برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

بانکهای خازنی اتوماتیک مجهز به یک رگولاتور ضریب قدرت هستند. این رگولاتور اندازه و شکل موج ولتاژ و جریان و اختلاف زمانی آنها را اندازه گرفته و پس از انجام محاسبات لازم، ظرفیت خازنی مورد نیاز را تعیین و خازن را وارد شبکه می نماید. در شبکه فشار ضعیف نمونه ولتاژ مستقیما از خط و نمونه جریان توسط یک ترانس جریان (CT) به رگولاتور متصل می شوند.

عمل سوئیچ کردن خازنها توسط کنتاکتورهایی که بوسیله رگولاتور کنترل می شوند، انجامی می گیرد. همچنین برای هر پله خازن یک سری فیوز جداگانه در نظر گرفته می شود.

قطعات تشکیل دهنده بانک خازنی:

قطعات یک بانک خازنی اتوماتیک عبارتند از:

  • خازن
  • کنتاکتور خازنی
  • فیوز
  • رگولاتور
  • کلید اصلی
  • سری پوش باتن ها
  • لامپ سیگنال
  • فن خنک کننده
  • راکتیو
  • دستگاههای اندازه گیری

هریک از قطعات فوق (پوش باتن ها، لامپ سیگنال، فن، دستگاههای اندازه گیری) و حتی کلید اصلی بسته به طراحی و مورد مصرف و محل نصب بانک قابل حذف هستند. همچنین ممکن است در طراحی بانکهای خازن قطعات دیگری نیز در نظر گرفته شوند.

 

رگولاتور

رگولاتور ضریب قدرت، مرکز تصمیم گیری و در واقع مغز متمرکز بانکهای خازنی اتوماتیک است. موفقیت یک رگولاتور در انجام اصلاح ضریب قدرت به 6 عامل اصلی بستگی دارد.

1-  طراحی سخت افزاری دقیق

2-  استفاده از قطعات مرغوب

3-   نرم افزار مناسب با الگوریتم کنترل صحیح

4-  استفاده از ابزار نمونه های ولتاژ و جریان

5-  نصب صحیح

6-   تنظیمات درست

با توجه به تجربه و توان تولیدی متخصصین ایتالیایی، 3 عامل اول در طراحی و ساخت رگولاتورهای PKC لحاظ شده است و با اطلاعاتی که به هنگام خرید به مشتری داده می شود و همچنین سرویس دهی واحد خدمات مشتریان شرکت، عوامل بعدی نیز در هنگام نصب و راه اندازی مورد نظر قرار می گیرند.

 

 

کنتاکتور خازنی

ماهیت الکتریکی خازن، در لحظه سوئیچینگ اتصال کوتاه است به عبارت دیگر هنگام وصل به شبکه، جریان هجومی بسیار بزرگی از خازن عبور می کند. این جریان علاوه بر تاثیرات تخریبی روی خازن باعث خال زدن و در بعضی موارد جوش خوردن پلاتین های کنتاکتور می شود و خرابی پلاتین های کنتاکتور، خود اثر تخریبی مضاعف بر روی خازن دارد. همچنین هنگام وصل خازن به مدار، خازنهای دیگری که قبلا وارد مدار شده اند، در یک لحظه د ر خازن جدید تخلیه شده و جریان بزرگی به صورت لحظه ای پدید می آید.برای رفع چنین حالتی راه حل های متفاوتی ارائه شده که رایج ترین، ارزان ترین و راحت ترین آن استفاده از کنتاکتورهای مخصوص خازن است.

روی کنتاکتورها یک سری کنتاکت کمکی نصب شده است که توسط سیم های مقاومتی به کنتاکتهای اصلی وصل شده اند . این کنتاکتورها از نظر مکانیکی طوری ساخته شده اند که کنتاکت های کمکی قبل از کنتاکتهای اصلی بسته می شوندو شارژ اولیه خازن از طریق مقاومتها صورت گرفته و جریان آن محدود می شود. بعد از بسته شدن کنتاکت های اصلی، کنتاکت های کمکی از مدار خارج شده و تغذیه خازن از طریق کنتاکت های اصلی صورت می پذیرد.

موارد کاربرد:

بانکهای اتوماتیک خازنی در جهت اصلاح ضریب قدرت شبکه فشار ضعیف در موارد زیر استفاده میشود:

  • کارخانجات بزرگ
  • کارگاههای کوچک
  • مصرف کننده های تجاری و فروشگاهها
  • هتلها
  • ساختمان های اداری
  • مجتمع ها یمسکونی و اداری
  • بیمارستانها
  • ......

 

مزایا

  • هوشمند بودن رگولاتور باعث پخش بار بین پله های مختلف شده و از فشار روی یک پله کاشته می شود.
  • قابلیت نشان دادن جریان، ولتاژ، ضریب قدرت، توان پله اول، مقدار بار راکتیو مورد نیاز روی صفحه نمایش رگولاتور
  • دارای هشدارهای افزایش یا کاهش ولتاژ و جریان و همچنین اصلاح ضریب قدرت بیشتر از حد تعیین شده با وجود  خروج کلیه پله ها از مدار و کمتر از حد تعیین شده با وجود وارد شدن کلیه پله ها به مدار
  • استفاده از کنتاکتور خازنی که باعث کاهش جریان لحظه وصل خازن و درنتیجه افزایش طول عمر آن می شود.
  • نصب ساده و مستقل از معکوس بستن فازها یا ترانس جریان
  • حجم و وزن کمتر در مقایسه با سایر بانکهای اتوماتیک
  • ضمانت کلیه قطعات اصلی شامل خازنها، کلید اصلی، رگولاتور، کنتاکتور، پایه فیوز و کابینت تابلو
  • در صورت بیشتر بودن هارمونیک از حد مجاز تعیین شده، بانکهای خازنی مخصوص مجهز به راکتور مورد استفاده قرار می گیرند. برای تعیین وضعیت هارمونیکی شبکه با واحد خدمات مشتریان PKC تماس بگیرید.

 

 

  • قدرت بانکهای خازنی اتوماتیک

  • IP42/50HZ 440V تیپ 1


    IP42/50HZ 440 V تیپ 2

مشخصات فنی تابلوهای بانک خازنی تیپ 1-2

  • در ساخت تابلوها از ورق روغنی گالوانیزه با ضخامت 5/1 و 2 میلیمتر استفاده م یگردد.
  • جهت نصب تابلوها بر روی دیوار چهار عدد گوشواره بر روی آن تعبیه گردیده است.
  • تابلوهای ایستاده طرح ریتال دارای پایه فلزی به ارتفاع 10 سانتی متر از کف تابلو می باشند.
  • تابلوها دارای فضای لازم جهت افزایش احتمالی ظرفیت (جهت توسعه آتی) هستند.
  • درب جلو تابلو دارای لولاو مجهز به لاستیک آب بندی می باشد.
  • کف تابلوها باتوجه به سطح مقطع سیم یا کابل ورودی پانچ می گردد.
  • جهت تهویه تابلوها، متناسب با ابعاد آن از فن مناسب استفاده میشود.
  • رنگ تابلوی پودری الکترو استاتیک RAL7032 با ضخامت رنگ 70تا 80 میکرون است.


 

شرایط کار  تابلو:

-         حداکثر دمای محیط 60°C و حداکثر دمای دائمی محیط 40°C

-         حداقل دمای محیط -25°C

-         متوسط رطوبت نسبی 85%

-         ارتفاع از سطح دریا 2000 متر

-         حداکثر یرعت باد 35 متر برثانیه

-         حداکثر شتاب زلزله بر اساس ضریبی از شتاب ثقل زمین و به مقدار 4g متر برمجذور ثانیه سطح آلودگی شدید

-         میران تشعشع خورشید 1/0 (W/cm2) طراحی شده است.

  • تابلوها بر اساس آخرین ویرایش استاندارد شماره IEC947-1-2-3 طراحی و ساخته میشوند.
  • جهت تععین مقدار خازن مورد نیاز برای نصب در شبکه می توانید به بخش ضریب قدرت مراجعه فرمائید.
  • با دانستن ضریب توان شبکه (COSФ) و توان نصب شده روی شبکه (P) و با استفاده از جدول زیر می توان خازن مورد نیاز را محاسبه کرد. محل تلاقی سطر مربوط به ضریب توان شبکه (COSФ) و ستون مربوط به ضریب توان مورد نیاز (COSФ2) ضریب K را بدست می دهد. خازن مورد نیاز از رابطه Фc=k×P محاسبه می شود.

    به عنوان مثال: COSФ1=0.69و COSФ2=0.92  از روی جدول k=0.623 بدست می آید.

      کنتاکتورهای خازنی

    چرا باید از کنتاکتورهای خازنی استفاده کرد؟

    یک خازن دقیقا در لحظه کلیدزنی(سوئیچینگ) کاملا رفتاری همانند اتصال کوتاه از خود نشان می دهد. این امر باعث ایجاد جریان هجومی شدید در لحظه سوئیچینگ خازن در شبکه می گردد. جریان هجومی ارتباط مستقیمی با ولتاژ درلحظه کلید زنی، امپدانس کابلها و ترانسفورماتورهای تغذیه دارد.

    در حالت استفاده از یک خازن منفرد، جریان شارژ در زمان کلیدزنی به 30 برابر جریان نامی خازن می رسد. در صورت استفاده از بانکهای چند پله ای، جریان هجومی به بیش از 180 برابر جریان نامی خواهد رسید. این جریان زیاد که از منبع تغذیه و خازنهایی که قبلا شارژ شده، کشیده می شود از کنتاکتور عبور خواهد کرد. جریان هجومی با دامنه بالا، ناخواسته بوده و باعث جوش خوردن کنتاکتور معمولی خواهد شد.

    توصیه می شود:

  • بانصب مقاومت تخلیه سریع دمپینگ، موج لحظه ای را محدودنمود.
  • کنتاکتور خازنی مناسب  با خازن به کار بردشود .

 

 

 

اصول کار:

کنتاکتورهای خازنیPK برای سوئیچ کردن خازن طراحی شده اند. این کنتاکتورها به یک بلوک از سه کنتاکت کمکی مجهز هستند که زودتر از کنتاکت اصلی بسته می شوند. این کنتاکتها با 6 عدد مقاومت (هرفاز2 عدد) سری هستند که پیک جریان را محدود کنند. از آنجا که این کنتاکتهای کمکی قبل از کنتاکت اصلی بسته می شوند، جریان شارژ اولیه خازن از درون مقاومتها می گذردو جریان پیک به مقدار جریان نامی کنتاکتور محدود می شود. بعد از بسته شدن کنتاکتهای اصلی و اتصال کوتاه شدن مقاومتها، کنتاکت کمکی مجددا باز می شوند.

تنوع تولید:

کنتاکتورها بصورت سه فاز، باولتاژ 415 از محدوده 10 کیلووار تا 60 کیلووار در 8 اندازه و بر اساس استانداردهای IS13947-4-1 و IEC-947  تولید شده اند.

مزایا

  • متناسب با استاندارد IS13947-4-1 برای رده کاری AC6B
  • کاهش هزینه تعویض کنتاکتورهای معمولی
  • طول عمرزیاد
  • کاهش تلفات در حالت وصل
  • عدم وجود ولتاژ های خطرناک
  • نیاز به تعمیر و نگهداری کمتر و درنتیجه کاهش توقف کاربانک خازن

یادداشت:

(1)   در صورت نیاز به کنتاکت کمکی اضافی- نصب در کنار کنتاکتور- از نوع TA8DN11  یا TA8DN20 قابل نصب است.

(2)   کنتاکتورهای PK1D25K تا PK1D12K برای نصب روی ریل 35 میلیمتر مناسب هستند. کنتاکتورهای PK1D33K تا PK1D60K برای نصب روی ریل 75 میلیمتری مناسب هستند.

(3)   دمای  متوسط دوره 24 ساعته متناسب با استانداردهای IEC70 و IEC831 است.


 

رگولاتورهای ضریب قدرت مدل PRA

رگولاتورهای ضریب قدرت PRA، کنترل و تنظیم ضریب قدرت را به صورت تمام دیجیتال انجام می دهد، این کار باعث قرائت دقیق و قابل اطمینان ضریب قدرت بون تاثیر خطاهای ناشی از وجود قطعات نیمه هادی (هارمونیک) می شود. الگوریتم کنترل اختصاصی، به دستگاه اجازه می دهد که حتی در سیستم هایی که از هارمونیک بالا تشکیل شده اند، به درستی کارکنند.

به خاطر توانایی محاسبه وان راکتیو، با قطع و وصل پله های مختلف ضریب قدرت به خوبی تنظیم می شود.همچنین در صورت مساوی بودن پله ها، از تعداد قطع و وصل خازن ها کاسته و از آنها به شکل همگن استفاده می کند رگولاتور در صورت بروز هر نوع خطا یا غیر عادی بودن وضعیت، با پیغام هشدار مناسب، اپراتور را آگاه می سازد.

نصب ساده

نصب این رگولاتور بسیار ساده بوده به نحوی که نمونه ولتاژ  را از نوار تغذیه برداشته و فقط نیاز است که ترانس جریان (CT) روی فاز سوم (که به عنوان تغذیه استفاده نشده) نصب شود.

تنظیمات ساده

رگولاتور PRA برای اصلاح دقیق ضریب قدرت، نیاز به اطلاعاتی در مورد بانک خازن و شبکه دارد. اطلاعات در 5 مرحله و با کدهای P01 تاP05 به رگولاتور وارد می شوند. این اطلاعات عبارتند از :

-         جریان اولیه CT (ترانس جریان)

-         توان مبنا برای پله

-         ولتاژ نامی خازنها

-         زمان تخلیه هر خازن

-         ضریب هر خازن به نسبت توان مبنا (بند2)

توالی پله ها:

از مزایای اصلی این رگولاتور علاوه بر دقت بسیار بالا در اندازه گیری و نمایش ولتاژ، جریان و ضریب قدرت، می توان به تنوع توالی و ترتیب پله ها اشاره کرد.

در این رگولاتورها نیازی نیست که پله هاهمگی مضربی صحیح از پله  اول بوده و به ترتیب از کوچک به بزرگ به دستگاه نصب شوند.  تنها کافی است که توانی را به عنوان مبنا در نظر گرفته و تمام پله ها مضربی صحیح (بین  1تا 16) از این توان باشند.

راکتورهای فیلتر هارمونیک

راکتورهای حذف هارمونیک

امروزه با افزایش سیستم های اتوماسیون در کلیه رشته های تولیدی و خدماتی، استفاده از عناصر نیمه هادی در مدارات کنترل به جای رله هافگ افزایش چشمگیری یافته است. عمده ترین مشخصه این قطعات، تغییر شکل موج سینوسی برق شهر و تبدیل آن به موجهایی است که شکل سینوسی نداشته ولی دارای تناوب هستند.

محاسبات ریاضی ثابت کرده که هر موج متناوب از مجموعه ای از امواج سینوسی با فرکانس صلی موج و مضارب آن تشکیل شده است. موج با فرکانس اصلی را موج اصلی و سایر امواج را با توجه به فرکانس آنها، هارمونیک می نامند.مثلا هارمونیک سوم، پنجم و ... عبارت دیگر در یک شبکه با فرکانس 50 هرتز، هارمونیک سوم دارای فرکانس 150 و هارمونیک پنجم فرکانس  250 هرتز خواهد داشت.

از آنجا که امپدانس خازن نسبت عکس با فرکانس موج دارد. در هارمونیک ها، امپدانس کمتری داشته و جریان بالاتری از آن می گذرد که باعث خرابی زود هنگام خازن می شود. در شرایطی که فرکانس رزونانس شاخه را به میزان طراحی شده کاهش می دهد و این ترکیب عملا معادل یک فیلتر عمل نموده که در فرکانس های پائین خاصیت خازنی و در فرکانس های بالا خاصیت سلفی دارد.

چنین خاصیتی از خرابی زود هنگام خازن جلوگیری می کند.

  • مزایای استفاده از راکتورهای حذف هارمونیک
  • کاهش اضافه جریان در زمان قطع و وصل بانک خازن
  • کاهش اضافه بار خازن در اثر هارمونیک ها
  • عمر بیشتر خازن
  • کاهش حرارت ایجاد شده در کابلها
  • کاهش حرارت ایجاد شده د رترانسفورماتور
  • حذف عمل کردن بی مورد مدارهای حفاظتی
  • حذف اعوجاج شکل موج ولتاژ

نحوه انتخاب راکتور مناسب

انتخاب راکتور حذف هارمونیک و مقدار خازن  برای کاربرد صحیح سیستم بسیار مهم است. برای نیل به بهترین نتیجه، رعایت موارد زیر ضروری است.

  • فرکانس رزونانس سری باید بر مبنای آنالیز هارمونیک سیستم انتخاب شود.
  • به خاطر خاصیت سلفی راکتور، ولتاژ دوسر خازن از ولتاژ برق شبکه بیشتر است. انتخاب ولتاژ خازن بر مبنای فرکانس رزونانس صورت می گیرد.
  • به دلیل بالاتر بودن ولتاژ شبکه و خاصیت سلفی راکتور، توان ایجاد شده در شاخه سری با توان خازن متفاوت است. به همین دلیل برای رسیدن به توان دلخواه باید از ظرفیت های اصلاح شده استفاده کرد.
  • ولتاژ دوسر خازن برابر خواهد بود با

  • بعد از انتخاب فرکانس رزونانس، از روی جدول، ظرفیت خازن متناظر استخراج می شود.

مشخصات فنی:



 
نکات مهم در استفاده از راکتورهای حذف هارمونیک

نکات مهم در مورد استفاده از راکتورهای حذف هارمونیک:

  • خازن و راکتور حتما باید با هم هماهنگ باشند. یعنی ظرفیت خازن دقیقا معادل مقدار ذکر شده در جداول باشد.
  • راکتورها حرارت زیادی تولید می کنند. به همین منظور سعی شود تا در ارتفاع بالاتر از خازنها قرار گرفته و تهویه مناسب برای آن ها در نظر گرفته شود.
  • بین راکتورها و بدنه تابلو و همچنین بین دو راکتور، حداقل فاصله ای بین 5 تا 7 سانتی متر در نظر گرفته شود.
  • نقشه های ابعادی

عیین ظرفیت پله اول و آرایش پله ها:

در صورت در دست داشتن منحنی تغییرات توان اکتیو بر حسب زمان با استفاده از شیب منحنی می توان ظرفیت اولین پله را تعیین کرد.
در صورت در دست نداشتن منحنی میتوان از دو قانون زیر استفاده کرد:
الف)در صورتی که لازم باشد رگولاتور به ۵% تغییرات بار پاسخ دهد پله اول را۵% ظرفیت کل تابلو انتخاب می نمایند. مثلا در یک بانک ۲۰۰ کیلو وار با پله اول ۱۰ کیلو وار که باری با ضریب توان ذاتی ۰٫۷ را جبران می کند به ازای هر ۱۵ کیلو وات تغییر در بار یک پله وارد یا خارج میشود(ضریب توان مطلوب ۰٫۹۵ فرض شده است)
ب)در صورت عدم نیاز به تنظیم دقیق یا تغییرات بزرگ بار برای آنکه رگولاتور به ۱۰% تغییرات بار پاسخ دهد لازمست پله اول ۱۰% ظرفیت کل انتخاب گردد . بدین معنی که در شرایطی مانند حالت (الف)به ازای هر ۳۰ کیلو وات تغییر در میزان توان ۲۰ کیلو وار به مدار وارد یا خارج گردد.

آرایش پله ها:

شرایط قانون(الف) را در نظر می گیریم پله اول برابر ۱۰ کیلو وار می باشد برای رسیدن به ظرفیت ۲۰۰ کیلو وار به ۲۰ عدد پله ۱۰ کیلو وار نیاز داریم که تعداد بسیاری است و در هنگام ساخت بانک باعث افزایش قیمت تمام شده میشود. روش دیگر استفاده از توالی ……..۱:۲:۲:۲ است در این صورت تعداد پله ها به ۱۰ کاهش می یابد ولی نمی توانیم به ظرفیت ۲۰۰ کیلو وار برسیم  تنها راه حل نصب یک پله ثابت ۲۰ کیلو وار است که این روش روش مناسبی نمی باشد
محدودیتی که مشاهده شد انگیزه ایی برای ایجاد دیگر آرایشها و توالی های پله خازنی گشت و آرایش هایی مانند ……۱:۲:۲:۴:۸ و…….۱:۲:۴:۸:۸:۸ به وجود آمد.اخیرا رگولاتور هایی طراحی گشته اند که می توانند آرایش ۱:۲:۴:۸:۱۶:۳۲:۶۴ را پشتیبانی کند که با چنین رگولاتور هایی می توان بانکی به ظرفیت ۱۲۷۰ کیلو وار با پله اول ۱۰ کیلو وار ایجاد نمود.

گزینش تجهیزات جانبی خازن:

خازن بر خلاف دیگر تجهیزات برقی همیشه تحت اضافه بار است.بر این اساس در استاندارد تعیین شده است که خازن ها باید حداقل ۳۵% اضافه جریان را بصورت دایمی تحمل کند با توجه به این مطلب که خازن همیشه تحت اضافه بار (به ویژه اضافه جریان است)و جریان خازن از فیوز و شین و کنتاکتور عبور می کند لازمست تمامی تجهیزات خازن بر اساس ۳۰% اضافه جریان انتخاب گردند.
به عنوان مثال برای انتخاب کنتاکتور و فیوز برای یک پله ۱۲٫۵ کیلو وار به صورت زیر عمل میشود:
ابتدا جریان نامی خازن را با فرمول زیر بدست می آوریم

IC=QC/1.73*UV

IC=12500/1.73*400=18A                                                                                              
بدین ترتیب جریان معیار طراحی بدین صورت بدست می آید:

             IL=1.3*IC

            IL=1.3*18=23.4 

   کنتاکتور و سیم و فیوز مناسب اولین رنجی است که جریان نامی آن برابر یا بیشتر از ۲۳٫۴ باشد        

 

برگرفته از  http://tanabedar.mihanblog.com


صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :