رگولاتور بانک خازن چیست؟

توان راکتیو چیست؟

ماشین‌های القایی یکی از رایج‌ترین انواع بار در سیستم‌های برق امروزی هستند. این ماشین ها از سلف یا سیم پیچ های بزرگ برای ذخیره انرژی به شکل میدان مغناطیسی استفاده می کنند. هنگامی که یک ولتاژ در ابتدا روی سیم پیچ قرار می گیرد، سلف به شدت در برابر این تغییر در جریان و میدان مغناطیسی مقاومت می کند، که باعث تاخیر زمانی برای رسیدن جریان به حداکثر مقدار خود می شود. این باعث می شود که جریان در فاز از ولتاژ عقب بماند. گفته می‌شود که سلف‌ها توان راکتیو را کاهش می‌دهند و در نتیجه باعث ایجاد ضریب توان تاخیری می‌شوند. ژنراتورهای القایی می توانند توان راکتیو را منبع یا غرق کنند و اندازه گیری کنترل را برای اپراتورهای سیستم بر روی جریان توان راکتیو و در نتیجه ولتاژ فراهم کنند. از آنجایی که این دستگاه ها اثرات متضادی بر زاویه فاز بین ولتاژ و جریان دارند، می توان از آنها برای "لغو" اثرات یکدیگر استفاده کرد. این معمولاً به شکل بانک‌های خازنی است که برای مقابله با ضریب قدرت تأخیر ناشی از موتورهای القایی استفاده می‌شود.

رگولاتوربانک خازنی چیست؟

رگولاتور هوشمند بانک خازنی یک واحد کنترل  بانک خازن خودکار است. این سوئیچینگ با زیر بار بردن خازن ها برای رسیدن به هدف تعریف شده توسط کاربر cos ɸ انجام می دهد. با ادغام یک کنترل کننده ضریب توان، امکان بهینه سازی فرآیندها، سرعت بخشیدن به عیب یابی و کاهش هزینه های سیستم های نظارت شده وجود دارد.

جبران توان راکتیو مزایای مختلفی از جمله بهبود بهره وری انرژی، کاهش هزینه های انرژی و افزایش پایداری شبکه را ارائه می دهد. در بسیاری از کشورها، مقررات خاصی در مورد جبران توان راکتیو برای اطمینان از کیفیت و پایداری شبکه برق اجباری است.

تصحیح ضریب توان جریمه های انرژی راکتیو را حذف می کند، تقاضای kVA را کاهش می دهد و تلفات توان تولید شده در ترانسفورماتورها و هادی های تاسیسات را کاهش می دهد.

بهبود ولتاژ و کاهش تلفات

ضریب توان کمتر باعث جریان بیشتر برای بار معین می شود. با افزایش جریان خط، افت ولتاژ در هادی افزایش می‌یابد که ممکن است منجر به کاهش ولتاژ در تجهیزات شود. با بهبود ضریب توان، افت ولتاژ در هادی کاهش می یابد و ولتاژ در تجهیزات بهبود می یابد. ضریب توان پایین می تواند باعث افت ولتاژ شود که می تواند منجر به آسیب تجهیزات، کاهش عمر تجهیزات و عملکرد ضعیف سیستم شود. تصحیح ضریب توان به کاهش افت ولتاژ کمک می کند و منجر به بهبود عملکرد سیستم و عمر تجهیزات می شود.

افزایش ظرفیت مدار و سیستم برق

مصرف کننده هایی  که توان راکتیو را می کشند نیز جریان راکتیو را می طلبند. نصب خازن های اصلاح کننده ضریب توان در انتهای مدارهای موجود در نزدیکی بارهای القایی، جریان حمل شده توسط هر مدار را کاهش می دهد. کاهش جریان جریان ناشی از بهبود ضریب توان ممکن است به مدار اجازه دهد تا بارهای جدیدی را حمل کند، در صورت نیاز به ظرفیت اضافی برای ماشین آلات یا تجهیزات اضافی، در هزینه ارتقاء شبکه توزیع صرفه جویی می کند و هزاران دلار در هزینه های غیرضروری ارتقاء شرکت شما صرفه جویی می کند. علاوه بر این، کاهش جریان جریان تلفات مقاومتی در مدار را کاهش می دهد.

کاهش هزینه برق مصرفی

اکثر شرکت های برق برای حداکثر تقاضای اندازه گیری شده بر اساس بالاترین تقاضای ثبت شده بر حسب کیلووات (KW متر) یا درصدی از بالاترین تقاضای ثبت شده در KVA (KVA متر)، هر کدام که بیشتر باشد، هزینه دریافت می کنند. اگر ضریب توان کم باشد، درصد KVA اندازه گیری شده به طور قابل توجهی بیشتر از نیاز KW خواهد بود. بنابراین بهبود ضریب توان از طریق اصلاح ضریب توان، شارژ تقاضا را کاهش می دهد و به کاهش قبض برق شما کمک می کند. .تصحیح ضریب توان مقدار انرژی مورد نیاز برای راه اندازی تجهیزات الکتریکی را کاهش می دهد که منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود. این امر اصلاح ضریب توان را به یک راه حل سازگار با محیط زیست برای کاهش مصرف انرژی تبدیل می کند.

مزایای رگولاتور هوشمند:

• مصرف توان راکتیو کمتر.

• عمر طولانی تجهیزات.

• کارایی در سیستم قدرت.

• کاهش قبوض برق خانه و صنعت.

• خرابی و خرابی کمتر.

• مصرف کم انرژی.

• نظارت آسان بر پارامترها

رگولاتور بانک خازنی چیست؟ کاهش جذب انرژی راکتیو از شبکه برق باعث صرفه جویی در هزینه، کاهش تلفات ناشی از اتلاف در طول خطوط برق و همچنین کاهش استهلاک خطوط برق می شود. ، به منظور تامین توان راکتیو به مقدار نیاز بارهای سلفی فعال در هر لحظه نیازمند رگولاتور خازنی می باشیم. به عبارت دیگر اگر نیاز باشد خازن ها متناسب با کم و زیاد شدن توان راکتیو مصرف کننده وارد مدار شوند نیاز به قطعه الکتریکی دیگری می باشد که با اندازه گیری توان راکتیو مصرف کننده، دستور قطع و وصل کنتاکتورها جهت وارد شدن و خارج شدن خازن های مختلف به شبکه را صادر نماید. بنابراین بانک خازنی اتوماتیک در جهت اصلاح ضریب قدرت مجهز به یک رگولاتور خازنی هوشمند است. رگولاتور خازنی در واقع قسمت اصلی این سیستم محسوب می‌شود. سیستم های تصحیح ضریب توان در زمان استفاده از موتورهای القایی، تجهیزات مغناطیسی یا خورشیدی ضروری هستند

رگولاتور هوشمند چیست؟

آنجا که هدف از نصب خازن، حذف بار راکتیو متغیر مصرف کننده در هر شرایط است، برای کنترل آن از رگولاتور تصحیح ضریب قدرت استفاده می شود. رگولاتور، ترتیب به مدار آمدن و یا از مدار خارج شدن خازن ها در یک بانک خازنی را تعیین کرده و متناسب با بار راکتیو مورد نیاز، فرمان قطع و وصل به کنتاکتورها صادر می کند. رگولاتور هوشمند ازیک میکروپروسسور و چند رله شکل گرفته که با اندازه گیری ولتاژ و جریان مدار و ضریب توان بار به صورت هوشمند و به مقدار مورد نیاز خازن به مدار وارد یا خارج می نماید . کنترل کننده ضریب توان برای کاهش تغییر فاز بین ولتاژ و جریان القایی در یک بار راکتیو استفاده می شود. در واقع این رگولاتورها قادرند تغییر فاز بین ولتاژ و جریان جذب شده توسط بار را به صورت بلادرنگ بخوانند و از یک الگوریتم طراحی شده ویژه برای اتصال و جداسازی بانک های خازن استفاده کنند تا بخشی از انرژی جذب شده را مصرف کنند و آن را تبدیل کنند.

هدف نصب رگولاتور خازنی چیست؟

از دیدگاه مهندسی برق، ما ضریب توان یک سیستم الکتریکی را به عنوان نسبت بین توان واقعی که توسط بار جذب می شود و توان داخل سیستم الکتریکی تعریف می کنیم. رگولاتور ضریب توان برای حفظ این مقدار در بازه معینی که توسط اداره برق تعیین شده است استفاده می شود.

دلیل ضریب توان شبکه کمتر از 1 بار ری‌اکتیو می باشد که توسط موتورهای القایی و جریان های مغناطیسی ایجاد می شود. این بار ری اکتیو جریان مورد استفاده از منبع را افزایش داده ولی توسط سیستم مصرف نمی شود.

رگلاتور بانک خازنی چند پله :

رگولاتورها به دو نوع ساده و هوشمند تقسیم می شوند، رگولاتورهای هوشمند در زمان راه‌اندازی پله های بانک خازن به طور اتوماتیک شناسایی می شوند، تغذیه رگولاتور ها معمولاً با ولتاژهای ۲۲۰ و ۳۸۰ ولت انجام میگیرد. پله های رگلاتور متشکل از یک رله و چندین کنتاکت باز میباشد که هر کنتاکت باز به یک کنتاکتور وصل میشود ؛این رگولاتورها در مدلهای ۴ پله ۶ پله ۱۲ پله و غیره ساخته می‌شوند .برای هر پله خازن یک سری فیوز جداگانه در نظر گرفته می شود. در شبکه فشار ضعیف نمونه ولتاژ مستقیما از خط و نمونه جریان توسط یک ترانس جریان به رگولاتور متصل می شود. 

بهبود ولتاژ و کاهش تلفات

زمانی که مقدار مناسبی از kVAR برای نقطه اعمال می کنیم، خازن ها سیستم را از انتقال جریان راکتیو خلاص می کنند. تئوری این است که از آنجایی که جریان (I) در خطوط کاهش می یابد، تلفات I2R کاهش می یابد. ما می توانیم در هزینه برق غیر ضروری (کیلووات ساعت) صرفه جویی کنیم.

افت بیش از حد ولتاژ می تواند باعث خرابی موتورها، وسایل برقی و الکترونیکی و همچنین روشنایی یا سایر تجهیزات شود و یا بازدهی پایینی داشته باشد. همچنین می تواند باعث گرم شدن بیش از حد آنها شود. با تصحیح ضریب توان، سطح ولتاژ شما را افزایش می‌دهد و تجهیزات الکتریکی آن را در شرایط صاف کار می‌کند و ولتاژ پایداری دارد.

افزایش ظرفیت مدار و سیستم برق

برای اقلام تولید شده حرارتی مانند ترانسفورماتور یا کابل، خازن‌های ضریب توان یک توان راکتیو (kVAR) آزاد می‌کنند تا بار بیشتری را ایجاد کنند. می‌تواند جریان مغناطیسی ترانسفورماتورها، کابل و موتور القایی را کنترل کند. بنابراین خازن‌ها (kVAR) می‌توانند جریان کشیده شده را کاهش دهند. از منبع تغذیه

جریان کمتر به معنای بار کمتر روی ترانسفورماتورها و مدارهای فیدر است. اگر یک سیستم دارای اضافه بار موجود باشد، خازن ها ممکن است آن را حذف کنند. اگر سیستم بیش از حد بارگذاری نشود، خازن‌ها می‌توانند ظرفیت را آزاد کنند و سرمایه‌گذاری در ترانسفورماتورها، تابلو برق و کابل گران‌تر را به تعویق بیاندازند یا از آن اجتناب کنند، در غیر این صورت برای بارهای اضافی مورد نیاز است.

کاهش هزینه برق مصرفی

نرخ بهره برق برای تاسیسات صنعتی و تجاری معمولا از حداقل دو جزء تشکیل شده است.

یکی نرخ انرژی یا شارژ کیلووات ساعت است که مربوط به سوختی است که برای تولید و تحویل آن انرژی صرف می شود.

  دومی نرخ تقاضا، کیلووات، یا شارژ تقاضای کیلوولت آمپر است. این معمولاً مربوط به سرمایه گذاری سرمایه ای است که باید برای ساخت تأسیسات تولید، انتقال و توزیع لازم برای انتقال انرژی الکتریکی به مصرف کننده انجام شود.

یک بار الکتریکی با ضریب توان ضعیف، جریان بیشتری نسبت به بار با ضریب توان بهبود یافته برای همان مقدار توان مفید انتقال یافته می کشد و می تواند فشار غیر ضروری را بر شبکه توزیع برق وارد کند. با بهبود ضریب توان خود، می توانید قبوض برق خود را از طریق کاهش تقاضای ماهانه و هزینه های ظرفیت کاهش دهید. به طور معمول دوره های بازپرداخت برای اصلاح ضریب توان بین 1-3 سال است. با توجه به طول عمر تجهیزات تصحیح ضریب توان و صرفه جویی بالقوه، می تواند سرمایه گذاری بسیار ارزشمندی باشد.

بانک خازنی چیست؟

رگولاتور هوشمند بانک خازنی یا کنترل کننده ضریب توان (PFC) واحد کنترل یک سیستم بانک خازن خودکار است. این سوئیچینگ خازن ها را برای رسیدن به هدف تعریف شده توسط کاربر cos ɸ انجام می دهد. با ادغام یک کنترل کننده ضریب توان، امکان بهینه سازی فرآیندها، سرعت بخشیدن به عیب یابی و کاهش هزینه های سیستم های نظارت شده وجود دارد.

رگولاتور بانک خازنی یا کنترل کننده های ضریب توان توان راکتیو یک نیروگاه را کنترل می کنند و سعی می کنند مقدار ضریب توان را که به عنوان نسبت توان اکتیو (W) به توان ظاهری دستگاه (VA) به مقداری که در پایان بر روی مصرف کننده نهایی  تعریف می شود، مطابقت دهند.  این دارای یک رابط کاربری با نمایشگر منو محور در متن ساده برای حداکثر سهولت کار است. نمایش پارامترهای مختلف شبکه، ذخیره مقادیر مختلف و گزینه اجرای آزمایشی تجزیه و تحلیل خطاها و نظارت بر سیستم را آسان می کند. 

مصرف راکتیو چیست؟

در مدار جریان مستقیم، توانی که به بار می‌رسد، متناسب با حاصلضرب جریان عبوری از بار و افت پتانسیل در سرتاسر بار است. توانی که به دلیل خازن یا سلف ایجاد می شود، توان راکتیو نامیده می شود. این به دلیل ماهیت AC عناصری مانند سلف و خازن اتفاق می افتد. انرژی در یک جهت از منبع به بار جریان می یابد. در برق متناوب، ولتاژ و جریان هر دو تقریباً به صورت سینوسی متفاوت هستند. هنگامی که اندوکتانس یا خازن در مدار وجود دارد، شکل موج ولتاژ و جریان کاملاً مطابقت ندارند. جریان برق دارای دو جزء است - یک جزء از منبعی به بار دیگر جریان می یابد و می تواند کار را در بار انجام دهد. بخش دیگر که به عنوان "قدرت راکتیو" شناخته می شود، به دلیل تاخیر بین ولتاژ و جریان است که به عنوان زاویه فاز شناخته می شود و نمی تواند کار مفیدی را در بار انجام دهد. می توان آن را به عنوان جریانی در نظر گرفت که در زمان اشتباه (خیلی دیر یا خیلی زود) می رسد. برای تشخیص توان راکتیو از توان اکتیو، آن را در واحدهای "ولت آمپر راکتیو" یا var اندازه گیری می کنند. این واحدها می توانند به وات ساده شوند، اما به عنوان var باقی می مانند تا نشان دهند که هیچ خروجی کار واقعی را نشان نمی دهند.

کاهش مصرف برق القایی

اما علاوه بر توان های اکتیو و ظاهری در مدارهای متناوب، مولفه برق دیگری نیز وجود دارد که هر زمان که زاویه فاز وجود داشته باشد، وجود دارد. این مولفه توان راکتیو نامیده می شود (گاهی اوقات به عنوان توان خیالی نیز شناخته می شود) و در واحدی به نام "ولت آمپر راکتیو" (VAr)، نماد Q بیان می شود و با معادله VI.sinΦ نشان داده می شود.

توان راکتیو یا VAR در واقع قدرت نیست، بلکه نشان دهنده حاصلضرب ولت ها و آمپرهایی است که با یکدیگر خارج از فاز هستند. توان راکتیو بخشی از الکتریسیته است که به ایجاد و حفظ میدان های الکتریکی و مغناطیسی مورد نیاز تجهیزات جریان متناوب کمک می کند. مقدار توان راکتیو موجود در یک مدار AC به تغییر فاز یا زاویه فاز بین ولتاژ و جریان بستگی دارد و درست مانند توان اکتیو، توان راکتیو زمانی که "تامین" می شود مثبت و زمانی که "مصرف می شود" منفی است.

توان راکتیو توسط اکثر انواع تجهیزات الکتریکی که از میدان مغناطیسی استفاده می کنند، مانند موتورها، ژنراتورها و ترانسفورماتورها استفاده می شود. همچنین لازم است تلفات راکتیو در خطوط انتقال نیروی هوایی تامین شود.

کاربرد بانک خازنی 

یکی از راه های جلوگیری از بارهای توان راکتیو، نصب خازن های اصلاح کننده ضریب توان است. معمولاً مشتریان مسکونی فقط برای توان اکتیو مصرف شده بر حسب کیلو وات ساعت (کیلووات ساعت) شارژ می‌شوند، زیرا تقریباً تمام مقادیر ضریب توان خانگی و تک فاز به دلیل ساخت خازن‌های اصلاح کننده ضریب توان در اکثر لوازم خانگی توسط سازنده، اساساً یکسان هستند. رگولاتور هوشمند بانک خازنی یا کنترل کننده ضریب توان (PFC) واحد کنترل یک سیستم بانک خازن خودکار است. این سوئیچینگ خازن ها را برای رسیدن به هدف تعریف شده توسط کاربر cos ɸ انجام می دهد. با ادغام یک کنترل کننده ضریب توان، امکان بهینه سازی فرآیندها، سرعت بخشیدن به عیب یابی و کاهش هزینه های سیستم های نظارت شده وجود دارد. 

از آنجایی که توان راکتیو از توان اکتیو می گیرد، باید در یک سیستم الکتریکی در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که توان ظاهری عرضه شده برای تامین بار کافی است. این یک جنبه حیاتی در درک منابع برق متناوب است زیرا منبع تغذیه باید قادر به تامین توان ولت آمپر (VA) لازم برای هر بار معین باشد.