نقش بانک خازنی از نظر علمی در شبکه قدرت

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: 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 نمی‌دهد، زیرا توان پس داده شده به شبکه امکان استفاده را برای مولد ایجاد نمی‌کند 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 می‌کند، اما این توان را به شبکه پس می‌دهد. این توان قابل استفاده نیست و در مسیر عبور تلف می‌شود. پس مقدار از توان تلف می‌شود. مصرف کننده‌های 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 می‌شود به سیم‌ها و کابلهایی با سطح مقطع بالاتر برای کاهش افت ولتاژ نیاز است که این موضوع هزینه اولیه شبکه را افزایش می‌دهد.

- اتلاف توان در شبکه‌های توزیع بصورت حرارت روی می‌دهد در نتیجه هر کاری کنید نمی‌توانید از این اتلاف جلوگیری کنید. نتیجه این اتلاف توان، کاهش ولتاژ مصرف کننده می‌باشد که این موضع راندمان مصرف کننده را پایین می‌آورد.


- نمی‌توان این توان را به مصرف کننده‌های اهمی سلفی تحویل نداد، زیرا کار آن‌ها مختل می‌شود.

خازن ناجی شبکه‌های تولید و توزیع:

توان هم در خازن‌ها بصورت توان غیر مفید است درست مانند سلف‌ها در یک چهارم پریود موج متناوب، توان دریافت می‌کنند و در یک چهارم بعدی توان را تحویل می‌دهند پس خازن‌ها هم مانند سلف‌ها باعث افرایش توان راکیتو (غیر مفید (شبکه می‌شوند، اما اتفاق بامزه زمانی روی می‌دهد که خازن و سلف با هم در شبکه قرار گیرند.

این دو برعکس هم عمل می‌کنند. یعنی زمانی که سلف توان می‌گیرد خازن توان می‌دهد و زمانی که سلف توان می‌دهد خازن توان می‌گیرد. پس توانهای غیر مفید این دو فقط یکبار از شبکه دریافت می‌شود و در زمانهای بعد بین آن‌ها تبادل می‌شود بدون اینکه مولد این توان را تحمل کند. پس مصرف کننده‌های اهمی سلفی توان راکتیو خود را دریافت می‌کنند و مولد و شبکه توزیع آنرا تولید و پخش نمی‌کنند، زیرا این کار را خازن انجام می‌دهد. این خازن‌ها از حالا به بعد، خازنهای اصلاح ضریب توان نام می‌گیرند و وظیفه آن‌ها تامین توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده‌های اهمی سلفی است.

اتصال خازن به شبکه:

خازنهای اصلاح ضریب توان باید در شبکه بصورت موازی قرار گیرند. برای اینکار در شبکه‌های تکفاز باید به فاز و نول وصل شوند و در شبکه‌های سه فاز پس از اتصال بصورت ستاره یا مثلث آنگاه به سه فاز متصل می‌شوند. 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 می‌شود که ولتاژ مجاز آن‌ها ۱۵ % بیشتر از ولتاژ شبکه باشد.

محاسبه خازن:

نقش خازن در شبکه کاهش توان راکتیو مصرف کنند‌های اهمی – سلفی از دید مولد‌ها است. با این اتفاق ضریب توان مفید به یک نزدیک می‌شود. پس با کنترل ضریب توان امکان کنترل توان راکتیو وجود دارد. این کار بکمک یک کسینوس فی متر صورت می‌گیرد. یعنی بکمک کسینوس فی متر می‌توان 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 می‌کند و همچنین سبب افزایش ولتاژ آن می‌شود. 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 می‌کند که توان راکتیو مصرف کننده اهمی – سلفی را جبران می‌کند. 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 می‌گیریم. برای مقدار ضریب توان مطلوب مثلا عدد ۹ / ۰ مقدار خوبی است. حال دو مقدار ضریب توان داریم یکی ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاری و دیگری ضریب توان مطلوب که می‌خواهیم با گذاردن خازن به آن برسیم. بکمک رابطه زیر مقدار توان راکتیو مورد نظر را که با آمدن خازن تامین می‌شود محاسبه می‌کنیم. (توجه: در خرید خازنهای اصلاح ضریب توان بجای فارد برای تعیین ظرفیت خازن از میزان توان راکتیو آن خازن سخن گفته می‌شود.)