جبران خازنی چیست و چطور جریمه ضریب قدرت را حذف کنیم؟

اگر در قبض برق کارخانه ردیفی با عنوان «زیان ضریب قدرت» یا هزینه انرژی راکتیو می‌بینید، یعنی هر ماه پولی می‌پردازید که با یک سرمایه‌گذاری نسبتاً کوچک قابل حذف است. این مقاله توضیح می‌دهد ضریب قدرت چیست، چرا پایین می‌آید و جبران خازنی چطور مشکل را حل می‌کند.

ضریب قدرت به زبان ساده

موتورها، ترانسفورماتورها و بالاست‌ها برای ساختن میدان مغناطیسی، علاوه بر توان مفید (اکتیو، بر حسب کیلووات) توان راکتیو (بر حسب کیلووار) هم از شبکه می‌کشند. توان راکتیو کار مفیدی انجام نمی‌دهد ولی جریان کابل‌ها و ترانس را بالا می‌برد. نسبت توان مفید به توان ظاهری کل را ضریب قدرت (cos φ) می‌گویند. هرچه این عدد به ۱ نزدیک‌تر باشد، بهتر است.

ضریب قدرت پایین چه هزینه‌ای دارد؟

• جریمه در قبض برق: برای مشترکین دیماندی، اگر ضریب قدرت از ۰٫۹ کمتر باشد، مبلغی به‌عنوان زیان ضریب قدرت به قبض اضافه می‌شود.
• اشغال ظرفیت ترانس و کابل: بخشی از ظرفیت تجهیزات صرف جریان راکتیو می‌شود و برای اضافه کردن مصرف‌کننده جدید جا نمی‌ماند.
• تلفات و گرمای بیشتر: جریان بیشتر یعنی تلفات حرارتی بیشتر در کابل‌ها و افت ولتاژ بیشتر.

جبران خازنی چطور کار می‌کند؟

خازن‌ها توان راکتیو تولید می‌کنند. وقتی بانک خازنی کنار مصرف‌کننده‌ها نصب شود، توان راکتیو موردنیاز موتورها به‌جای شبکه از خازن تأمین می‌شود و ضریب قدرتی که کنتور می‌بیند بالا می‌رود.

در کارخانه‌ها معمولاً از تابلو جبران خازنی اتوماتیک استفاده می‌شود: یک رگولاتور ضریب قدرت به‌طور مداوم cos φ را اندازه می‌گیرد و پله‌های خازنی را با کنتاکتورهای مخصوص خازن وارد یا خارج می‌کند تا با کم و زیاد شدن بار، ضریب قدرت در محدوده مطلوب بماند.

محاسبه ظرفیت خازن: یک مثال عددی

ظرفیت خازن لازم از این رابطه به دست می‌آید:

Qc = P × (tan φ₁ − tan φ₂)
P توان اکتیو (کیلووات)، φ₁ زاویه فعلی و φ₂ زاویه مطلوب است.

فرض کنید کارخانه‌ای با بار متوسط ۲۰۰ کیلووات و ضریب قدرت ۰٫۷۵ داریم و می‌خواهیم به ۰٫۹۵ برسیم:

در عمل ظرفیت را کمی بیشتر و به چند پله تقسیم می‌کنند تا در بارهای مختلف، تنظیم دقیق ممکن باشد. ظرفیت نهایی باید بر اساس منحنی بار واقعی و قبض‌های چند ماه اخیر تعیین شود.

هارمونیک: نکته‌ای که اغلب فراموش می‌شود

اگر در کارخانه تعداد زیادی درایو، یکسوساز یا UPS دارید، شبکه شما احتمالاً هارمونیک دارد. خازن معمولی در چنین شبکه‌ای ممکن است با اندوکتانس شبکه دچار رزونانس شود؛ نتیجه آن داغ شدن و ورم کردن خازن‌ها، سوختن فیوزها و حتی آسیب به سایر تجهیزات است. در این شرایط باید از خازن به همراه راکتور دیتیون (فیلتر هارمونیک) استفاده کرد. تشخیص این موضوع قبل از خرید خازن، جلوی هزینه‌های بعدی را می‌گیرد.

نشانه‌های اینکه تابلو خازنی شما سرویس لازم دارد

• با وجود تابلو خازنی، هنوز در قبض جریمه ضریب قدرت دارید.
• خازن‌ها ورم کرده‌اند یا فیوزهای پله‌ها مدام می‌سوزند.
• کنتاکتورها صدای غیرعادی دارند یا کنتاکت‌ها سوخته‌اند.
• رگولاتور یک پله را مدام وصل و قطع می‌کند.

ظرفیت خازن‌ها با گذشت زمان کم می‌شود؛ تست دوره‌ای جریان هر پله نشان می‌دهد کدام خازن نیاز به تعویض دارد.

اگر می‌خواهید جریمه ضریب قدرت را حذف کنید، تصویر قبض برق چند ماه اخیر را برای ما بفرستید. ظرفیت مناسب را برآورد می‌کنیم و تابلو جبران خازنی اتوماتیک متناسب با کارخانه شما را طراحی و نصب می‌کنیم.