בנק קONDENSADORS: הגדרה, שימושים והטבות

בנק קונדנסדרים הוא קבוצה של מספר קונדנסדרים בעלי אותו דירוג המחוברים בטור או במקביל כדי לאחסן אנרגיה חשמלית במערכת חשמל. קונדנסדרים הם מכשירים המסוגלים לאחסן מטען חשמלי על ידי יצירת שדה חשמלי בין שתי לוחות מתכתיות מופרדות בחומר מבודד. בנקי קונדנסדרים משמשים למגוון מטרות, כגון תיקון פקטור הכוח, רגולציה של מתח, סינון הרמוניות ותפיסה של תהפוכות.

מהו פקטור כוח?

פקטור כוח הוא מדד לעד כמה יעילת מערכת חשמל חילופין משתמשת בעוצמת החשמל הנספקת. הוא מוגדר כיחס בין עוצמת החשמל האמיתית (P) לעוצמת החשמל המופיעה (S), כאשר העוצמה האמיתית היא זו המבצעת עבודה שימושית במטען, והעוצמה המופיעה היא מכפלת המתח (V) והזרם (I) במעגל. פקטור כוח יכול גם להיחשב כקוסינוס הזווית (θ) בין המתח לזרם.

פקטור כוח = P/S = VI cos θ

הפקטור האידיאלי הוא 1, מה שאומר שכל העוצמה הנספקת מומרת לעבודה שימושית ואין עוצמה ריאקטיבית (Q) במעגל. עוצמה ריאקטיבית היא זו שנעה אחורה וקדימה בין המקור למטען בשל وجود אלמנטים אינדוקטיביים או קפדיציביים, כגון מנועים, טרנספורמרים, קONDENSDRS, וכדומה. עוצמה ריאקטיבית אינה מבצעת עבודה כלשהי, אך היא גורמת לאיבודים נוספים ומפחיתה את יעילות המערכת.

עוצמה ריאקטיבית = Q = VI sin θ

פקטור הכוח של מערכת יכול להשתנות מ-0 עד 1, בהתאם לסוג וכמות המטען המחובר אליו. פקטור כוח נמוך מצביע על דרישת עוצמה ריאקטיבית גבוהה ושימוש לקוי בעוצמה הנספקת. פקטור כוח גבוה מצביע על דרישת עוצמה ריאקטיבית נמוכה ושימוש טוב יותר בעוצמה הנספקת.

מדוע חשוב לתיקון פקטור כוח?

תיקון פקטור כוח הוא התהליך לשיפור פקטור הכוח של מערכת על ידי הוספה או הסרת מקורות עוצמה ריאקטיבית, כגון בנקי קONDENSDRS או kondensadory סינכרונים. תיקון פקטור כוח יש לו מספר יתרונות הן עבור החברה ההולכת והן עבור הצרכן, כגון:

• הוזלת איבודי קו ושיפור יעילות המערכת: פקטור כוח נמוך אומר זרם גבוה במערכת, מה שמאיץ את האיבודים הרזיסטיביים (I2R) ומפחית את רמת המתח בקצה המטען. על ידי הגברת פקטור הכוח, זרם ההזרמה מופחת והאיבודים מינימליים, מה שנותן רמת מתח גבוהה יותר וביצועים טובים יותר של המערכת.

• הגדלת קיבולת המערכת ואמינותה: פקטור כוח נמוך אומר דרישה גבוהה מעוצמה מופיעה מהמקור, מה שמגביל את כמות העוצמה האמיתית שניתן לספק למטען. על ידי הגברת פקטור הכוח, דרישה מעוצמה מופיעה מופחתת וניתן לספק יותר עוצמה אמיתית למטען, מה שנותן קיבולת גבוהה יותר ואמינות גבוהה יותר של המערכת.

• הוזלת דמי חברת החשמל והקפות: חברות רבות מטילות דמי 추가 או הקפות לצרכנים שיש להם פקטור כוח נמוך, כי הם גורמים לנטל גדול יותר על רשת ההעברה והפצה ומגבירים את עלויות הפעלה שלהם. על ידי הגברת פקטור הכוח, ניתן למנוע או להפחית דמי אלה או הקפות, מה שנותן חשבונות חשמל נמוכים יותר לצרכנים.

איך עובד בנק קONDENSDRS?

בנק קONDENSDRS עובד על ידי מסירת או ספיגת עוצמה ריאקטיבית למערכת, בהתאם למוד החיבור והמיקום שלו. ישנם שני סוגים העיקריים של בנקי קONDENSDRS: בנקי קONDENSDRS שוטים ובנקי קONDENSDRS בטור.

בנקי קONDENSDRS שוטים

בנקי קONDENSDRS שוטים מחוברים במקביל למטען או בנקודות מסוימות במערכת, כגון תחנות משנה או מפרקים. הם מספקים עוצמה ריאקטיבית מובילה (חיובית Q) כדי לבטל או להפחית את העוצמה הריאקטיבית המאחרת (שלילית Q) שנגרמת על ידי מטענים אינדוקטיביים, כגון מנועים, טרנספורמרים, וכדומה. זה משפר את פקטור הכוח של המערכת ומפחית איבודי קו.

בנקי קONDENSDRS שוטים יש להם מספר יתרונות מעל מכשירי תקנת עוצמה ריאקטיבית אחרים, כגון:

• הם פשוטים, זולים יחסית וקלים להתקנה ולתחזוקה.

• ניתן להפעיל אותם או לכבות אותם בהתאם לשינוי המטען או לדרישות המערכת.

• ניתן לחלק אותם לאוניטים קטנים יותר או צעדים כדי לתת גמישות ודقة רבה יותר בקרה של עוצמה ריאקטיבית.

• הם יכולים לשפר את יציבות המתח ואיכותו בקצה המטען על ידי מתן תמיכה ריאקטיבית מקומית.

עם זאת, בנקי קONDENSDRS שוטים יש להם גם מספר חסרונות או מגבלות, כגון:

• הם עשויים לגרום לבעיות של מתח גבוה או תהודה אם הם לא מתוכננים באופן תקין או מתואמים עם מכשירים אחרים במערכת.

• הם עשויים להוסיף הרמוניות או עיוותים למערכת אם הם לא מסוננים או מוגנים באופן תקין.

• הם עשויים להיות לא יעילים עבור קווי העברה ארוכים או מטענים מפוזרים.

בנקי קONDENSDRS בטור

בנקי קONDENSDRS בטור מחוברים בטור למטען או לקו ההעברה, מפחיתים את המימד האפקטיבי של המעגל. הם מספקים עוצמה ריאקטיבית מאוחרת (שלילית Q) כדי לבטל או להפחית את העוצמה הריאקטיבית המובילה (חיובית Q) שנגרמת על ידי מטענים קפדיציביים, כגון כבלים ארוכים, קווי העברה, וכדומה. זה משפר את רגולציית המתח והיציבות של המערכת.

בנקי קONDENSDRS בטור יש להם מספר יתרונות מעל בנקי קONDENSDRS שוטים, כגון:

• הם יכולים להגדיל את יכולת ההעברה והיעילות של קווי העברה ארוכים על ידי הפחתת איבודים בקו וירידה במתח.

• הם יכולים להפחית את זרם קצר החשמל ואת רמת התקלה של המערכת על ידי הגברת המימד של מסלול התקלה.

• הם יכולים לשפר את התגובה הטרנסיננטית והכימיה של המערכת על ידי הפחתת התדירות הטבעית והנדנויות.

עם זאת, בנקי קONDENSDRS בטור יש להם גם מספר חסרונות או מגבלות, כגון:

• הם עשויים לגרום לבעיות של מתח גבוה או תהודה אם הם לא מתוכננים או מוגנים באופן תקין. למשל, במהלך מצב תקלה, המתח על הקONDENSDR עשוי לעלות עד 15 פעמים מהערך המצוין, מה שיכול להרוס את הקONDENSDR או ציוד אחר במערכת.

• הם עשויים להוסיף הרמוניות או עיוותים למערכת אם הם לא מסוננים או מומשכים באופן תקין.

• הם עשויים להיות לא יעילים עבור מתח נמוך או מטענים מפוזרים.

איך לחשב את גודל בנק קONDENSDRS?

גודל בנק קONDENSDRS תלוי במספר גורמים, כגון:

• השיפור המבוקש של פקטור הכוח או תקנת עוצמה ריאקטיבית

• רמת המתח והתדירות של המערכת

• הסוג והמיקום של בנק הקONDENSDRS (שוט או בטור)

• תכונות המטען והשינוי בו

• עלות הזמינות של יחידות הקONDENSDRS

הנוסחה הבסיסית לחישוב גודל בנק קONDENSDRS שוטי היא:

C = Q/V2f

כאשר,