انتخاب بهینه ی ماشین های الکتریکی
یکی از مزایای بانک خازن انتخاب بهینه اسیز ماشین های الکتریکی در صنعت است. در پروسهی تولید و انتقال انرژی متناوب از ماشینهای الکتریکی به صورت دوار و ثابت استفاده میشود. ماشینهای دوار مانند ژنراتورها وظیفهی تولید توان را داشته و اغلب در نیروگاهها قرار دارند. قابل ذکر است اصطلاح تبدیل توان صحیح تر است زیرا توسط ژنراتور نیروی مکانیکی به الکتریکی تبدیل میشود.
خروجی ژنراتورها پس از تبدیل ولتاژ توسط ترانسفورماتور به شبکهی سراری تزریق میشود. ترانسفورماتور یک ماشین الکتریکی ثابت بوده و در گروههای مختلفی در صنعت استفاده میشود. نفش اصلی این ماشین در شبکههای تولید و انتقال؛ تبدیل انرژی به سطوح مختلف ولتاژ و جریان است.
توان ژنراتورها و ترانسفورماتورها معمولا به صورت ظاهری و با واحدهای ولت آمپر، کیلو ولت آمپر و مگا ولت آمپر بیان میشود. روی ژنراتورها یک پلاک وجود داشته که ضمن مشخص کردن حداکثر توان ظاهری یا S، مقدار
Cosφ
و توانهای اکتیو مجاز را شرح داده است.
مزایای اجرای بانک خازن
در اصل این توان مشخص کنندهی ظرفیت حرارتی هادیها به کار رفته در ماشین بوده و مستقل از نسبت مولفههای اکتیو و راکتیو است.
در صورتی که توان اکتیو را ثابت در نظر بگیریم، با کاهش توان راکتیو برآیند کلی سیستم یعنی توان ظاهری آن کاهش پیدا میکند. با کاهش توان ظاهری میتوان ماشینهای الکتریکی کوچکتری انتخاب کرده و یا از ماشینهای موجود توان اکتیو بیشتری عبور داد.
اصلاح ضریب توان در تاسیسات الکتریکی باعث کوچکتر شدن توان ظاهری یا S در ماشینهای الکتریکی خواهد شد.
برای درک بهتر این موضوع به جدول زیر توجه کنید. در ستون سمت راست جدول؛ توان ترانسفورماتورهای توزیع یا فشار متوسط از 63 تا 1250 کیلو ولت آمپر آورده شده است. همانطور که شرح داده شد این توان به صورت ظاهری یا S بوده و مستقل از مولفههای اکتیو و راکتیو بار است.
مشخص شده و دارای مقادیر 0.5 تا 1 هستند. در این ستونها میزان توان اکتیو مجاز هر ترانسفورماتور براساس کیلو وات درج شده است.
بهعنوانمثال از یک ترانسفورماتور 250 کاوا در ضریب توان 0.7 میتوان 175 کیلو وات توان اکتیو یا مفید دریافت کرد. با ثابت در نظر گرفتن توان اکتیو و ارتقاء
Cosφ
یا ضریب توان 0.9 میتواند 180 کیلو وات را به بار تحویل دهد.
توان ظاهری
ترانسفورماتور(KVA)
توان ترانسفورماتور (KW)
Cosφ
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
63 32 38 44 50 57 63
100 50 60 70 80 90 100
125 63 75 88 100 113 125
160 80 96 112 128 144 160
200 100 120 140 160 180 200
250 125 150 175 200 225 250
315 158 189 221 252 284 315
400 200 240 280 320 360 400
630 315 378 441 504 567 630
800 400 480 560 640 720 800
1000 500 600 700 800 900 1000
1250 625 750 875 1000 1125 1250
با کاهش توان ظاهری میتوان ماشینهای الکتریکی کوچکتری انتخاب کرده و یا از ماشینهای موجود توان اکتیو بیشتری عبور داد.
انتخاب بهینه هادی ها
انتخاب بهینه سایز هادی ها یکی دیگر از مزایای بانک خازن است. برای بیان ظرفیت هادیها در انتقال انرژی الکتریکی مانند انواع خطوط، سیم، کابل، شینه و غیره اغلب از واحد آمپر استفاده میشود. آمپر و واحدهای دیگر آن مانند کیلو آمپر در واقع بیان کنندهی ظرفیت حرارتی هادی در برابر عبور جریان هستند. واحد کیلو آمپر در بیان استقامت هادی در برابر جریانهای اتصال کوتاه نیز استفاده میشود.مزایای جبران سازی توان راکتیو
به عبارت دیگر برای یک هادی تنها برآیند کلی جریان مهم بوده و تفاوتی ندارد که سهم مولفههای اکتیو و راکتیو آن چقدر است. با این شرایط میتوان نتیجه گرفت که اصلاح ضریب توان برای انتخاب بهینهی سایز هادی ها نیز مهم است زیرا اینکار باعث کوچکتر شدن برآیند جریان در سیستم میشود.
مطالبی که در حال مطالعهی آن هستید به صورت تصویری در دوره طراحی بانک خازن آموزش داده شده است. در این دوره تصویری با توان در جریان متناوب، مفهوم جبرانسازی توان راکتیو، مزایای فنی و اقتصادی جبرانسازی، مشخصات بانک خازن، محاسبه ضریب توان، محاسبه خازن از طریق قبض برق، انتخاب خازن برای الکتروموتور و ترانسفورماتور، انتخاب تجهیزات سوئیچ و حفاظت در بانک خازن و دستور العمل راهاندازی بانک خازن آشنا شده و چند بانک خازن را به صورت عملی بررسی و تست میکنیم. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این دوره میتوانید روی عبارت طراحی بانک خازن کلیک کنید.
در انتخاب هادیها علاوه بر جریان نرمال؛ مسائل بسیار مهم دیگری مانند نوع عایق، ولتاژ قابل تحمل، نحوهی احداث، سطح اتصال کوتاه، دمای محیط، کنارهم قرار گرفتن هادیها و غیره نیز وجود دارد. نقش اصلاح ضریب توان ضریب توان در کاهش جریان عبوری از سیستم را میتوان با یک مثال به وضوح دید. تصویر کنید یک شرکت 170 کیلو وات توان اکتیو با ضریب توان 0.7 دریافت میکند. طبق محاسبات زیر جریان در این بخش معادل 350 آمپر خواهد بود.
P=170kwCosφ1=0.7P=3×U×I×Cosφ
I0.7=P3×U×COSφ1
=170×1033×400×0.7=350.5A
برای انتخاب سطح مقطع هادیها میتوان از جداول استاندارد استفاده کرد. توجه داشته باشید که مقادیر درج شده در جدولها بر اساس طول، روش نصب، نوع عایق، حرارت و غیره بوده و ممکن است با یکدیگر متفاوت باشند.
بهعنوانمثال به جدول صفحهی بعد توجه کنید. در قسمت بالای جدول مشخص شده که این اطلاعات در خصوص هادیهای نصب شده در نردبان یا سینیهای استاندارد با تهویه هستند. در ستون سمت راست سطح مقطع کابل تک رشته از 25 تا 630 میلیمتر آورده شده است. جریان عبوری از این هادیها با توجه به نوع عایق و میزان تحمل دما با یکدیگر اختلاف دارد.
همانطور که مشاهده میکنید برای عبور جریان 350 آمپر باید از کابل 120 میلیمتری با عایق XLP/EPR استفاده کرد. در صورتی که ضریب توان همین شرکت از 0.7 به 0.9 ارتقاء داده شود؛ جریان عبوری از سیستم معادل 272 آمپر خواهد بود.