اصلاح ضریب توان باعث بهبود کارایی سیستم و کاهش هزینه های ناشی از مصرف انرژی در سیستم های توزیع برق می شود. خازن ها یکی از ابزارهای موثر در اصلاح ضریب توان در مدارهای الکتریکی هستند. شرکت زیمنس نیز از پیشگامان در تولید خازن ها هستند که خازن هایی با قابلیت های ویژه تولید می کنند. در این مقاله قصد داریم که به بررسی کاربردهای خازن زیمنس در اصلاح ضریب توان بپردازیم و این موضوع را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهیم.
ضریب توان و اهمیت آن
به نسبت توان واقعی به توان (کیلو وات) به توان ظاهری (کیلو ولت – آمپر) در یک مدار الکتریکی، ضریب توان یا Power Factor گفته می شود. ضریب توان به طور معمول با عددی بین 0 تا 1 نمایش داده می شود که این عدد بیانگر کارایی سیستم در استفاده از انرژی الکتریکی است. هر چقدر این عدد به صفر نزدیک تر باشد نشان دهنده این است که سیستم الکتریکی به طور بهینه و موثر از انرژی استفاده نمی کند که این مساله باعث تلفات انرژی و افزایش هزینه ها می شود. به همین منظور باید اصلاح ضریب توان را با هدف بهبود عملکرد سیستم و کاهش تلفات انرژی انجام داد.
خازن ها و اصول کار آن ها
خازن زیمنس یکی از عناصر الکتریکی است که به منظور ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی استفاده می شود. خازن ها با تامین توان راکتیو (VAR) به اصلاح ضریب توان شبکه کمک می کنند. توان راکتیو نوعی توان غیر مفید در شبکه است؛ زیرا در انجام کارهای مفید الکتریکی مانند روشن کردن لامپ نقشی ندارد. اضافه کردن خازن به سیستم الکتریکی، باعث کاهش توان راکتیو شبکه شده، در نتیجه ضریب توان سیستم بهبود پیدا می کند. بهبود ضریب توان به این معناست که میزان این ضریب به عدد 1 نزدیک می شود.
مکانیزم عملکرد خازن ها
خازن ها از دو صفحه هادی الکترود تشکیل می شوند که با یک ماده دی الکتریک از هم جدا می شوند. این ساختار باعث می شود که هنگامی که به خازن ولتاژ الکتریکی اعمال شود، یک صفحه بار مثبت و صفحه دیگر بار منفی بگیرد. در این حالت انرژی الکتریکی بر روی خازن ذخیره می شود. خازن ها با آزادسازی توان راکتیو، بارهای القایی مانند موتورهای اکتریکی را که به توان راکتیو نیاز دارند، تغذیه می نمایند. این مساله باعث می شود که بار روی ترانسفورماتورها و خطوط انتقال کاهش پیدا کند، در نتیجه تلفات در سیستم نیز کاهش پیدا می کند.
بهبود کیفیت توان با اصلاح ضریب توان
بهبود کیفیت توان در سیستم های توزیع برق، یکی از کاربردهای مهم خازن های زیمنس است. خازن ها با کاهش دادن بار راکتیو، باعث بهبود کیفیت توان و کاهش هارمونیک ها در سیستم می شوند. بهبود کیفیت توان باعث کاهش تلفات انرژی شده و عمر مفید تجهیزات الکتریکی را نیز کاهش می دهد.
کاهش هزینه های انرژی
اصلاح ضریب توان می تواند باعث کاهش هزینه های انرژی شود. هر چقدر ضریب توان به عدد 1 نزدیک تر شود، سیستم به صورت بهینه تری کار می کند. شرکت های برق در بسیاری از کشورها برای مصارف با ضریب توان پایین، تعرفه های پایین تری را تعیین می کنند. به همین دلیل، اصلاح توان با خازن زیمنس می تواند باعث صرفه جویی در هزینه های مصرف انرژی شود.
افزایش ظرفیت ترانسفورماتورها
با اصلاح ضریب توان از طریق خازن های زیمنس، بار راکتیو روی ترانسفورماتورها کاهش می باید و ترانسفورماتورها می توانند بار بیشتری را تحمل کنند. در نتیجه ظرفیت کلی ترانسفورماتورها افزایش پیدا می کند. این موضوع برای سیستم های صنعتی با بارهای متغیر و سنگین اهمیت زیادی دارد.
کاهش تلفات خطوط انتقال
یکی از چالش های مهم در سیستم های برق قدرت، تلفات انرژی در خطوط انتقال است. هر چقدر ضریب توان یک شبکه پایین تر باشد، این تلفات افزایش پیدا می کند. اصلاح ضریب توان می تواند این تلفات را تا حد زیادی کاهش دهد. خازن ها، توان راکتیو سیستم را کاهش می دهند و باعث کاهش جریان عبوری از خطوط می شوند؛ در نتیجه تلفات ناشی از مقاومت خطوط را کاهش می دهند.
بهینه سازی سیستم های موتور
موتورهای الکتریکی، بار اصلی سیستم های صنعتی هستند. استفاده از خازن های زیمنس در نزدیکی موتورهای الکتریکی، توان راکتیو مورد نیاز آنها را تامین کرده و باعث کاهش مصرف انرژی توسط موتور الکتریکی می شوند. در نتیجه سیستم های الکتریکی بار کمتری را تحمل می کنند و عملکرد آن ها بهبود می یابد.
سیستم های اتوماتیک کنترل توان راکتیو
سیستم های اتوماتیک کنترل توان راکتیو شرکت زیمنس، شامل تعدادی سنسور، کنترلر و خازن های زیمنس هستند. این سیستم ها به صورت اتوماتیک نیازهای توان راکتیو شبکه را شناسایی می کنند و بر همین اساس خازن ها را روشن و خاموش می کنند تا ضریب توان اصلاح گردد. این سیستم به بهینه سازی عملکرد سیستم و کاهش هزینه های عملیاتی کمک می کند.
جمع بندی
خازن های زیمنس از ابزارهای موثر در اصلاح ضریب توان هستند. اصلاح ضریب توان باعث بهبود کیفیت توان، افزایش کارایی سیستم های الکتریکی و کاهش هزینه های انرژی می شود. با توجه به مزایای متعدد خازن های زیمنس، استفاده از آنها در پروژه های تجاری و صنعتی بسیار کاربردی است. برای استعلام قیمت خازن زیمنس با شماره های درج شده در سایت تماس بگیرید.
