امروزه خازن ها نقش ویژه ای در صنعت برق به ویژه در کارخانجات ایفا می کنند که مهمترین آن اصلاح ضریب قدرت می باشد. در یک خط تولید کارخانه تعداد زیادی موتور القایی وجود دارد که با توجه به ویژگی های موتور القایی سبب افزایش توان راکتیو مصرفی کارخانه می شوند. توان راکتیو در واقع توانی است که مصرف می شود اما کار مفیدی را انجام نمی دهد و با توجه به اینکه امروزه از کنتورهای هوشمند که توانایی اندازه گیری هر دو توان راکتیو و اکتیو را دارد، برای مصارف صنعتی و حتی خانگی استفاده می شود، مصرف کننده ملزم به پرداخت بهای مصرفی هر دو توان اکتیو و راکتیو می باشد. اصلی ترین راه در کاهش توان راکتیو کارخانه ها و در بعضی از مواقع مصارف خانگی، استفاده از خازن به عنوان اصلاح کننده ضریب قدرت می باشد. با توجه به ویژگی های خازن، بکار بردن آن در مدارات به مقدار خیلی زیادی باعث اصلاح ضریب توان و در نتیجه کاهش توان راکتیو مصرفی می شود. محاسبه مقدار خازن نیازمند محاسبات فنی و دقیق دارد که توسط فرد متخصص صورت می گیرد. در ادامه ابتدا به صورت کلی به ساختار خازن و ویژگی های آن اشاره شده و سپس دسته بندی مربوط به آن براساس سطح ولتاژ و توان خروجی ارائه شده است.
ساختار کلی خازن اصلاح ضریب قدرت
خازن های اولیه دارای دی الکتریکی از جنس كاغذ كرافت و مایع نفوذی آسكارل بودند و تا ظرفیت حدود 100 KVAR تولید می شدند که به خازن های کاغذی معروف بودند. با پیشرفت تکنولوژی و توليد فيلمهاي پلاستيكي عايق از جنس پليپروپيلن، امکان تولید خازن با ظرفیت های بزرگتر از طریق ترکیب كاغذ كرافت و پلاستيك فوق میسر گردید. لازم به ذکر است که خازنهاي تمام فيلم، اتلاف كمتري دارند و به ندرت شاهد تركيدگي این نوع از خازن ها هستیم و همچنین دارای دمای کارکرد پایینی می باشند. در جدول زیر میتوان تأثیر نوع دی الکتریک را بر توان خروجی خازن مشاهده کرد:
نوع دی الکتریک خازن |
ميزان تلفات توان ( W / KVAR ) |
كاغذ آغشته به روغن |
۲-۲٫۵ |
كاغذ آغشته به PCB |
۳-۳٫۵ |
كاغذ/پلاستيك آغشته به PCB |
۰٫۵-۱ |
پلاستيك آغشته به روغن |
۰٫۵-۱ |
فيلم با بخار فلز |
کمتر از 0.5 |
خازنهای فشار متوسط ( سطح ولتاژ بالای ۱۰۰۰ ولت )
در این سطح ولتاژ، اصولا خازنها به صورت روغنی و در طراحی تکفاز و سه فاز میباشند که از موازی و سری شدن المانهای ریز تر خازن، ظرفیت نهایی با توانایی تحمل ولتاژ مورد نظر به دست خواهد آمد. المانهای خازنها درون يك بدنه واحد قرار ميگيرند و اغلب نيازي به نگهداري ندارند. المانهاي خازني مطابق با استانداردهاي صنعتي طراحي و آزمايش ميشوند. مشخصة خازنها شامل كيلووار، ولتاژ و فركانس نامي، دماي محيط از ۴۰- تا ۵۵+ درجة سانتيگراد است. خازنهاي تكفاز در سايزهایی با كيلوارهای مختلف موجود هستند. در ادامه اجزاء مختلف خازن را بررسي ميكنيم:
ساختار خازن فشار متوسط
ديالكتريك يا مادة عايق در خازن اصلاح ضریب قدرت براي جدا كردن الكترودها به كار ميرود. اين مواد استقامت ديالكتريكي بالا، ثابت ديالكتريك بزرگ، و تلفات اندكي دارند. در ابتدا در توليد خازن از كاغذ كرافت استفاده ميشد، ولي امروزه از فيلمهاي پليپروپيلن استفاده ميشود. كاغذ مورد استفاده چگالي كم (حدود ۰٫۸گرم بر سانتيمتر مكعب) دارد. ثابت ديالكتريكي وابسته به نوع روغن مورد استفاده در كاغذ دارد. فيلمهاي پليپروپيلن در دهة ۳۰ اختراع شدند و در دهة ۶۰ در صنعت خازن به كار گرفته شدند. اين ماده تلفات بسيار كم و ثابت ديالكتريك بزرگي دارد كه در فركانس ۵۰ هرتز تا ۱ مگاهرتز حدود ۲/۲۵ است. ضخامت فيلم بسيار اندك (در حدود ۱۰ ميكرون)، و در نتيجه خازن توليدي بسيار كمحجم خواهد بود.
نوع فيلم |
ثابت ديالكتريك |
تلفات (w/kvar) |
استقامت ديالكتريكي (MW/m) |
پليپروپيلن |
۲٫۲۵ |
۰٫۰۰۰۵ |
>32 |
پليكربنات |
۲٫۷ – ۳٫۱ |
۰٫۰۰۰۵ |
۱۲۰ |
پلياتيلن ترفتالات |
۳ – ۳٫۲ |
۰٫۰۳ |
۱۰۰-۱۶۰ |
بدنه: مجموعة الكترودهاي آلومينيومي و ديالكتريك در يك محفظة فلزي قرار داده ميشود و بين اين دو با عايق پر ميگردد. از مادهاي ديالكتريك براي پر كردن محفظه استفاده ميشود. سپس بدنه آببندي شده و الكترودها به بوشينگها متصل ميشوند. در خازنهاي فشار قوي، بدنه را ميتوان از جنس فولاد ضد زنگ ساخت
بوشینگ خازن: در خازنهاي فشار ضعيف، ترمينالهاي عادي استفاده ميشود. در ولتاژهاي بالاتر، ترمينال در درون بوشينگهاي پرسلينporcelain قرار داده ميشود. بوشينگها زبانههاي فلزي دارند. براي پر كردن منافذ موجود در كويل از مايع عايقي استفاده ميشود كه اهميت بسزايي دارد، زيرا هر منفذي ميتواند باعث تخلية الكتريكي بين الكترودها و درون ديالكتريك گردد و خازن را خراب كند. در طراحيهاي قبل از ۱۹۷۵، از PCB به عنوان نافذ اصلي استفاده ميشد. بعدها ثابت شد كه اين ماده تجزيه پذير نيست و هم براي محيط زيست و هم سلامت افراد خطرناك است. سپس سازندگان خازن مجبور شدند براي اين ماده جايگزيني پيدا كنند. خازنهايي با تكنولوژي فيلم و بخار فلز با سيال عايق و بدون PCB توليد شدند. سپس فيلمهاي فلزي و كاملاً خشك در اواخر دهة ۷۰ ظاهر شدند. ولي PCB مادهاي ضد آتش با خصوصيات برتري است كه هيچ يك از مواد جايگزين آن خصوصيات را يكجا ندارند.
مایع هایی که در داخل خازن معمولا استفاده می شوند.
ماده |
ثابت ديالكتريك |
استقامت ديالكتريكي (MW/m) |
نقطة ريزش (ºC) |
نقطة اشتعال (ºC) |
Dioctyl phthalate |
۵٫۲۶ |
۱۰٫۶ |
-۴۵ |
۲۲۵ |
Diisononyl phthalate |
۴٫۶۸ |
۱۱٫۸ |
-۴۸ |
۲۲۱ |
Isopropyl biphenyl |
۲٫۸۳ |
۵۶ |
-۵۵ |
۱۵۵ |
Benzyl neocaprate |
۳٫۸ |
۷۶ |
-۶۰ |
۱۵۵ |
PCB |
۶ |
۷۴ |
-۲۳ |
– |
شرکت تجهیزات مهندسی فن آوران جابان آماده ارائه خدمات طراحی و اجرای سیستم های اتوماسیون صنعتی متناسب با نیاز مجموعه های صنعتی و کارخانجات با بهره گیری از تخصص و تجارب متخصصان خود می باشد.
این شرکت در راستای سیاست های مشتری مداری خود آماده ارائه خدمات مشاوره بصورت کاملاً رایگان در زمینه طراحی و اجرای سیستم های اتوماسیون صنعتی (درصورت نیاز بازدید کارشناس از محل) برای مشتریان عزیز است (این یک شعار نیست). شما می توانید از طریق شماره تماس 05138408889 و یا شماره تلگرام 09300244083 با کارشناسان این حوزه ارتباط برقرار کرده و از خدمات رایگان مشاوره در زمینه طراحی و اجرای سیستم های اتوماسیون صنعتی استفاده کنید. همچنین شما با استفاده از کلید بر روی برق صنعتی میتوانید تجهیزات برق صنعتی موردنیاز خود را از طریق پنل فروشگاهی فن آوران جابان از برندهای معتبر داخلی و خارجی تهیه کنید و برای خریدهای بالای 1 میلیون تومان از ارسال رایگان محصولات خریداری شده، بهره مند شوید.
0 نظر ثبت شده است
پیغام خود را وارد نمایید
اطلاعات زیر تنها در جهت ارتباط با شما میباشد و ما در حفظ آن کوشا خواهیم بود