در قسمت توزیع برق فشار ضعیف، کابینت خطوط ورودی، کابینت خطوط خروجی و البته کابینت جبران خازن وجود دارد. پس نقش کابینت های جبران خازن چیست؟ همانطور که از نام آن پیداست نقش جبران خازن را بازی می کنند. بیایید ابتدا به اصل جبران خازن نگاه کنیم. هنگام جبران، خازن و بار به صورت موازی متصل می شوند. خازن مانند بانک باتری است. هنگامی که بار افزایش می یابد، به دلیل مقاومت داخلی منبع تغذیه، ولتاژ خروجی منبع تغذیه کاهش می یابد، زیرا هر دو سر خازن نیاز به حفظ ولتاژ اصلی دارند، یعنی بخشی از باتری در خازن خارج می شود، که به بیرون می ریزد. روند نزولی ولتاژ را به تاخیر می اندازد. این اصل جبران خازن است.
تصویر
1. اصل جبران خازن قدرت
در اصل، یک خازن معادل ژنراتوری است که جریان راکتیو خازنی تولید می کند. اصل جبران توان راکتیو این است که دستگاهی با بار قدرت خازنی و بار توان القایی به صورت موازی روی یک خازن متصل شود و انرژی بین دو بار تبدیل شود. به این ترتیب بار روی ترانسفورماتورها و خطوط انتقال در شبکه کاهش می یابد و در نتیجه ظرفیت فعال خروجی افزایش می یابد. در شرایط خروجی یک توان فعال معین، اتلاف سیستم منبع تغذیه کاهش می یابد. در مقایسه، خازن ها ساده ترین و مقرون به صرفه ترین راه برای کاهش بار روی ترانسفورماتورها، سیستم های منبع تغذیه و توزیع صنعتی هستند. بنابراین، استفاده از خازن ها به عنوان جبران توان راکتیو در سیستم های قدرت ضروری است. در حال حاضر استفاده از خازن های موازی به عنوان دستگاه های جبران توان راکتیو بسیار رایج است.
2. ویژگی های جبران قدرت خازن
مزیت - فایده - سود - منفعت
دستگاه جبران توان راکتیو خازن توان دارای ویژگی های نصب آسان و محل نصب راحت است. از دست دادن توان فعال کوچک (فقط حدود 0.4٪ از ظرفیت نامی)؛ دوره ساخت کوتاه؛ سرمایه گذاری کوچک؛ بدون قطعات چرخشی، بهره برداری و نگهداری آسان؛ اگر بانک های خازنی فردی آسیب ببینند، بر عملکرد کل بانک خازن و سایر مزایای آن تأثیری نمی گذارد.
کمبود
معایب دستگاه جبران توان راکتیو خازن توان عبارتند از: فقط می تواند تنظیم مرحله ای را انجام دهد، اما نمی تواند تنظیم صاف را انجام دهد. تهویه ضعیف، زمانی که دمای کار خازن بالاتر از 70 درجه باشد، مستعد انبساط و انفجار است. ویژگی های ولتاژ ضعیف، پایداری ضعیف در اتصال کوتاه، شارژ باقی مانده پس از حذف وجود دارد. دقت جبران توان راکتیو کم است و به راحتی بر اثر جبران تاثیر می گذارد. مدیریت عملیات خازن جبرانی مشکل است و موضوع کارکرد ایمن خازن جدی گرفته نمی شود و غیره.
3. روش جبران توان راکتیو
جبران پراکندگی فشار بالا
جبران پراکندگی ولتاژ بالا در واقع یک خازن جبران توان راکتیو است که در سمت ولتاژ بالا یک ترانسفورماتور نصب می شود تا کیفیت ولتاژ منبع تغذیه را بهبود بخشد. این عمدتا در توزیع برق شهری با ولتاژ بالا استفاده می شود.
جبران سازی متمرکز ولتاژ بالا
جبران متمرکز ولتاژ بالا به روش جبرانی اطلاق می شود که در آن خازن ها بر روی شین فشار قوی 6 کیلوولت ~ 10 کیلو ولت در پست یا پست پایین تر کاربر نصب می شوند. همچنین خازن را می توان بر روی شین ولتاژ پایین در اتاق توزیع اصلی کاربر نصب کرد که برای کاربردهایی که بار متمرکز و دور از شین توزیع است مناسب است. هنگامی که خود کاربر دارای یک بار ولتاژ بالا مشخص در یک مکان مجاور با ظرفیت جبران زیاد باشد، می تواند مصرف توان راکتیو سیستم قدرت را کاهش دهد و نقش جبرانی خاصی را ایفا کند. مزایای آن این است که اجرای سوئیچینگ خودکار آسان است، می تواند به طور معقولی ضریب توان کاربر را بهبود بخشد، میزان استفاده بالایی دارد، سرمایه گذاری کمتری دارد، نگهداری آسان است و تنظیم آسان برای جلوگیری از جبران بیش از حد و بهبود کیفیت ولتاژ. با این حال، سود اقتصادی این روش جبران ضعیف است.
جبران پراکندگی فشار پایین
جبران پراکندگی ولتاژ پایین بر اساس نیازهای توان راکتیو تجهیزات الکتریکی منفرد است. بانک های خازن فشار ضعیف تک یا چندگانه به صورت پراکنده در نزدیکی تجهیزات الکتریکی برای جبران توان راکتیو کلیه خطوط فشار قوی و فشار ضعیف و ترانسفورماتورها در مقابل محل نصب نصب می شوند. قدرت. مزیت این است که وقتی تجهیزات الکتریکی در حال کار هستند، جبران توان راکتیو وارد می شود و زمانی که تجهیزات الکتریکی از کار افتاده است، تجهیزات جبرانی نیز خارج می شوند که می تواند جریان توان راکتیو در شبکه توزیع و ترانسفورماتورها را کاهش دهد. کاهش تلفات توان فعال؛ این می تواند سطح مقطع سیم خط و ظرفیت ترانسفورماتور، ردپای کوچک را کاهش دهد. معایب آن میزان استفاده کم و سرمایه گذاری زیاد است. برای عملکرد با سرعت متغیر، عملکرد جلو و عقب، اینچ، توقف و موتورهای ترمز معکوس مناسب نیست.
جبران سازی متمرکز ولتاژ پایین
جبران متمرکز ولتاژ پایین به اتصال خازن های ولتاژ پایین به سمت شین ولتاژ پایین ترانسفورماتور توزیع از طریق یک کلید ولتاژ پایین، با استفاده از دستگاه سوئیچینگ جبران توان راکتیو به عنوان یک دستگاه کنترل و حفاظت، و کنترل مستقیم سوئیچینگ اشاره دارد. خازن ها با توجه به توان راکتیو در شین ولتاژ پایین. سوئیچینگ خازن به عنوان یک گروه کامل انجام می شود و نمی توان آن را به آرامی تنظیم کرد. مزایای جبران ولتاژ پایین: سیم کشی ساده، حجم کار کم عملیات و نگهداری، متعادل کردن توان راکتیو به صورت محلی، در نتیجه بهبود استفاده از ترانسفورماتور توزیع، کاهش تلفات شبکه و بسیار مقرون به صرفه بودن. یکی از روش های متداول در جبران توان راکتیو است. .
4. محاسبه ظرفیت جبران خازن
ظرفیت جبران توان راکتیو باید با توجه به منحنی توان راکتیو یا روش محاسبه جبران توان راکتیو تعیین شود. فرمول محاسبه به شرح زیر است:
QC=p(tgφ1-tgφ2) یا QC=pqc(1)
در فرمول:
Qc: ظرفیت خازن جبرانی.
P: بارگذاری توان فعال.
COSφ1: ضریب توان پیش بار جبرانی.
COSφ2: ضریب قدرت بار پس از جبران.
qc: نرخ جبران توان راکتیو، kvar/kw.
5. عملکرد ایمن خازن های قدرت
1. جریان عملیاتی مجاز
در حین کارکرد عادی، خازن باید با جریان نامی کار کند، حداکثر جریان عملیاتی نباید از 1.3 برابر جریان نامی تجاوز کند و اختلاف جریان سه فاز نباید از 5 درصد تجاوز کند.
2. ولتاژ کاری مجاز
خازن ها به ولتاژ بسیار حساس هستند، زیرا تلفات خازن متناسب با مجذور ولتاژ است. اضافه ولتاژ باعث گرم شدن جدی خازن می شود و عایق بودن خازن باعث تسریع پیری، کاهش عمر آن و حتی خرابی الکتریکی می شود. بنابراین، دستگاه خازن باید با ولتاژ نامی کار کند که معمولاً نباید از 1.05 برابر ولتاژ نامی تجاوز کند و حداکثر ولتاژ کاری نباید از 1.1 برابر ولتاژ نامی تجاوز کند. هنگامی که شین بیش از 1.1 برابر ولتاژ نامی است، باید اقدامات خنک کننده انجام شود.
3. مشکل هارمونیک
از آنجایی که مدار خازن یک مدار LC است، به راحتی با هارمونیک های خاصی تشدید می شود که به راحتی می تواند باعث ایجاد هارمونیک های مرتبه بالا و افزایش جریان و ولتاژ شود. علاوه بر این، این جریان هارمونیک برای خازن ها بسیار مضر است و به راحتی می تواند باعث خرابی خازن و ایجاد اتصال کوتاه فاز به فاز شود. بنابراین، هنگامی که خازن به طور معمول کار می کند، یک راکتور با مقدار اندوکتانس مناسب می تواند به صورت سری به خازن متصل شود تا در صورت لزوم جریان هارمونیک را محدود کند.
4. مسائل حفاظت رله
حفاظت رله عمدتاً توسط مجموعه کاملی از دستگاه های حفاظت رله انجام می شود. در حال حاضر، فناوری دستگاه حفاظت رله تولید شده توسط چندین تولید کننده معروف برق داخلی بسیار بالغ، ایمن، پایدار و قدرتمند است. دستگاه های حفاظت رله می توانند به طور موثر خازن های معیوب را حذف کنند و وسیله مهمی برای اطمینان از عملکرد ایمن و پایدار سیستم های قدرت هستند. اقدامات حفاظتی رله خازن اصلی عبارتند از: ① حفاظت از اضافه جریان سه مرحله ای. ② حفاظت اضافه ولتاژ راه اندازی شده برای جلوگیری از آسیب خازن ناشی از اضافه ولتاژ حالت پایدار سیستم. ③ برای جلوگیری از اضافه ولتاژ ناشی از بسته شدن مجدد آنی خازن ها ناشی از خاموش شدن مختصر منبع تغذیه سیستم. مجموعه حفاظت ولتاژ پایین به دلیل آسیب ولتاژ؛ ④ حفاظت از ولتاژ نامتعادل، حفاظت جریان نامتعادل یا حفاظت از اختلاف ولتاژ سه فاز پیکربندی شده تا منعکس کننده خطای خرابی داخلی خازن ها در بانک خازن باشد.
5. مشکل بستن
بانک های خازن در هنگام شارژ از بسته شدن مجدد منع می شوند. دلیل اصلی این است که زمان مشخصی برای تخلیه خازن طول می کشد. هنگامی که سوئیچ بانک خازن قطع می شود، اگر بلافاصله دوباره بسته شود، خازن زمانی برای تخلیه نخواهد داشت. ممکن است بارهایی با قطبیت مخالف ولتاژ بسته شدن مجدد در خازن باقی بمانند که باعث بسته شدن می شود. جریان موج زیادی فورا ایجاد می شود و باعث می شود پوسته خازن منبسط شود، سوخت پاشیده شود یا حتی منفجر شود. بنابراین زمانی که بانک خازن دوباره بسته می شود باید 3 دقیقه بعد از قطع کلید مدار این کار انجام شود. بنابراین، خازنها مجاز به تجهیز به دستگاههای بستهکننده خودکار نیستند و در عوض باید به دستگاههای خاموش کننده خودکار بدون فشار مجهز شوند.
برخی از پست های ترمینال اغلب به دستگاه های سوئیچینگ برق پشتیبان مجهز هستند. دستگاه به گونه ای عمل می کند که منبع تغذیه معیوب را قطع می کند و پس از تاخیر کوتاهی منبع تغذیه پشتیبان را روشن می کند. در طی این فرآیند، اگر بانک خازن دارای عملکرد خودسوئیچینگ ولتاژ پایین باشد، بانک خازن در مدت زمان کوتاهی روشن می شود. در صورت بسته شدن مجدد در بازه زمانی معین، خرابی فوق اتفاق می افتد. بنابراین، مسائل سوئیچینگ سیستم ها و بانک های خازن مجهز به دستگاه های سوئیچینگ برق پشتیبان خودکار، شایسته توجه کامل است.
6. دمای عملیاتی مجاز
هنگامی که خازن به طور معمول کار می کند، دمای نامی محیط اطراف آن معمولاً 40 درجه ~ -25 درجه است. دمای محیط داخلی باید کمتر از 65 درجه باشد و حداکثر نباید از 70 درجه تجاوز کند، در غیر این صورت باعث شکست حرارتی یا برآمدگی می شود. دمای پوسته خازن بین دمای متوسط و دمای محیط است و نباید از 55 درجه بیشتر شود. بنابراین، اتاق خازن باید به خوبی تهویه شود تا اطمینان حاصل شود که دمای کارکرد آن از مقدار مجاز تجاوز نمی کند.
7. مشکل صدای تخلیه در حین کار
خازن ها معمولاً هنگام کار صدا ندارند، اما در برخی موارد ممکن است هنگام کار کردن، مشکل صداهای تخلیه نیز داشته باشند. به عنوان مثال، اگر پوشش خازن برای مدت طولانی در فضای باز بماند، هنگامی که آب باران بین دو محفظه وارد شده و ولتاژ اعمال می شود، ممکن است صدای تخلیه ایجاد شود. در صورت کمبود روغن در خازن، انتهای پایینی بدنه به راحتی در معرض روغن قرار می گیرد. سطح، سپس صدای تخلیه ممکن است منتشر شود. در صورت وجود لحیم کاری یا لحیم کاری در داخل خازن، تخلیه فلاش اور در روغن رخ می دهد. هنگامی که هسته خازن در تماس ضعیف با پوسته باشد، یک ولتاژ شناور ظاهر می شود که باعث ایجاد صدای تخلیه می شود. .
هنگامی که شرایط صدای تخلیه بالا رخ داد، باید با هر موقعیت برخورد کرد، یعنی روش های تصفیه به شرح زیر است: خازن را متوقف کنید و آن را تخلیه کنید، پوشش بیرونی را بردارید، آن را خشک کنید و دوباره نصب کنید. همان مشخصات را اضافه کنید روغن خازن. اگر صدای تخلیه متوقف نشود، باید آن را جدا کرده و تعمیر کنید. خازن باید از کار افتاده و دشارژ باشد تا هسته و پوسته به خوبی در تماس باشند.
8. مشکل انفجار
در حین کار خازن، در صورت خرابی اجزای داخلی خازن، آسیب به عایق پوسته خازن، آب بندی ضعیف و نشت روغن، برآمدگی و تفکیک داخلی، برآمدگی و تفکیک داخلی، بسته شدن شارژ یا دمای بیش از حد، و تهویه ضعیف، ولتاژ کار بسیار بالا، اجزای هارمونیک بیش از حد بزرگ، اضافه ولتاژ کاری و غیره ممکن است باعث آسیب و انفجار خازن شوند. به منظور جلوگیری از حوادث انفجار خازن، در شرایط عادی می توان 1.5 تا 2 برابر جریان عبوری از هر گروه از خازن های فاز را به فیوز سریع مجهز کرد. اگر خازن خراب شود، فیوز سریع ذوب شده و قطع می شود. منبع تغذیه برای محافظت از خازن ها از ادامه تولید گرما؛ برای اطمینان از اینکه اختلاف جریان بین هر فاز از 5±٪ تجاوز نمی کند، روی هر فاز از کابینت جبران کننده یک آمپر متر نصب کنید. در صورت مشاهده عدم تعادل، فوراً از عملیات خارج شده و خازن ها را بررسی کنید. نظارت بر افزایش دمای خازن ها؛ تقویت مانیتورینگ بانک خازن را بازرسی کنید تا از نشت روغن و برآمدگی خازن جلوگیری شود تا از انفجار جلوگیری شود.
