معمولا به همراه سیستم‌های کنترل و مانیتورینگ ولتاژ تجهیز می‌شود تا بتواند عملکرد خود را بهتر کنترل کند و در صورت نیاز، خازن‌های خود را از شبکه جدا کند. این بانک خازنی به دلیل افزایش کارایی سیستم‌های برقی و کاهش هزینه‌های انرژی، در صنایع بزرگ و سیستم‌های توزیع برق استفاده می‌شود.

 بانک خازنی درون تابلو

بانک خازنی درون تابلو یک سیستم الکترونیکی است که شامل چندین خازن ثابت یا قابل تنظیم است که در داخل یک تابلو برق نصب شده‌اند. این بانک خازنی برای کاهش افت ولتاژ و بهبود کیفیت توان در سیستم‌های برقی استفاده می‌شود.

بانک خازنی درون تابلو معمولا به عنوان یک قطعه تجهیزات در سیستم‌های توزیع برق و کنترل استفاده می‌شود. این بانک خازنی می‌تواند در داخل یک تابلو برق موجود در یک سیستم صنعتی نصب شود و به صورت قابل تنظیم باشد.

مزیت استفاده از بانک خازنی درون تابلو این است که می‌توان آن را به صورت دقیق برای مصرف‌کننده‌ها و بارهای خاص تنظیم کرد و به همین دلیل از بهبود کیفیت توان و کاهش هزینه‌های انرژی برای کاربران سیستم برق، بهره‌مند می‌شود.

بانک خازنی درون تابلو با استفاده از سنسورهای مختلف و دستگاه‌های کنترلی، توانایی کنترل خازن‌ها را دارد و به صورت اتوماتیک می‌تواند خازن‌های خود را با توجه به بار مصرفی سیستم، رگوله کند.

بانک های خازنی هوایی (روی تیر برق)

بانک های خازنی هوایی یا Air Capacitor Bank به عنوان یکی از نوعی از بانک های خازنی شناخته می شوند. در این نوع بانک های خازنی، خازن ها با استفاده از هوا به عنوان عایق بین دو صفحه خازن شکل گرفته اند.

در بانک های خازنی هوایی، از خازن های بزرگ با ظرفیت بالا استفاده می شود که در سیستم های قدرت برای کنترل فشار و جریان بارها به کار می روند. با توجه به ظرفیت بالای خازن ها، این بانک ها قادر به توانبخشی سریع هستند و در صورت نیاز به ارائه توان بالا، به سرعت تخلیه می شوند.

بانک های خازنی هوایی در برابر اغلب انواع اشعه های الکترومغناطیسی مقاومت دارند و به همین دلیل در سیستم های ارتباطات نظیر رادیو و تلویزیون، از آنها استفاده می شود.

از مزایای بانک های خازنی هوایی می توان به سرعت بالای توانبخشی، ایمنی بالا در برابر اشعه های الکترومغناطیسی، مقاومت در برابر زوال و بی خطر بودن آنها اشاره کرد. به همین دلیل، این نوع بانک های خازنی به عنوان یکی از انتخاب های اصلی در سیستم های قدرت و ارتباطات استفاده می شوند.

 بانک های خازنی فوق فشار قوی

بانک های خازنی فوق فشار قوی یا High Voltage Capacitor Bank به عنوان یکی از نوعی از بانک های خازنی شناخته می شوند.
این نوع بانک های خازنی در سیستم هایی که برای تأمین توان الکتریکی با فشار بالا و توان بالا استفاده می شود، به کار می روند.

بانک های خازنی فوق فشار قوی شامل چندین خازن متصل به یکدیگر برای ایجاد یک بانک خازنی بزرگ با ظرفیت بالا هستند. همچنین، این بانک ها برای کنترل فشار و جریان الکتریکی در سیستم های قدرتی و ارتباطاتی استفاده می شوند.

بانک های خازنی فوق فشار قوی در دو نوع بستری و نصب شده بر روی ستون ها تولید می شوند. بستری به این معنی است که خازن ها بر روی یک بستر قرار دارند و در برخی موارد برای حمل و نقل آسانی، قابل جدا شدن از بستر هستند. اما در نوع نصب شده بر روی ستون ها، خازن ها بر روی ستون های فولادی نصب می شوند و برای کاهش فضای اشغالی و کاهش هزینه های نصب، از آنها استفاده می شود.

از مزایای بانک های خازنی فوق فشار قوی می توان به ظرفیت بالا، توان بالا، قابلیت تنظیم جریان، کنترل فشار، و عمر طولانی آنها اشاره کرد. این بانک ها برای تأمین توان در سیستم های قدرت بزرگ، تأسیسات صنعتی، رادارها و انواع سیستم های ارتباطی مورد استفاده قرار می گیرند.

 بانک خازنی سیار

بانک خازنی سیار یا Mobile Capacitor Bank به عنوان یکی از انواع بانک های خازنی شناخته می شود که برای استفاده در مواقع اضطراری و نیاز به تأمین توان الکتریکی سریع و موقتی طراحی شده است.

این بانک های خازنی از چندین خازن الکترولیتی با ظرفیت بالا تشکیل شده اند که درون یک جعبه یا کیس جمع شده اند. این جعبه یا کیس معمولاً دارای دسته های حمل و جابجایی است و می توان آن را به سادگی در محل مورد نیاز قرار داد و به شبکه برق متصل کرد.

بانک خازنی سیار در مواقعی که نیاز به تأمین توان الکتریکی برای کاربردهایی مانند آزمایشگاه ها، کارگاه ها، سایت های ساختمانی، رویدادهای خارجی و … وجود دارد، مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، این بانک ها برای تحلیل مشکلات شبکه برق و تعمیرات نیز بکار می روند.

از مزایای استفاده از بانک های خازنی سیار می توان به سرعت بالا در تأمین توان، ظرفیت بالا، و وزن کم آنها اشاره کرد. همچنین، این بانک ها در کاهش نوسانات و تنظیم ولتاژ و جریان الکتریکی نیز موثر هستند.

با این حال، نکته مهمی که در استفاده از بانک های خازنی سیار باید به آن توجه شود، این است که با توجه به ظرفیت بالای آنها، باید در کاربردهایی که نیاز به توان الکتریکی کمتری دارند، از آنها استفاده نکرد و در غیر این صورت ممکن است به شبکه برق و سایر تجهیزات الکتریکی آسیب جدی وارد شود.

بانک خازنی در سمت فشار قوی ترانس

بانک خازنی در سمت فشار قوی ترانس، یکی از اجزای اصلی سیستم‌های قدرت است که به منظور کاهش نوسانات و جبران توان راکتیو استفاده می‌شود. این بانک های خازنی در سیستم های توزیع برق مورد استفاده قرار می‌گیرند تا با بهبود فاکتور توان، راندمان و کیفیت بار را بهبود بخشند.

بانک خازنی در سمت فشار قوی ترانس، معمولاً شامل چندین خازن الکترولیتی با ظرفیت بالا و ولتاژ مرتفع بوده که در یک جعبه یا قفسه قرار داده شده و به یک سیستم کنترلی متصل می‌شود. این بانک ها می‌توانند به صورت موقتی و یا دائمی در سیستم قرار گیرند و با استفاده از تکنولوژی های مدرن، مانند کنترلر های هوشمند، می توان ظرفیت و ولتاژ آنها را به صورت دقیق تنظیم کرد.

از مزایای استفاده از بانک خازنی در سمت فشار قوی ترانس می‌توان به کاهش نوسانات و نوسانات ولتاژ، بهبود فاکتور توان، کاهش هزینه‌های انرژی و بهبود راندمان سیستم اشاره کرد. همچنین، با کاهش تلفات توان، محیط زیست نیز از آن بهره‌مند می‌شود.

بانک خازنی در سمت فشار قوی ترانس، در سیستم های توزیع برق و انتقال برق استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در شبکه های توزیع برق، این بانک ها به منظور بهبود فاکتور توان و کاهش هزینه های انرژی استفاده می شوند.

بانک خازنی در سمت فشار ضعیف ترانس

بانک خازنی در سمت فشار ضعیف ترانس، یکی دیگر از اجزای اصلی سیستم های قدرت است که به منظور کاهش نوسانات و جبران توان راکتیو در سیستم های قدرت استفاده می‌شود. این بانک های خازنی، در سیستم های توزیع برق و سیستم های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بانک خازنی در سمت فشار ضعیف ترانس، شامل چندین خازن الکترولیتی با ظرفیت بالا و ولتاژ کمتر از بانک خازنی در سمت فشار قوی ترانس است که در یک جعبه یا قفسه قرار داده شده و به یک سیستم کنترلی متصل می‌شود. این بانک ها می‌توانند به صورت موقتی و یا دائمی در سیستم قرار گیرند و با استفاده از تکنولوژی های مدرن، مانند کنترلر های هوشمند، می‌توان ظرفیت و ولتاژ آنها را به صورت دقیق تنظیم کرد.

از مزایای استفاده از بانک خازنی در سمت فشار ضعیف ترانس می‌توان به کاهش تلفات توان، بهبود فاکتور توان، کاهش هزینه‌های انرژی و بهبود راندمان سیستم اشاره کرد. همچنین، با کاهش تلفات توان، محیط زیست نیز از آن بهره‌مند می‌شود.

بانک خازنی در سمت فشار ضعیف ترانس، در سیستم های توزیع برق و سیستم های صنعتی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در سیستم های توزیع برق، این بانک ها به منظور بهبود فاکتور توان و کاهش هزینه های انرژی استفاده می شوند.

معایب بانک خازنی چیست؟

استفاده از بانک خازنی به دلایل مختلفی از جمله بهبود فاکتور توان، کاهش تلفات توان، جبران توان راکتیو و بهبود عملکرد سیستم قدرت مورد توجه قرار گرفته است، اما این روش نیز دارای برخی معایب است که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم:

1. ریسک شوک الکتریکی: استفاده از بانک خازنی ممکن است باعث ایجاد ریسک شوک الکتریکی شود، بنابراین نیاز است تا از لحاظ ایمنی و محافظتی از آن استفاده شود.
2. نوسانات ولتاژ: استفاده از بانک خازنی در سیستم های قدرت، ممکن است باعث ایجاد نوسانات ولتاژ شود که ممکن است به برخی از تجهیزات و خطوط قدرت آسیب برساند.
3. نیاز به تعویض دوره‌ای خازن‌ها: خازن‌های استفاده شده در بانک خازنی به طور طبیعی بعد از مدتی خراب می‌شوند و نیاز به تعویض دارند، بنابراین نیاز به نگهداری دوره‌ای و تعویض این خازن‌ها وجود دارد.
4. افزایش جریان هارمونیک: به دلیل وجود بانک خازنی در سیستم قدرت، ممکن است جریان هارمونیک بیشتری ایجاد شود که می‌تواند باعث خرابی تجهیزات و کاهش عمر مفید آنها شود.
5. نیاز به فضای بزرگ: برای نصب بانک خازنی نیاز به فضای بزرگی وجود دارد، بنابراین برای سیستم هایی که در فضای محدود نصب شده‌اند، این روش مناسب نیست.
6. هزینه: هزینه نصب و نگهداری بانک خازنی برای برخی سیستم‌ها بالاست، به خصوص در مواردی که نیاز به بانک خازنی باشد.
7. حرارت: استفاده از بانک خازنی ممکن است باعث افزایش دمای سیستم قدرت شود که ممکن است نیاز به سیستم خنک‌کننده داشته باشد.
8. افت ولتاژ: استفاده از بانک خازنی ممکن است باعث ایجاد افت ولتاژ در محدوده فرکانس بالا شود که ممکن است باعث افت کارایی سیستم شود.
9. سرعت بازگشت خازن: بانک خازنی باید دارای سرعت بازگشت مناسب باشد، در غیر این صورت ممکن است باعث افت کارایی سیستم شود.
10. حجم بانک خازنی: برای تعیین حجم مناسب بانک خازنی، نیاز به محاسبات دقیق و انجام آزمایش‌های لازم است. در غیر این صورت، حجم نامناسب بانک خازنی باعث ایجاد مشکلاتی در سیستم قدرت می‌شود.
11. نیاز به تنظیم: برای بهره‌برداری بهینه از بانک خازنی، نیاز به تنظیم مناسب پارامترهای آن از جمله ولتاژ، جریان و زمان تأخیر است. اگر این پارامترها به درستی تنظیم نشوند، ممکن است باعث کاهش کارایی سیستم شود.
12. در نهایت باید گفت که هر یک از روش‌های استفاده از بانک خازنی مزایا و معایب خود را دارد و برای استفاده بهینه از این روش، باید با توجه به ویژگی‌ها و نیازهای سیستم قدرت، روش مناسب انتخاب شود و از تخصصی‌های حوزه قدرت برای نصب، تنظیم و نگهداری بانک خازنی استفاده شود.

 ضریب توان یا ضریب قدرت یا PF در بانک خازن به چه معناست؟

ضریب قدرت یا PF (Power Factor) به نسبت توان فعال (Active Power) به توان متقابل (Apparent Power) در یک مدار AC اشاره دارد. توان فعال توانی است که در واقع توسط بار مصرف شده و به کار می‌رود و توان متقابل بیانگر کل توانی است که توسط بار مصرف می‌شود (توان فعال و توان راکتیو یا توان غیرفعال).

ضریب قدرت برای یک سیستم قدرت مهم است، زیرا ضریب قدرت کم بر روی شبکه قدرت تأثیر منفی دارد و باعث کاهش بازدهی سیستم قدرت، افزایش انرژی ایجاد شده، افزایش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات، و کاهش ظرفیت سیستم می‌شود. بانک خازنی می‌تواند با کاهش توان راکتیو و افزایش ضریب قدرت، بازدهی سیستم قدرت را بهبود بخشد. در واقع، با اضافه کردن بانک خازنی به یک سیستم قدرت، توان راکتیو کاهش می‌یابد و ضریب قدرت افزایش می‌یابد.

بنابراین، ضریب قدرت در بانک خازن نشان دهنده توان فعال نسبت به توان متقابل در سیستم قدرت است و باعث بهبود بازدهی و بهینه‌سازی کارایی سیستم قدرت می‌شود.

انواع تابلو بانک خازنی

تابلوهای بانک خازنی انواع مختلفی دارند که بر اساس نیازهای مختلف صنعتی و تجاری طراحی شده‌اند. در اینجا به برخی از انواع اصلی آن‌ها اشاره می‌کنم:

1. تابلو بانک خازنی ثابت:

– برای جبران توان راکتیو ثابت استفاده می‌شود.

– مناسب برای بارهای الکتریکی با مصرف نسبتاً ثابت.

2. تابلو بانک خازنی اتوماتیک:

– قابلیت تنظیم خودکار توان راکتیو بر اساس نیاز لحظه‌ای سیستم.

– مجهز به رگولاتور برای کنترل ضریب توان.

3. تابلو بانک خازنی فیلتردار:

– برای کاهش هارمونیک‌های شبکه طراحی شده است.

– شامل راکتور سری برای فیلتر کردن هارمونیک‌ها.

4. تابلو بانک خازنی سلف‌دار:

– برای جلوگیری از تشدید در شبکه‌های با هارمونیک بالا استفاده می‌شود.

– دارای سلف سری برای محدود کردن جریان هجومی.

5. تابلو بانک خازنی فشار متوسط:

– برای استفاده در شبکه‌های فشار متوسط (معمولاً 20 کیلوولت) طراحی شده است.

– دارای تجهیزات حفاظتی مخصوص ولتاژ بالا.

6. تابلو بانک خازنی فشار ضعیف:

– برای استفاده در شبکه‌های فشار ضعیف (معمولاً 400 ولت) طراحی شده است.

– مناسب برای اکثر کاربردهای صنعتی و تجاری.

هر یک از این انواع تابلو بانک خازنی برای شرایط خاصی مناسب هستند و انتخاب نوع مناسب به عواملی مانند نوع بار، میزان هارمونیک شبکه، و سطح ولتاژ بستگی دارد.

بانک خازنی در پست برق

بانک خازنی در پست های برق برای اهداف زیر استفاده می شود:

 بهبود ضریب توان (Power Factor Correction)

خازن ها با تزریق توان راکتیو خازنی، ضریب توان را بهبود می بخشند. این کار تلفات انتقال را کاهش داده و ظرفیت انتقال شبکه را افزایش می دهد.

 تنظیم ولتاژ (Voltage Regulation)

بانک های خازنی ولتاژ را در انتهای خطوط طولانی تنظیم می کنند. آنها با تزریق توان راکتیو، افت ولتاژ ناشی از بار راکتیو را جبران می کنند.

 فیلتر کردن هارمونیک ها (Harmonic Filtering)

بانک های خازنی به همراه راکتورها، فیلترهای غیرفعال را تشکیل می دهند که هارمونیک های مضر ناشی از بارهای غیرخطی را حذف می کنند.

 کاهش نوسانات ولتاژ (Reducing Voltage Fluctuations)

خازن ها نوسانات ولتاژ ناشی از کلیدزنی بارهای بزرگ مثل موتورها را کاهش می دهند و ولتاژ را پایدار می کنند.

 صرفه جویی اقتصادی (Economic Savings)

با بهبود ضریب توان و کاهش تلفات، هزینه های انتقال و تولید برق کاهش یافته و در مصرف انرژی صرفه جویی می شود.

بنابراین بانک های خازنی نقش مهمی در بهبود کیفیت و پایداری برق، افزایش ظرفیت انتقال، و بهینه سازی اقتصادی شبکه های قدرت ایفا می کنند.

نحوه محاسبه بانک خازنی

برای محاسبه بانک خازنی باید مراحل زیر را طی کنیم:

 محاسبه توان راکتیو مورد نیاز برای اصلاح ضریب توان

ابتدا توان راکتیو فعلی (Q1) را با استفاده از توان اکتیو (P) و ضریب توان فعلی (cos φ1) محاسبه می‌کنیم:

Q1 = P × tan(arccos(cos φ1))

سپس توان راکتیو مورد نیاز برای رسیدن به ضریب توان مطلوب (cos φ2) را محاسبه می‌کنیم:

Q2 = P × tan(arccos(cos φ2))

توان راکتیو بانک خازنی مورد نیاز (Qc) از تفاضل این دو بدست می‌آید:

Qc = Q1 – Q2

 محاسبه ظرفیت خازنی مورد نیاز

با داشتن ولتاژ شبکه (V) و فرکانس (f)، ظرفیت خازنی را می‌توان محاسبه کرد:

C = Qc / (2π × f × V² × 3)

انتخاب خازن‌های استاندارد

پس از محاسبه ظرفیت مورد نیاز، باید خازن‌های استاندارد موجود در بازار را انتخاب کنیم که مجموع آنها نزدیک به ظرفیت محاسبه شده باشد.

دلایل استفاده از تابلو بانک خازنی

دلایل اصلی استفاده از تابلو بانک خازنی عبارتند از:

 بهبود ضریب توان (Power Factor)

با نصب خازن ها در مدار، جریان راکتیو کاهش یافته و ضریب توان افزایش می یابد. بهبود ضریب توان باعث کاهش تلفات انرژی در خطوط انتقال می شود.

کاهش هزینه برق مصرفی

اصلاح ضریب توان موجب کاهش جریان و در نتیجه کاهش تلفات و هزینه های برق مصرفی خواهد شد. شرکت های برق برای ضرایب توان پایین جریمه در نظر می گیرند که با اصلاح آن، از پرداخت این جرایم معاف می شوید.

 افزایش ظرفیت شبکه

نصب خازن باعث کاهش جریان عبوری از شبکه می شود. به این ترتیب ظرفیت شبکه برای انتقال توان بیشتر افزایش می یابد و نیاز به سیم های با سطح مقطع بزرگتر و تجهیزات جدید کاهش می یابد.

کاهش افت ولتاژ

جریان راکتیو موجب افزایش افت ولتاژ می شود. جبران‌سازی توان راکتیو با استفاده از خازن، باعث کاهش افت ولتاژ و بهبود پروفیل ولتاژ در شبکه خواهد شد.

افزایش طول عمر تجهیزات

کاهش جریان راکتیو و بهبود ضریب توان، باعث کاهش حرارت در تجهیزات الکتریکی شده و در نتیجه طول عمر ترانسفورماتورها، کابل ها و سایر تجهیزات افزایش می یابد.

حذف هارمونیک ها

برخی بانک های خازنی شامل فیلترهای هارمونیکی هستند که علاوه بر جبران‌سازی توان راکتیو، نویزها و هارمونیک های ناشی از بارهای غیرخطی را نیز از بین می برند.

بنابراین استفاده از تابلو بانک خازنی باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کاهش هزینه ها، افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر تجهیزات الکتریکی، بهبود کیفیت توان و راندمان کلی سیستم قدرت می شود.

قیمت تابلو بانک خازنی

قیمت تابلو بانک خازنی بستگی به عوامل مختلفی از جمله موارد زیر دارد:

ظرفیت خازنی: ظرفیت مورد نیاز بانک خازنی بر اساس میزان توان راکتیو مورد نیاز و اندازه بار تعیین می شود. هرچه ظرفیت بالاتر باشد، قیمت تابلو نیز افزایش می یابد.

سطح ولتاژ: تابلوهای خازنی در سطوح ولتاژ مختلف مانند فشار ضعیف (400 ولت)، فشار متوسط (11 و 33 کیلوولت) و فشار قوی (63 کیلوولت به بالا) تولید می شوند. با افزایش سطح ولتاژ، قیمت تابلو نیز بالاتر می رود.

نوع خازن: خازن های مورد استفاده در تابلوها شامل خازن های روغنی، گازی و خشک می باشند. نوع خازن انتخابی بر اساس شرایط محیطی و کاربرد، بر قیمت نهایی تاثیرگذار است.

امکانات و تجهیزات جانبی: وجود امکاناتی مانند رگولاتور، فیلتر هارمونیکی، سیستم کنترل هوشمند، کلیدهای کنتاکتوری، رله های حفاظتی و سایر تجهیزات جانبی، قیمت نهایی تابلو را افزایش می دهد.

نوع مونتاژ: تابلوهای بانک خازنی در انواع دیواری، ایستاده و کشویی تولید می شوند که نوع مونتاژ انتخابی بر روی قیمت تاثیر دارد.

برند و کیفیت ساخت: محصولات برندهای معتبر و باکیفیت که دارای گواهینامه های بین المللی هستند، قیمت بالاتری نسبت به نمونه های معمولی دارند.

با توجه به تنوع مشخصات و برندهای مختلف، قیمت تابلو بانک خازنی می تواند از چند میلیون تومان تا چند صد میلیون تومان متغیر باشد. جهت اطلاع از قیمت دقیق، با کارشناسان الکتروشایلی تماس بگیرید

نیجه گیری

تابلوهای بانک خازنی نقش مهمی در بهبود کیفیت توان و کاهش هزینه‌های برق صنعتی ایفا می‌کنند.
نتایج اصلی عبارتند از:

1. اصلاح ضریب توان: نصب تابلو بانک خازنی موجب بهبود ضریب قدرت و کاهش جریان راکتیو می‌شود که منجر به کاهش تلفات و بهینه‌سازی مصرف انرژی می‌گردد.
2. مزایای اقتصادی: کاهش قابل توجه در هزینه‌های برق مصرفی، حذف جریمه‌های مربوط به ضریب قدرت پایین و افزایش طول عمر تجهیزات الکتریکی.
3. بهبود کیفیت برق: کاهش افت ولتاژ، بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش اعوجاجات هارمونیکی در شبکه برق.
4. صرفه‌جویی در ظرفیت: آزادسازی ظرفیت ترانسفورماتورها و خطوط انتقال که امکان توسعه سیستم را فراهم می‌کند.
5. حفاظت تجهیزات: محافظت از تجهیزات در برابر اضافه ولتاژ و اضافه جریان از طریق سیستم‌های حفاظتی تعبیه شده.

سوالات متداول بانک خازنی

۱. بانک خازنی چیست؟

بانک خازنی مجموعه‌ای از خازن‌هاست که برای اصلاح ضریب توان و کاهش توان راکتیو در شبکه‌های برق استفاده می‌شود.

۲. چرا به بانک خازنی نیاز داریم؟

• بهبود ضریب توان و کاهش هزینه‌های برق
• کاهش تلفات در خطوط انتقال
• بهبود کیفیت ولتاژ سیستم
• افزایش ظرفیت انتقال توان اکتیو

۳. چگونه ظرفیت بانک خازنی محاسبه می‌شود؟

ظرفیت بر اساس توان راکتیو مورد نیاز برای رسیدن به ضریب توان مطلوب و با توجه به مشخصات بار محاسبه می‌شود.

۴. نحوه نصب و نگهداری بانک خازنی چگونه است؟

• نصب باید توسط متخصصان انجام شود
• نیاز به سیستم تهویه مناسب
• بازرسی دوره‌ای اتصالات و تجهیزات حفاظتی
• کنترل منظم دما و عملکرد خازن‌ها

۵. مشکلات رایج بانک خازنی کدامند؟

• داغ شدن بیش از حد
• خرابی فیوزها
• اتصال کوتاه داخلی
• آسیب دیدگی در اثر هارمونیک‌ها

۶. عمر مفید بانک خازنی چقدر است؟

با نگهداری مناسب، معمولاً بین ۱۰ تا ۱۵ سال عمر مفید دارند.