X
تبلیغات
الکترو تکنولوژی - خازن گذاری در شبکه های توزیع و انتقال برق

 

جبران سازی توان راکتیو و استفاده از منابع توان راکتیو محلی،یکی از مباحث مهم و بسیار پر سابقه در مطالعات شبکه های توزیع و انتقال برق است.

 

در استفاده از خازن بعنوان یک منبع جبرانسازتوان راکتیو محلی، یکی از تابع هدفهای اصلی  کاهش تلفات شبکه است.(علاوه بر بهبود پروفایل ولتاژ )

 

قید اصلی در تعیین تعداد و ظرفیت بانکهای خازنی مورد استفاده ، مقایسه منافع ناشی از کاهش تلفات با هزینه های ناشی از خرید تجهیزات،هزینه های نصب  و ... است.

 

برای انجام محاسبات فوق میبایست قیمت هر یک کیلووات توان تولیدی در شبکه موجود محاسبه شود و با توجه به قیمت تمام شده هر کیلو/مگا وار ظرفیت خازنی نصب شونده در شبکه، نقطه سربه سری هزینه ها (که در واقع نقطه مینیمم تابع هدف کاهش تلفات است) بعنوان شاخص حداقل در تصمیم گیری محاسبه شود.

 

با توجه به مطالعات پخش بار و خازن گذازی در نقاط مختلف شبکه و با توجه به شاخص فوق ، تعداد ، ظرفیت و محل بهینه بانکهای خازنی محاسبه و نهایی میشوند.

 

 

 

 

 

  بانک خازنی

 

   انواع توان در شبکه های توزیع


می دانیم در شبکه های جریان متناوب توان ظاهری که از مولدها دریافت می شود به دو بخش توان مفید و غیر مفید تقسیم می شود . نحوه این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد به این معنی که هر قدر ضریب توان (CosΦ) به یک نزدیکتر باشد سهم توان مفید بیشتر است . این اتفاق در مدارتی رخ می دهد که مصارف اهمی آن بیشتر است .مانند سیستمهای روشنایی یا تولید گرما توسط انرژی برق . اما می دانیم که سهم عمده مصارف شبکه ها را مصرف کننده های (اهمی – سلفی ) دریافت می کنند . مانند الکتروموتورها – ترانسفورماتورهای توزیع – چوکها و .... که درآنها سیم پیچ یا سلف نقش اصلی را ایفا می کند . در سیمپیچها به علت خاصیت ذخیره سازی انرژی الکتریکی بصورت میدان مغناطیسی توان همواره بین شبکه و سلف رد و بدل می شود . سلف در یک چهارم زمان تناوب توان دریافت می کند و در یک چهارم بعدی زمان ، توان را به شبکه پس می دهد . درست است که نتیجه ریاضی این عمل یعنی عدم مصرف انرژی زیرا توان داده شده به سلف با توان دریافت شده از ان برابر است اما در عمل این اتفاق رخ نمی دهد زیرا توان پس داده شده به شبکه امکان استفاده را برای مولد ایجاد نمی کند و این توان در هر حالتی از مولد دریافت شده است . و برای رسیدن به مصرف کننده اهمی – سلفی از شبکه توزیع شامل : سیمها – کابلها و ... عبور کرده است .

نتیجه اینکه سلف توانی را از مولد دریافت می کند اما این توان را به شبکه پس می دهد . این توان قابل استفاده نیست و در مسیر عبور تلف می شود . پس مقدار از توان تلف می شود . مصرف کننده های فوق برای انجام اینکار به توان مذکور نیاز دارند اما این توان برای شبکه مضر است و زیانهای زیر را در پی دارد :

- اضافه شدن جریان مولد و درنتیجه نیاز به مولدهایی با توانهای بیشتر
- چون جریان شبکه زیاد می شود به سیمها و کابلهایی با سطح مقطع بالاتر برای کاهش افت ولتاژ نیاز است که این موضوع هزینه اولیه شبکه را افزایش می دهد .
- اتلاف توان در شبکه های توزیع بصورت حرارت روی می دهد در نتیجه هر کاری کنید نمی توانید از این اتلاف جلوگیری کنید . نتیجه این اتلاف توان ،کاهش ولتاژ مصرف کننده می باشد که این موضع راندمان مصرف کننده را پایین می آورد .
- نمی توان این توان را به مصرف کننده های اهمی سلفی تحویل نداد زیرا کار آنها مختل می شود .

خازن ناجی شبکه های تولید و توزیع


توان هم در خازنها بصورت توان غیر مفید است درست مانند سلفها در یک چهارم پریود موج متناوب ،توان دریافت می کنند و در یک چهارم بعدی توان را تحویل می دهند پس خازنها هم مانند سلفها باعث افرایش توان راکیتو ( غیر مفید ) شبکه می شوند اما اتفاق بامزه زمانی روی می دهد که خازن و سلف با هم در شبکه قرار گیرند .
این دو برعکس هم عمل می کنند . یعنی زمانی که سلف توان می گیرد خازن توان می دهد و زمانی که سلف توان می دهد خازن توان می گیرد . پس توانهای غیر مفید این دو فقط یکبار از شبکه دریافت می شود و در زمانهای بعد بین آنها تبادل می شود بدون اینکه مولد این توان را تحمل کند . پس مصرف کننده های اهمی سلفی توان راکتیو خود را دریافت می کنند و مولد و شبکه توزیع آنرا تولید و پخش نمی کنند زیرا این کار را خازن انجام می دهد . این خازنها از حالا به بعد ، خازنهای اصلاح ضریب توان نام می گیرند و وظیفه آنها تامین توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده های اهمی سلفی است .

اتصال خازن به شبکه


خازنهای اصلاح ضریب توان باید در شبکه بصورت موازی قرار گیرند . برای اینکار در شبکه های تکفاز باید به فاز و نول وصل شوند و در شبکه های سه فاز پس از اتصال بصورت ستاره یا مثلث آنگاه به سه فاز متصل می شوند .
این خازنها باید از انواعی انتخاب شوند که بتوانند دایمی در مدار قرار گیرند پس باید بتوانند ولتاژ شبکه را تحمل کنند در محاسبه خازن از انواعی استفاده می شود که ولتاژ مجاز آنها 15% بیشتر از ولتاژ شبکه باشد .

محاسبه خازن

 
نقش خازن در شبکه کاهش توان راکتیو مصرف کنند های اهمی – سلفی از دید مولدها است . با این اتفاق ضریب توان مفید به یک نزدیک می شود . پس با کنترل ضریب توان امکان کنترل توان راکتیو وجود دارد . این کار بکمک یک کسینوس فی متر صورت می گیرد . یعنی بکمک کسینوس فی متر می توان دریافت که ضریب توان و در نتیجه توان راکتیو در چه وضعیتی قرار دارد .

خازن مذکور باید برابر نیاز شبکه باشد در غیر اینصورت خود توان راکتیو از مولد دریافت می کند و همچنین سبب افزایش ولتاژ آن می شود . پس باید خازن مطابق نیاز شبکه محاسبه شود .

پرسش : شبکه به چه مقدار خازن نیاز دارد ؟
پاسخ : مقداری که ضریب توان را به یک نزدیک کند . این مقدار خازن خود توان راکتیوی ایجاد می کند که توان راکتیو مصرف کننده اهمی – سلفی را جبران می کند . پس مقدار خازن به مقدار توان راکتیو مدار بستگی دارد . هر قدر این توان قبل از خازن گذاری بیشتر باشد ، اندازه خازن نیز بزرگتر خواهد بود .
با توجه به مطالب گفته شده باید برای محاسبه خازن دو مقدار مشخص شود :

یک – مقدار ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاری
دو – مقدار ضریب توان شبکه بعد از خازن گذاری که انتظار داریم شبکه به آن برسد
سه - اندازه توان اکتیو

پس از تعیین این مقادیرمراحل زیر را پی می گیریم . برای مقدار ضریب توان مطلوب مثلا عدد 9/0 مقدار خوبی است . حال دو مقدار ضریب توان داریم یکی ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاری و دیگری ضریب توان مطلوب که می خواهیم با گذاردن خازن به آن برسیم . بکمک رابطه زیر مقدار توان راکتیو مورد نظر را که با آمدن خازن تامین می شود محاسبه می کنیم . ( توجه : در خرید خازنهای اصلاح ضریب توان بجای فارد برای تعیین ظرفیت خازن از میزان توان راکتیو آن خازن سخن گفته می شود.)

محاسبه خازن در این مرحله تمام می شود و مقدار توان بدست آمده همان مقدار خازن موردنیاز است .

Q = P . F

|

ورودی شبکه

 

یک شبکه انتقال از: نیروگاه های برق، پست های برق و مدارات انتقال ساخته شده است. معمولاً برق از طریق یک جریان متناوب سه فاز انتقال می یابد. در نیروگاه ها، برق را در سطح ولتاژی نسبتاً پایین در حدود 10 تا 15 کیلو ولت تولید می کنند، سپس توسط ترانسفورماتور نیروگاه، آن را به یک ولتاژ بالا (220 تا 440 کیلو ولت) جریان متناوب می رسانند تا آن را به یک پست برق که نقطه خروجی شبکه است و در فواصل دور قرار دارد، انتقال دهند.

 

تلفات

 

به منظور کاهش درصد تلفات توان راکتیو لازم است که الکتریسیته را در ولتاژهای بالا انتقال دهیم. هرچه که ولتاژ بالاتر باشد جریان کمتر خواهد بود که این امر اندازه ی کابل مورد نیاز و میزان انرژی تلف شده را کاهش می دهد. انتقال در طول خطوط بلند معمولاً در ولتاژهای 100 کیلو ولت و بالاتر صورت می گیرد. تلفات انتقال و توزیع در ایالات متحده در سال 2003م 2/7 و در انگلستان در سال 1998م 4/7 درصد تخمین زده شده است.

 

وقتی لازم است که توان را در طول خطوط بسیار بلند انتقال دهیم، استفاده از جریان مستقیم برای انتقال، به جای جریان متناوب موثرتر ( و بنابراین اقتصادی تر) است. به دلیل اینکه این امر نیازمند هزینه کردن پول بسیار زیادی بر روی مبدل های توان AC/DC است، از این روش تنها در هنگام انتقال مقادیر بسیار زیاد توان در طول خطوط بسیار بلند یا برای موقعیت های خاص، نظیر یک کابل زیر دریا انجام می شود.

همچنین به دلیل طبیعت بارهایی که به شبکه وصل می شوند، توان از بین می رود؛ این تلفات با نام ضریب توان بیان می شود. اگر ضریب توان کم باشد بخش زیادی از توان هدر می رود. شرکت های بهره بردار تلاش شایان توجهی را برای حفظ یک ضریب توان خوب صرف می کنند.

 

خروجی شبکه

 

پست های برق برای کاهش دادن ولتاژ و تغذیه آن به خطوط برق محلی کم ولتاژ برای توزیع به کاربران تجاری و خانگی، نیز به کار می روند. عموماً الکتریسیته با استفاده از ترانسفورماتورهای واسطه به یک ولتاژ زیر- انتقال (66-132 کیلو ولت) تبدیل می شود و سپس به یک ولتاژ متوسط (10 - 50 کیلو ولت) تبدیل شده، و در نهایت، در پست های توزیع، برق به ولتاژ پایین (220-330 ولت) تبدیل می شود.

تمامی روش تغذیه از خطوط توزیع تا مصرف کننده های کوچک انتهای خط از طریق اتصالات تک فاز یا سه فاز است.

ارتباطات

خطوط انتقال را می توان برای انتقال اطلاعات هم مورد استفاده قرار داد، که حامل خط برق یاPLC خوانده می شود.

 

خازن‏گذاري در شبكه‏هاي توزيع

 

خازن‏گذاري در شبكه‏هاي توزيع باعث اصلاح ضريب‏قدرت و كاهش تلفات مي‏گردد. اين دو تأثير موجب آزادسازي قابل‏ملاحظه‏‏ ظرفيت شبكه‏ و توليد مي‏شود. به‏طوركلي مزاياي نصب خازن با نزديك‏ترشدن محل نصب آن‏ به‏محل مصرف افزايش مي‏يابد. سطح ولتاژ هم به‏ نحو موثرتري‏ بهبود مي‏يابد. با اين‏ حال تاكنون توجه كافي به‏ خازن‏گذاري در شبكه‏هاي توزيع و خصوصا" شبكه‏هاي فشارضعيف نشده‏بود. شايد مهمترين دليل اين كم‏توجهي "مقايسه نشدن هزينه‏هاي خازن‏گذاري با هزينه‏هاي سنگين احداث نيروگاه‏ و شبكه‏هاي انتقال‏ و توزيع" باشد.

 

با اجراي طرح : افزايش ولتاژ نقاط انتهايي فيدرهاي فشارضعيف از حدود 4 تا 15 ولت بدون افزايش ولتاژ نقاط ابتدايي، كاهش جريان فيدرهاي فشارضعيف از 5 تا 20 درصد ، كاهش توان اكتيو و راكتيو فيدرها از 5 تا 20 درصد، كاهش10 تا 40 از تلفات فيدرهاي فشارضعيف، رفع نياز افزايش ظرفيت بسياري از فيدرها و ترانسفورماتورهاي توزيع، كاهش قابل‌ملاحظه قطعي كليد فيدرهاي پربار، جلوگيري از كم‌شدن طول عمر الكتروموتور وسايل خانگي مانند يخچال و فريزر به‎دليل افت ولتاژ قابل ملاحظه (افت ولتاژ موجب افزايش جريان دريافتي اين وسايل ، گرم شدن زياد سيم‎پيچي و درنتيجه كاهش عمر مي‎شود) و كاهش آلودگي محيط زيست به‎دليل كاهش توليد انرژي الكتريكي توسط نيروگاه‎ها (بخشي از انرژيي كه قبلا تلف مي‎شد) حاصل گرديد.

 

با خازن‏‏‏گذاري در مسير فيدرهاي فشارضعيف هوايي (به‎جاي ابتداي فيدرها) افت ولتاژ نقاط انتهايي فيدرها بدون افزايش ولتاژ نقاط ابتدايي ، جبران مي‏شود.

 

با خازن‏‏‏گذاري در مسير فيدرهاي فشارضعيف هوايي (به‎جاي ابتداي فيدرها) احتمال تشديدِ(رزونانس) ناشي از نزديكي محل نصب خازن و ترانسفورماتور ، به‏‏‏دليل قرار گرفتن خازن و ترانسفورماتور در طرفينِ بخشي از مقاومت فيدر ، منتفي مي‌گردد.

 

حدود نيمي از 25% تلفات پيك بار (با احتساب مصرف‏ داخلي نيروگاه‌ها) مربوط به‌ شبكه‏هاي فشارضعيف است. ازميان انواع مختلف خازن‏‏‏گذاري (در شبكه‏هاي انتقال‏ ، فوق‌توزيع ، فشارمتوسط توزيع ، ابتداي فيدرهاي فشارضعيف ، در مسير فيدرهاي فشارضعيف) تنها خازن‏‏‏گذاري در مسير فيدرهاي فشارضعيف مي‏تواند در كاهش تلفات شبكه‏هاي فشارضعيف و درنتيجه كاهش بزرگترين عامل ايجاد تلفات پيك بار موثر باشد.

 

تجربه 30 ساله نصب خازن در مسير شبكه‏هاي فشارضعيف هوايي خوزستان نشان مي‏‏‏دهد اين نوع خازن‏‏‏گذاري فشارضعيف ازنظر عدم بروز مشكلات بهره‌برداري ، جزو مناسب‎‎ترين روش‎هاي خازن‏‏‏گذاري است

 

 

 

 

تابلوهای صنعتی و انواع تابلو برق کنترل-فرمان-توزیع

 

ساخت تابلوهای برق صنعتی کنترل-فرمان-قدرت-توزیع -اتوماسیون برای مصارف گوناگون صنعتی و تجاری
ساخت یونیت های قدرت تیریستوری تا قدرت 3 مگاوات
ساخت بانک های خازن
اجرای سیستم های اتوماسیون و مونیتورینگ صنعتی به وسیله کامپیوتروPLC
مونیتورینگ وکنترل دمای کوره ها واجرای سیکل های عملیات حرارتی به وسیله کامپیوتر.
مونیتورینگ و ثبت دمای سردخانه به وسیله کامپیوتر.
کنترلرهای دیجیتال و ابزار دقیق.

کاهش هزینه برق کارخانجات با تابلو خازن

 


 

در کارخانجات صنعتی معمولا دو کنتور سه فاز اکتیو و راکتیو نصب می شود که با نصب تابلو خازن می توان هزینه برق کنتور راکتیو را به صفر رساند.

رگلاتور اصلاح ضریب قدرت (کاربردهای آن در در بانکهای خازنی)

1.اندازه گیری توان راکتیو مورد نیاز و سوئیچینگ برای مراحل مختلف خازنها

1-1.اندازه :

جریان شبکه توسط ترانسفورماتور جریان (CT) داخل رگلاتور کاهش یافته وارد رگلاتور می شود.

اگر اندازه گیری جریان روی فاز L1 باشد اندازه گیری ولتاژ بایستی روی فازهای L2 و L3 باشد.

در صورتی که جریان از ولتاژ جلوتر باشد مدار خازنی و در صورتی که جریان از ولتاژ عقب تر باشد مدار سلفی است.

 

استفاده از محافظ الكترواستاتيكي بجاي درهم كردن سيم پيچ ها جهت افزايش خازن سري سيم پيچها در ترانسفورماتورهاي قدرت

برخـــورد صـــاعقه بـــه ســـيم پـــيچ هـــاي فشـــارقوي در ترانسفورماتورهاي قدرت سبب ايجـاد تـنش ضـربه اي روي سيم پيچي اين ترانسفورماتورها مي شود . در توزيع اين ولتـاژ بر روي سيم پيچها و در نتيجه تـنش ضـرب ه اي ايجـاد شـده ، اندازه خازن سري سيم پيچها به عنوان يكي از پارامترهاي مهم محسوب مي شود ، بطوريكه هر چه اندازه خازنهاي سري سيم پيچ بزرگتر باشد ، توزيع ولتاژ ضربه به حالت خطي نزديكتر و در نتيجه تنش اعمالي روي سيم پيچها كمتر خواهـد بـود . بـه همين منظور در طراحي تر انسفورماتورهاي قدرت از سيم پيچ درهم 1 به جاي سيم پيچ بشقابي ساده استفاده مي كننـد تـا از اين طريق خازن سري سيم پيچها را افزايش دهند . اين مقاله به معرفي شبكه محافظ الكترواسـتاتيكي بكـاربرده شده در سيم پيچ بشقابي ، به منظور افزايش خازن سـري سـيم پيچ و با هدف خط ي سازي توزيع ولتاژ ضربه پرداختـه و اثـر اين محافظهاي الكترواستاتيكي را در تعديل ولتاژ ضربه با سيم پيچي در هم مورد مقايسه قرار مي دهد .



ارائه الگوريتم كنترلي برقگيركنترل شده با تريستور براي كاهش گذراي كليدزني خازن در شبكه

خازن هاي موازي به عنوان عناصر جبران كننده توان راكتيو در شبكه هاي توزيع، عموما در محـل پسـت و مصـرف نصـب و مورد استفاده قرار مي گيرند . خازن اصلاح ضـريب بـه منظـور
بهبود ضريب توان مصـرف كننـدگان در محـل مصـرف مـورد بهره برداري قرار مي گيرد . همچنـين شـركت هـاي بـرق، بـراي افزايش ظرفيت انتقـال تـوان و تصـحيح ولتـاژ در پيـك بـار، مبادرت به كليدزني خازن در پست توزيع مي ورزند . لذا يكـي از اتفاقــات شــبكه بــرق، وجــود حالــت هــاي گــذرا و اضــافه ولتاژهاي ناشي از كليدزني اين خازن ها مي باشد . در اين مقالـه اثرات گذراي كليدزني خازن در پست توزيع، در حالت نصب خازن اصلاح ضريب در محـل مصـرف بررسـي شـده اسـت . نتايج شبيه سازي نشـان مـي دهـد كـه ورود خـازن در پسـت موجب بروز اضافه ولتاژ شديد در محل مصرف مي گـردد . در اين مقاله الگوريتم كنترل برقگيرهاي كنترل شونده با تريسـتور جهت كاهش اضافه ولتاژ ناشي از كليدزني خازن پسـ ت ارائـه شده است كه در آن كنترلـر پـس از شناسـايي حالـت گـذرا، تريستورها را براي ورود برقگير به شبكه آتش مي نمايد . مزيت اين روش نسبت به روش هاي مرسوم، استفاده از برقگيري بـا م اكزيمم ولتاژ كار دائم 1 برابر يا كوچكتر از ولتـاژ نـامي شـبكه مــي باشــد . توانــايي ايــن روش، تشــخيص و حــذف ســريع حالت هاي گذرا و اضافه ولتاژهـاي كمتـر از سـطح حفـاظتي برقگيرهاي فعلي است . به طوري كه موجب كاهش محسوس اضافه ولتاژ، ميرايي سريع حالت گذرا ( كمتر از يك سـيكل ) و همچنين افزايش كيفيت ولتاژ دريافتي مصرف كننده مي گـردد . تحليل هاي تئوريك و نتـايج شـبيه سـازي بـا اسـتفاده از نـرم افزارهاي EMTP و MATLAB براي بررسـي روش مـذكور ارائه شده است .

 

 

 

 

تبیین ضریب قدرت دلخواه

مقدار ضریب قدرت دلخواه با تغییر بردار ولتاژ به اندازه زاوایه ای که تابع ضریب قدرت دلخواه است تغییر مکان داده می شود. تغییر مکان فاز به وسیله مدار RC تنظیم می شود.

                      

مقدار مقاومت R به وسیله پتانسیومتر که برحسب COS Q درج شده تنظیم می شود.

تصحیح ضریب قدرت : (چگونگی عملکرد رگلاتور)

کنترل مراحل خازن :

قسمت کنترل مراحل خازن دارای شمارنده ای است که تعداد خروجی های ان به اندازه مراحل خازن است.

 

وقتی جریان راکتیو زیاد باشد ولتاژ در نخستین سطح خروجی شمارنده تولید می شود. این ولتاژ یک رله کمکی را در نخستین گام خازن از طریق یک کنتاکتور وصل خواهند شد تغذیه می کند.

اگر ضریب قدرت در این حالت کافی نبود جریان راکتیو در سطحی به اندازه بالا باقی خواهد ماند و شمارنده ولتاژ را به خروجی دوم می دهد و تعداد زیادی خازن وارد مدار می شود. این عمل ادامه پیدا می کند تا ضریب قدرت دلخواه تنظیم شده به وجود آید.

برعکس در صورتی که جریان راکتیو پایین آمده شمارنده ولتاژ را به سطوح خروجی پایین می دهد.

 

محدوده های سوئیچینگ

در صورتی که C/Kبه طور غیر صحیح تنظیم شود در زمانهای خیلی کوتاه ما بین عمل سوئیچینگ حتی اگر خازنها به مقاومت های دشارژ نیز مجهز شوند مشکلاتی ایجاد خواهد شد.زمان داده شده به شمارنده رگلاتور حدود 65 ثانیه است که این زمان برای جلوگیری از جریان بیش از حد ناشی از سوئیچینگ تکراری خازن کافی است.

قطع در ولتاژ صفر

هنگامی که ولتاژ قطع است خازن باید قطع شود. در حالتی که به خروجی بیش از 2 پریود تاخیر نیفتد، شمارنده به طور خودکار صفر شده، هنگامی که ولتاژ وصل شود پس از حدود 90 ثانیه شمارنده دوباره استارت شده و سیکل سوئیچینگ جدید مراحل خازن شروع می شود.

تنظیم حساسیت (تنظیم جریان راکتیو) برای یک جریان اکتیو ثابت و برای ثابت کردن ضریب قدرت مقدار جریان راکتیو باید ثابت باشد.

در مورد خازن های عدسی یا سرامیک 100 Nکه این مقدار تا 330 N میتواند افزایش یابد این نکته مهم است که باید تا جایی که امکان دارد این خازن ها نزدیک آی سی رگلاتور در فیبر مدار چاپی (PCB)  نصب گردد ، این خازنها که بین زمین و ورودی آی سی و زمین و خروجی آی سی قرار میگیرد قرار دارند برای به حداقل رساندن نویز ناشی از فرکانس های زیاد است البته میتوان در بعضی مواقع که مدار اصلی زیاد حساس نیست از این خازنها صرف نظر کرد ولی پیشنهاد من استفاده از این خازن ها میباشد این امر بنابه تجربه بمن ثابت شده است که استفاده از این دو خازن که از نظر قیمت هم زیاد تفاوتی نمیکند باعث کار کرد بهتر آی سی های رگلاتور از لحاظ تثبیت بهتر ولتاژ و حتی گرم کردن کمتر آی سی میشود .

این سری از آی سی های رگلاتور سه پایه دارای ترانزیستورهایی بطور سری با بار میباشند که برای تنظیم مناسب و صحیح ولتاژ ، ترانزیستور های سری نبایستی در حالت اشباع باشند ، به همین دلیل بایستی مطمئن شویم که ولتاژ ورودی (Vin) همیشه لااقل چند ولت بیشتر از ولتاژ خروجی (Vo) باشد

تفاضل ولتاژ بین Vin و Vo را افت ولتاژ خروجی گویند وبرای سری 78XX و 79XX دارای حداقل مقدار 2 ولت است. پس حداقل ولتاژ ورودی باید 2 ولت از ولتاژ خروجی بیشتر باشد. هر چه اختلاف ین Vin و Vo افزایش یابد توان تلف شده توسط آی سی رگلاتور افزایش می یابد و این یعنی گرمای بیشتر و به رادیاتور بزرگتر و بهتری نیاز است بنابر این مقدار حداکثر ولتاژ ورودی (Vin) برای هر آی سی رگلاتور فرق میکند .

لازم به یادآوری است که این مقدار با توجه به مارک آی سی کمی متغییر میباشد ، برای مثال در آی سی 7805 مارک هریس  حداکثر ولتاژ ورودی (Vin) برابر با 18 ولت میباشد ولی برای همین آی سی 7805 بامارک نشنال یا موتورلا حداکثر ولتاژ ورودی (Vin) برابر با 24 ولت ذکر شده است ( این نکته هم مد نظر باشد که هر چه اختلاف ین Vin و Vo کمتر باشد آی سی کمتر گرم میشود ، البته آمپر خروجی هم در گرم کردن آی سی مؤثر است (

در زير يک مدار کاربردی از منبع تغذيه متقارن مشاهده ميشود که نحوه بکار بردن اين رگلاتورها برای منبع تغذيه متقارن است . البته اين مدار در بيشتر موارد که به تغذيه متقارن با ولتاژ مثبت و منفی يکسان نياز است بکار ميرود

 

تابلوی خازنی اصلاح ضريب قدرت

 

محاسبات خازن گذاری

 

 

هرچند كه خازن گذاري اقدامي مفيد محسوب مي شود ولي عملا مقوله پيچيده اي است و در صورتيكه به شكل علمي مورد توجه قرار نگيرد ممكن است نتايجي كاملا معكوس حاصل شود بدين جهت در زمينه مديريت مصرف و مديريت انرژي الكتريكي  در بررسي تئوري كاهش تلفات راكتيو و راهنماي نصب و مكان يابي خازن هاي فشار ضعيف  و آشنایی با ساختمان خازن و بانکهای خازنی تلاش میشود تا با بكارگيري دستورالعمل هاي معتبر ضمن ارائه تئوري راه حل هايي براي مكان يابي و محاسبه ظرفيت مورد نياز خازن در شبكه ارائه شود

طریقه ی محاسبه ی ظرفیت خازن و ساخت بانک خازن در سیستم های برق صنعتی

در مورد محاسبه ظرفیت خازن ها و چگونگی ساخت بانک خازن ( تابلو خازن )  باید اذعان کرد، بطور کلی محاسبه ظرفیت خازن مورد نیاز برای عموماً موتورهای صنعتی کار ساده ای نیست و نیاز به انجام محاسبات و آزمایشات پیشرفته ای دارد تا بتوان خازن دقیق را محاسبه و انتخاب کرد اما یک روش تجربی که در حال حاضر قریب به نود درصد مراحل مربوط به محاسبه و انتخاب خازن در مراکز صنعتی از این روش استفاده میشود و آن هم این است که:برای هر کیلووات توان اکتیو درموتورهای صنعتی، مقدار هفتاد میکروفاراد و یا به ازای هر اسب بخار توان اکتیو مقدار پنجاه میکروفاراد خازن روغنی بصورت موازی با موتور و به شکل دائم در مدار قرار میدهند. پس اگر یک موتور سی کیلوواتی را خواستیم به خازن اصلاح ضریب قدرت مجهز کنیم بلافاصله یک خازن روغنی دوهزاروصد میکروفارادی با آن موازی میکنیم و بصورت دائم در شبکه قرار میدهیم ( البته فقط زمانی که موتور روشن است ).

یادآور می شوم که ممکن است خازن دوهزار و صد میکروفارادی در بازار نباشد بنابراین ما مجبوریم نزدیک ترین رقم به آن را انتخاب کنیم مثلا از یک خازن دوهزارودویست میکروفارادی استفاده می کنیم.

نکته دیگر اینکه ولتاژ شبکه باید با ولتاژ قید شده بر روی خازن همخوانی داشته باشد.

مثلا برای الکتروموتوری که با ولتاژ 380 ولت کار می کند شما نمی توانید از یک خازن با ولتاژ 220 ولت استفاده کنید در غیر اینصورت بدون شک خازن منفجر خواهد شد و حتی ممکن است در لحظات اولیه به دلیل مصرف بسیار بالای جریان ناشی از مخدوش شدن لایه دی الکتریک منجر به خساراتی به تاسیسات جانبی نیز بشود، بنابراین در انتخاب ولتاژ کار خازن دقت کافی مبذول دارید.

یا مثلا در یک الکتروموتوری که 4 اسب بخار قدرت دارد مقدار دویست میکروفاراد خازن پیشنهاد می شود.

 

 

 

 

بانک خازن:

 

مثلثی را در نظر بگیرید،  این مثلث از بالا رو به پایین کم کم بزرگ و بزرگتر می شود.

حال مبنای کار ما از این مثلث شروع می شود. ابتدا یک خازن با ظرفیت کم و سپس هر چه رو به پایین میاییم خازن هایی با ظرفیت بالاتر وجود دارند برای بدست آوردن خازن های با ظرفیت بالا هم می توانید از یک خازن با ظرفیت بالا استفاده کنید و هم می توانید از چند خازن کم ظرفیت که با هم موازی شده اند استفاده کنید.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ابتدا به دستگاه کسینوس فی متر یا همان ضریب قدرت سنج در واحد صنعتی مورد نظر نگاه می کنیم ، بهتر است مقدار عدد نشان داده شده بین عدد 0.85 تا 0.91 باشد ولی بیشتر یا کمتر نباشد، سپس اگر عدد نشان داده شده توسط کسینوس فی متر مثلا 0.65 بود آنگاه با اضافه کردن خازن بتوسط کلید های دستی مقدار ضریب قدرت را افزایش می دهیم تا جایی که ضریب قدرت به مقدار مورد نظر ما برسد.

البته روش هایی وجود دارد که ما بتوانیم بانک خازن را بگونه ای طراحی کنیم که بصورت اتوماتیک به شبکه خازن وصل کند یا حتی خازن ها را از شبکه جدا کند که پیچیده بوده و فعلا به همان روش دستی اکتفا می کنیم.

توجه داشته باشید که پایین بودن مقدار ضریب قدرت باعث مصرف توان راکتیو، بالا رفتا آمپراژ موتور، خارج شدن موتور از ناحیه ی کار مفید، تولید حرارت، افزایش تلفات، افزایش سروصدا و آلودگی صوتی، تولید گرما در کابل و آسیب دیدن عایق کابل ها و تجهیزات کنترل و مسائل ناخواسته و مضری خواهد شد که تبعاً باعث بوجود آمدن هزینه های قابل توجهی نیز خواهد شد.

در پایان اگر علیرغم همه ی تمهیدات لازم نتوانستید مقدار ضریب قدرت را بخوبی اصلاح کنید استفاده از موتور سنکرون مناسب برای اصلاح ضریب قدرت الزامی است، بگونه ای که این موتور باید در ناحیه پیش فاز و بصورت بی بار کار کند تا ضریب قدرت شبکه را اصلاح کند. برای این کار شما بایستی مقدار جریان تحریک موتور سنکرون را آنقدر افزایش دهید ( البته در محدوده ی مجازی که بر روی پلاک مشخصات موتور قید شده است ) تا موتور به حالت پیش فاز یا فوق تحریک یا همان تولید توان راکتیو برود و بتواند ضریب قدرت از دست رفته ی شبکه را اصلاح کند. لازم به ذکر است در هنگام افزایش جریان تحریک موتور ابتدا به حالت پس فاز یا زیر تحریک می رود و سپس رفته رفته به حالت ضریب قدرت واحد که مقدار آن یک می باشد رفته و پس از آن به حالت پیش فاز یا فوق تحریک می رود و در آنجاست که شما باید ضریب قدرت شبکه داخلی مرکز صنعتی مورد نظر را اصلاح کنید، البته باید شدیداً مواظب باشید که مقدار جریان تحریک از مقدار قید شده بر روی پلاک مشخصات موتور بیشتر نشود در غیر این صورت از آنجا که قیمت این موتورها بسیار زیاد است، سوختن موتور و بوجود آمدن خسارت مالی بسیار سنگین برای شما حتمی است. ( برای یادگیری بیشتر مراجعه شود به منحنی V در موتورهای سنکرون ).

بنابراین لازم است برای جلوگیری از خسارت های احتمالی و یا آسیب دیدن موتور، قبلاً تمهیدات لازم از قبیل: مدارات محافظ، فیوز محافظ مناسب، کابل محاسبه شده، بی متال و سایر سیستم های لازم برای جلوگیری از آسیب دیدن این نوع موتورها اندیشیده شود، ضمن اینکه اتخاذ چنین تدابیری باید در مورد تمامی موتورها و سیستم های صنعتی اندیشیده شود.

یادآور می شوم که افزایش ضریب قدرت بیش از مقادیر یاد شده ( 0.85 تا 0.91 ) و میل کردن ضریب قدرت به نزدیکی عدد یک ( ضریب قدرت واحد ) ، سبب می شود که موتور از حالت موتوری خارج شود و حتی موتور خاموش شود زیرا اگر مقدار ضریب قدرت یک شود مشخصاً موتور بصورت یک مقاومت اهمی در میآید که دیگر خاصیت سلفی ندارد و نمی تواند برای تولید گشتاور و نیرو فوران کافی تولید کند، بنابراین دیگر نیرومحرکه ای نخواهیم داشت و موتور از حرکت می ایستد و فقط حرارت تولید می کند که سرانجام خواهد سوخت.

جریان نامی قطع شارژ یک واحد بانک خازنی

 

جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی عبارت است از حداکثر جریان شارژ خازنی یک واحد بانک خازنی کلید که بایستی در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در جدول استاندارد IEC شماره 56 داده شده آن را قطع کند.

 

این جریان مربوط به قطع جریان یک بانک خازنی بوده به طوری که هیچ خازنی به سمت تغذیه کلید متصل نشده باشد. ضمناً این مشخصه نیز برای همه کلیدها الزامی نبوده مگر در مواردی که از کلید برای قطع و وصل یک بانک خازنی استفاده شود که که مقدار آن با توجه به ظرفیت کل خازنها و با استفاده از سری R10 داده شده است. همچنين مقدار استاندارد اين جريان در جدول A4 استاندارد ANSI. C37.0732 داده شده است.

 

جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی پشت به پشت

 

جریان نامی شارژ بانک خازنی پشت به پشت عبارت است از حداکثر جریان شارژ خازنی که کلید بایستی در ولتاژ نامی و تحت شرایط مشخص شده برای عملکرد کلید در استاندارد، بدون تجاوز از حداکثر مقدار اضافه ولتاژ قطع و وصل که توسط سازنده برای کلید مشخص شده و مقدار پیشنهادی آن در استاندارد IEC شماره 56 داده شده آن را قطع کند.

 

این جریان مربوط به قطع جریان یک بانک خازنی می شود، در شرایطی که یک یا چند بانک خازنی موازی دیگر به سمت تغذیه کلید متصل بوده و جریان هجومی وصلی معادل جریان هجومی وصل نامی بانک خازنی تولید می کنند.

 

در هنگام قطع و وصل مجموعه خازنهای پشت به پشت سرعت افزایش جریان خازنی از شیب قابل قبول کلید مربوط به جریان قطع متقارن آن تجاوز نموده، جریان خازنی مشخصات جریان ضربه ای را دارا می گردد. در این شرایط لازم است کلید خصوصیات قطع جریانهای ضربه ای را دارا باشد. لذا کلیدهای مورد نصب در این مدارها بایستی کلیدهای مخصوص بوده که مخشصه های قطع جریان خازنی آنها بر اساس مشخصه جریان هجومی انتخاب می گردد.

 

این مشخصه برای همه کلیدها الزامی نبوده مگر در مواردی که کلید در شرایط فوق قرار گیرد. مقدار این جریان با توجه به ظرفیت بانک خازنی و با استفاده از سری R10 تعیین می شود.

 

همچنین مقدار استاندارد این جریان برای کلیدهای مخصوص در جدول 4B استاندارد ANSI. C37. 0732 داده شده است.

 

جریان نامی هجومی وصل بانک خازنی

 

جریان نامی هجومی وصل بانک خازنی عبارت از مقدار پیک جریانی است که کلید (کلید مخصوص) بایستی در ولتاژ نامی و با فرکانسی از جریان هجومی، مناسب با شرایط بهره برداری (معمولاً بین 2 تا 5 کیلوهرتز) آن را وصل کند. ضمناً این مشخصه برای کلیدهائی که دارای مشخصه «جریان نامی قطع شارژ بانک خازنی پشت به پشت» هستند الزامی بوده و مقدار آن با توجه به ولتاژ اعمال شده، اندوکتانس و کاپاسیتانس منبع تغذیه و خازنهای مورد نظر، شارژ موجود در خازنها قبل از بستن مدار و میرائی مدار بر اساس روش و فرمولهای ارائه شده در پیوست BB استاندارد IEC شماره 56 محاسبه و با استفاده از سری R10 تعیین می گردد. همچنین مقدار استاندارد دامنه جریان و فرکانس آن در جدول 4B استاندارد ANSI. C37. 0732 داده شده است.

 

ساخت خازن فشار قوي خشك توسط ABB

 

ABB به تازگي يك خازن فشار قوي كوچكتر، تميز و داراي ايمني بالاتر را ساخته است.اين محصول در پروژه‌هاي جديد DC شركت ABB مانند روشنايي Hvdc، كه يك تكنولوژي تازه براي انتقال برق در مقياس كوچك است و برق SVC كه سيستمي براي افزايش كيفيت برق است،‌كاربرد دارد.

اين خازن فاقد هر نوع مايعي است و به همين دليل مضرات مربوط به خيس بودن خازن در تكنولوژي‌هاي قديمي همچون خطر نشتي و گسترش آتش از بين مي‌رود. همچنين سازگاري اين وسيله با روش‌هاي تشخيص سيكل عمر (LCA)، مورد آزمايش قرار گرفته است. از اين جهت خازن خشك نتيجه‌اي عالي بدست داده است. همچنين اين خازن جديد به مراتب كوچكتر و سبكتر ازخازن‌هاي موجود است. اين خازن به فضاي كمتر از 25% فضايي كه براي خازن‌هاي موجود لازم است، نياز دارد. همچنين نصب آن آسانتر است.

طراحي و توليد خازنهايي با سطح ولتاژ تا صدها هزار ولت بدين وسيله،‌تسيهل شده است. همه اينها بر هزينه كلي سيستم‌هاي انتقال و توزيع تاثير دارند.

خازن‌هاي قدرت، نقش مهمي را در سيستم‌هاي انتقال بازي مي‌كنند. اين تجهيزات راندمان شبكه‌هاي برق را بالا مي‌برند. خازنهاي AC براي توليد توان راكتيو كه براي كار تجهيزاتي چون موتورهاي الكتريكي مورد نياز است، در سطح وسيعي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از خازنهاي DC نيز عموماً در ذخيره‌سازي انرژي استفاده مي‌شود.

 

خازن گذاری بر روي موتورها

 

عامل مهم ديگري كه در بهينه سازي مصرف انرژي چاههاي آب كشاورزي بسيار مفيد مي باشد نصب خازن بر روي موتورها است . مشتركين كشاورزي با مشاهده قبوض برق خود متوجه مي شوند كه هر ماهه مبلغ زيادي به عنوان جريمه راكتيو پرداخت مي نمايد كه اين مبلغ بعضا 30 الي 40 درصد مبلغ كل صورتحساب مي باشد . اين جريمه به علت بالا بودن مصرف انرژي راكتيو در موتور الكتريكي است كه با نصب خازن به راحتي مي توان از پرداخت هزينه مزبور جلوگيري كرد . خازن وسيله اي است كه انرژي راكتيو مورد نياز موتور را در زمان پيك توليد مي نمايد . انتخاب خازني با ظرفيت مناسب علاوه بر اينكه هزينه برق مصرفي را كاهش مي دهد موجب آزاد سازي ظرفيت شبكه سراسري برق مي شود كه اين امر كمك شاياني به تأمين برق مطمئن براي كليه مشتركين مي نمايد . براي نصب خازن مناسب مي توان از شركتها و يا واحدهايي كه مسئوليت برقرار كردن چاههاي آب كشاورزي را بر عهده دارند كمك گرفت.

 

کاهش تلفات برق در شبکه ها شامل موارد زیر است:

 

تعادل بار شبکه های فشار ضعیف، کاهش انرژی های توزیع نشده، ترویج استفاده از لامپ های کم مصرف، بهینه سازی روشنایی معابر، نصب لوازم اندازه گیری برای فیدرها، نصب خازن و خازن گذاری در شبکه های فشار متوسط و ضعیف و ... از جمله طرح های مختلف کاهش تلفات برق در شبکه های انتقال و توزیع است.

وزیر نیرو در خاتمه، استفاده از ظرفیت های رسانه ای کشور خصوصا رسانه ملی را مهم دانست و گفت: استفاده از ظرفیت های رسانه ها برای آشنایی مردم با ارزش اقتصادی انرژی برق و فرهنگ سازی برای ترویج فرهنگ استفاده بهینه از این انرژی، از دیگر برنامه های اولویت دار در صنعت برق است.

 

 

+ نوشته شده توسط سجاد در هفتم شهریور 1389 و ساعت 12:59 |


Powered By
BLOGFA.COM