محاسبه بانک خازنی ( اصلاح ضریب قدرت )

نرم افزار محاسبه و تعیین رنج تجهیزات بانک خازنی

محاسبه بانک خازنیشامل جریان کل بانک خازن

نحوه پله گذاری خازن ها

رنج و تیپ کلید اصلی

جریان کایدها و فیوزهای بانک خازن

چیدمان و ابعاد بانک خازنی

جدول انتخاب ضریب قدرت و...

دریافت نرم افزار

محاسبه بانک خازنی در صنعت برق از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد و نصب بانک خازن ، بخصوص در کاخانجات ، بدون شک یکی از ملزمات صنایع کوچک و بزرگ بشمار می رود.

مزایای اجرای بانک خازنی :

1- کاهش تلفات توان

2- کاهش بار راکتیو ( با نزدیکتر کردن کسینوس فی یا ضریب قدرت به مقدار یک )

3- کاهش جریان خط : طبق فرمول توان ، هرچه کسینوس فی به عدد یک نزدیک تر شود جریان کمتر خواهد شد

4- افزایش طول عمر دستگاه ها ، لوازم حفاظتی و کنتاکتورها

5- صدمه ندیدن کابل ها و شینه های ارتباطی

6- کاهش هزینه برق مصرفی

*******************

بنابر اطلاعات مندرج در بروشور سازمان ملی بهر ه وری انرژی ایران 18 تا 20 درصد

امکان صرفه جویی در مصرف انرژی صنایع وجود دارد که با ایجاد بهره وری بیشتر م ی توان این                     

صرفه جویی را به عمل آورد نظر به اینکه انرژی برق به عنوان یک انرژی کلیدی جهت صنایع

می باشد و بیشترین انرژی مصرفی نیز انرژی برق م ی باشد لزوم بررسی روشهایی جهت بهین ه سازی

مصرف انرژی برق در صنایع لازم به نظر می رسد.

انتقال توان الکتریکی از نظر رابطه فرمولی از رابطه P = √3VI cos φ  تبعیت می کند 

جهت انتقال یک توان ثابت تحت ولتاژ مشخص )ولتاژ تحویلی به مصرف کننده( ملاحظه می گردد

یک مقدار ثابت خواهد بود که در صورت پائین بودن ضر یب توان cos φ که حاصلضرب جریان در

مقدار جریان افزایش می یابد که در صورت اصلاح آن و نزدیک کردن آن به مقدار (cos φ)

ماکزیمم )یک( مقدار جریان در حداقل مقدار خود خواهد بود که بدین ترتیب تأثیرات منفی ناشی

از عبور جریان تلفات و اشغال ظرفیت کاهش خواهد یافتمحاسبه بانک خازنی  .

در این تحقیق نمونه هایی از صنایع مختلف جهت توصیف موضوع انتخاب گردید ه اند و

در هر نمونه مقدار ضریب توان محاسبه گردیده و همچنین مقدار خازن و هزینه نصب تجهیزات

مورد نیاز جهت اصلاح توان برآورد گردیده است و در صورت اصلاح ضریب توان جهت هر مورد

مقدار کاهش تلفات در سیستم انتق ال مصرف کننده و نیز مقداری از ظرفیت تجهیزات انتقال که

بدین ترتیب آزاد خواهد شد محاسبه گردیده است و در نهایت تأثیر اصلاح ضریب توان بر

بهره وری مصرف برق جهت مصرف کنندگان صنعتی مورد بررسی قرار گرفته است.

 

در جریان متناوب سینوسی تمام وسایل برقی اعم از انتقا ل دهنده ها (سیستم های انتقال

انرژی و ترانسفورماتورها ) و گیرنده ها (مصرف کننده های انرژی ) کم و بیش یک نوع مصر ف کنندۀ

سلفی هستند که برحسب اهمیت آنها می توان در درجه اول از موتورهای القایی نام برد حدود 65 تا

80 درصد از توان راکتیو شبکه متعلق به این الکتروموتورهاست که عمدتاً نیز در صنایع بکار

می روند. سیم های انتقال در شبک ه های به هم پیوسته و سراسری نیز توان راکتیو قابل ملاحظ ه ای را

به خود تخصیص می دهند.

البته توان راکتیو یک توان مصرفی نیست ولی چون دستگاهی مانند ژنراتور و یا هر وسیلۀ

دیگر باید این توان را آماده نگه دارد م ی توان دستگاههایی را که احتیاج به چنین توان دارند

مصرف کننده های توان راکتیو نامید ‫اصلاح ضریب قدرت‬‎.

در ابتداء و اختراع و استفاده از صنعت برق با توجه به اینکه مصرف انرژی نیز جهت

مصارف روستایی و خانگی موجود است توان راکتیو کمتری بدین ترتیب مصرف م ی گردیده است

اما پس از توسعۀ صنعت و استفاده از انرژی برق به عنوان محرک اولیۀ سیست م های مکانیکی با

استفاده از الکتروموتور، تأثیرات ناشی از وجود توان راکتیو نیز آشکار گردید.

در کشورهای توسعه یافته که درصد بیشتری از انرژی برق در صنایع مصرف می گردد و

نیز هزینه های تولید انرژی نیز بالا می باشد به این موضوع توجه کافی گردیده است.

در کشور ما نیز مصرف کنندگان بزرگ صنعتی از تجهیزات اصلاح ضریب توان استفاده

می کنند و همچنین شرکتهای توزیع برق نیز تجهیزات مور د نیاز جهت اصلاح ضریب توان را در

پستهای توزیع برق نصب می نمایند اما به علل مختلف از جمله پائین بودن هزینه های انرژی برق در

کشور قسمت عمده مصرف کنندگان صنعتی کمتر به تبعات ناشی از پائین بودن ضریب توان توجه

دارند. بنا به تعریف، توان در یک سیستم الکتریکی عبار تست از حاصلضرب ولتاژ در جریان . اما به

با ولتاژ اختلاف فاز دارد. φ علت همین خاصیت سلفی بودن در مصرف کننده جریان به اندازه زاویه

همین اختلاف فاز باعث می گردد حاصلضرب نقط ه ای جریان و ولتاژ در نقاط پیک و

صفر منطبق بر یکدیگر نباشد و آن قسمت از جریان که در نقاط پیک و صفر کاملاً بر ولتاژ منطبق

است باعث بوجود آمدن توان اکتیو و قسمت دیگر جریان باعث بوجود آمدن توان راکتیو می گردد.

پس ملاحظه می گردد که هر اندازه که این زاویه کوچکتر باشد توان راکتیو کمتر و در کمترین

حالت صفر است و هر اندازه این زاو یه بزرگتر باشد توان راکتیو بیشتر خواهد بود که در بیشترین

حالت 90 است و کلیۀ توان در این حالت توان راکتیو خواهد بود.

بیان فوق با استفاده از بردارها ساده تر می باشد. از آنجایی که قوانین ریاضی حاکم بر

سینوسی ها با قوانین برداری تطابق دارد، لذا تجزیه توان به دو قسمت توان اکتیو و راکتیو و

همچنین جریان به جریان اکتیو و راکتیو با نمادهای برداری به صورت ذیل می باشد.

 

توان راکتیو    Q=IR.V 

IR=I Sin Φ

IA=I cos Φ

ملاحظه می گردد که مؤلفه ای از جریان که توان اکتیو را انتقال می دهد به اندازه ضریب

با جریان اصلی تفاوت دارد این مقدار جریان اضافی می تواند باعث اشغال ظرفیت موجود cos φ

خطوط انتقال و نیز بوجود آمدن تلفات در آنها گردد.

الف: تأثیر ضریب توان بر تلفات در کابل ها و سیم ها و خطوط انتقال

تلفات در کاب ل ها و سیم ها با توان دوم جریان تناسب دارد و با توجه به رابطه ذیل به

دست می آید:

تلفات ناشی از عبور جریان اکتیو :a

تلفات ناشی از عبور جریان راکتیو :b

ملاحظه می گردد که علاوه بر مؤلفه جریان اکتیو، مؤلفه جریان راکتیو نیز مستقیماً باعث

به cosφ بوجود آمدن تلفات می گردد. البته در صورتی که اصلاح ضریب توان صورت گیرد و 1

تبدیل گردد آنگاه از رابطه زیر مستقیماً مقدار کاهش تلفات به دست می آید.

 

ب: تأثیر ضریب توان در به وجود آمدن افت ولتاژ و اشغال ظرفیت کابل یا سیم

دستگاههای مختلفی که در کارخا نجات مورد استفاده قرار می گیرند دارای یک محدودۀ

ولتاژ کاری می باشند و درصد افت ولتاژ در هنگام بار کامل معمولاً نباید 5% بیشتر باشد . وقتی

ضریب توان کم باشد جهت تأمین یک توان ثابت جریان بیشتری از کابل یا سیم ها عبور خواهد

کرد. جهت جلوگیری از افت ولتاژ بیش از حد باید سطح مقطع سیم یا کابل مورد استفاده را با

توجه به جریان ورودی انتخاب کنیم . هر دو عامل مقاومت اهمی و سلفی مربوطه به کابل یا سیم ها

باعث افت ولتاژ م ی گردند. هرگاه اضافه شدن جریان در اثر کاهش ضریب توان به قدری باشد که

باعث افت ولتاژ بیشتر از 5% گردد آنگ اه مجبور خواهیم بود که سطح مقطع سیم و کابل را بیشتر

انتخاب کنیم تا کاهش افت ولتاژ جبران گردد که مستقیماً بر روی هزینه انتقال تأثیر خواهد

35 با توجه به mm گذاشت. به عنوان نمونه کاهش ظرفیت توان انتقالی یک سیم با سطح مقطع

مطابق شکل ( 2) خواهد بود. cos φ مقدار

جهت کابل نمره 35 cos φ شکل 2 منحنی درصد توان قابل انتقال نسبت به

ظرفیت سایر سیم و کابلها نیز با منحنی مشابه منحنی فوق تغییر م ی نماید. همانطوری که

0 کاهش یابد قدرت قابل انتقال نصف / از 1 به مقدار 62 Cos φ در شکل ملاحظه می گردد هرگاه

می گردد. البته بیان موضوع توسط روابط به شرح زیر می باشد و با استفاده از بردارهای توان اکتیو و

راکتیو خواهیم داشت:

 

 

ج: تأثیر ضریب توان بر قدرت ظاهری ترانسفورماتور

نظر به اینکه همواره عامل محدود کننده مقدار جریان م ی باشد، لذا اصولاً ظرفیت

نشان داده می شود. در غیر این KVA ترانسفروماتورها با حاصلضرب جریان در ولتاژ و به صورت

صورت اگر بخواهیم توان قابل عبور از ترانس را بیان کنیم باید در جدول و یا در یک منحنی توان

قابل عبور با توجه به ضریب توان را جهت مصرف کننده مشخص کنیم . با فرض عبور یک توان

در ترانس آزاد خواهد cosφ به 2 cosφ ثابت مقدار ظرفیتی که در اثر تغییر ضریب توان یا بانک خازنی از 1

گردید مطابق فرمول زیر می باشد:

 

همانطوری که قبلاً نیز بیان گردید زمانی که جریان نسبت به ولتاژ پس فاز باشد آنگاه

بردار جریان قابل تجزیه به دو مؤلفه اکتیو و راکتیو می باشد حال اگر بتوانیم جریانی به مدار تزریق

نمائیم که بتواند بدون اینکه جریان اکتیو داشته باشد جریان راکتیو مصرف نماید به طوری که

جریان آن نسبت به ولتاژ 90 درجه پیش فاز باشد و از نظر برداری در خلاف جریان راکتیو سلفی

باشد آنگاه مجموع این دو جریان راکتیو صفر خواهد شد و جریان راکتیو سلفی حذف خواهد

گردید این مصرف کننده جریان پیش فاز خازن می باشد و خواهیم داشت.

 

زاویه 1 به 2 تبدیل خواهد شد و اگر برابر IR کوچکتر از IC در صورتی که باشد

منفی خواهد شد که مطلوب ما φ برابر صفر خواهد بود و اگر بزرگتر باشد زاویه φ باشد آنگاه

نزدیک به یک Cosφ نیست و معمولاً به دلایل فنی بهتر است این زاویه به 2 تبدیل شود که 2

باشد و مقدار توان راکتیو خازنی متناسب که با استفاده از روابط زیر محاسبه م ی گردد در محل

تابلوی برق اصلی کارخانه نصب گردد.

تولیدکنندگان تجهیزات صنعتی خازنها را با توجه به مقدار توان راکتیو مشخص می نمایند

که البته مقدار توان تحت ولتاژ مشخصی آورده شده است که در اینجا ولتاژ فشار ضعیف مدنظر

100 موجود می باشد. Kvar 10 تا Kvar می باشد که جهت مصارف صنعتی این خازنها از

روش تحقیق

نظر به اینکه این تحقیق دارای مبانی علمی و اثباتی م ی باشد نمونه گیری انجام شده فقط

جهت توصیف مسئله می باشد. جامعه آماری که این تحقیق در خصوص آنها انجام گردیده

مصرف کنندگان صنعتی می باشند که البته مصرف کشاورزی نیز تحت عنوان یک صنعت به حساب

آورده شده است سعی بر آن شده که توصیف مسئله دارای ابعاد واقعی باشد لذا از چند

مصرف کننده صنعتی که دارای تولیدات مختلف م یباشند این تحقیق به عمل آمده است.

اجرای تحقیق مستلزم جمع آوری اطلاعاتی می باشد که عبارتند از:

-1 مصرف توان اکتیو و راکتیو طی یک دوره

-2 مقدار روزها و ساعات کارکرد طی یک دوره

-3 هزینه های ریالی مصرف راکتیو

-4 مشخصات کابلها و سیمهای اصلی جهت محاسبه تلفات

که اغلب اطلاعات فوق در قبض برق مصرفی موجود می باشد لذا یک کپی از قبض برق

مصرفی کارخانه اخذ و سایر اطلاعات نیز توسط پرسشنامه اخذ گردیده است.

پس از جمع آوری اطلاعات و تجزیه و تحلیل آنها به دنبال آن هستیم که پارامترهای ذیل

را جهت هر یک از مصرف کنندگان مشخص نمائیم.

-1 تعیین ضریب توان

-2 تعیین مقدار خازن مورد نیاز جهت طراحی بانک خازنی

-3 میزان کاهش جریان در صورت اصلاح ضریب توان

-4 هزینه تقریبی نصب تجهیزات اصلاح ضریب توان

-5 میزان تقریبی کاهش تلفات در کابلهای ارتباطی

-6 میزان افزایش ظرفیت ترانسفورماتور مربوطه و همچنین میزان افزایش ظرفیت شبکه

 
نتیجه گیری

با بررسی و تجزیه و تحلیل اطلاعات به دست آمده نتیجه می گیریم مزایای تصحیح

ضریب توان جهت مصرف کنندگان و شرکتهای توزیع برق عبارت است از:

-1 کاهش مستقیم هزینه برق مصرفی با توجه به تعرف ههای شرکت توزیع برق

-2 کاهش تلفات در تأسیسات داخلی و در نتیجه کاهش در هزینه برق مصرفی

-3 تثبیت ولتاژ برق در نقاطی که شبکه دارای افت ولتاژ م یباشد.

-4 کارکرد الکتروموتورها و سایر تجهیزات با راندمان بهتر

-5 بالا رفتن ظرفیت استفاده از تجهیزات الکتریکی (ترانسفورماتورها، کلیدها و غیره)

و مزایای دیگر تصحیح ضریب توان که به طور غیرمستقیم بر هزینه های مصرف انرژی

تأثیر می گذارد عبارتست از:

-1 افزایش ظرفیت قابل انتقال تجهیزات انتقال نیرو

-2 کاهش تلفات در مسیر تجهیزات انتقال نیرو و در نتیجه کاهش هزین ههای تولید

-3 جبران افت ولتاژ در نقاط مختلف شبکه توزیع برق

-4 افزایش راندمان تجهیزات انتقال نیرو

-5 کاهش اتفاقات و خطاهای ناشی از عبور جریان زیاد

که مزایای فوق به طور مستقیم بر بهره وری مصرف برق مؤثر می باشد.

 

سومین همایش ملی انرژی ایران 195

بررسی تأثیر ضریب توان بر بهره وری مصرف برق در

صنایع

قدیر اخوان، حسین مرادیان لطفی

دانشکده مهندسی برق دانشگاه بوعلی سینا

مراجع

-1 بروشورهای سازمان ملی بهره وری انرژی ایران.

-2 سلسله مقالات شرکت توانیر درخصوص زمینه های بهره وری مصرف برق در روزنامۀ

. اطلاعات 11 الی 16 اردیبهشت 1375

-3 تجهیزات نیروگاه، تألیف مسعود سلطانی.

4- Elgerd. An introduction to electric energy systems theory. Mc.

Graw Hill.

5- Stevenson. Element of over system analysis theory. Mc. Graw

Hill.

-6 جزوۀ کاربرد خازن در شبک ههای انتقال و توزیع، برق منطقه اصفهان.__

 

 

 

 

نرم افزارهای محاسباتی تابلو برق

  • طراحی بانک خازنی
    طراحی بانک خازنی

    برنامه طراحی بانک خازنی :

    برنامه محاسباتی و آموزشی بسیار ساده جهت انتخاب لوازم بانک خازن با توان های مختلف...

  • ابعاد تابلوی برق
    ابعاد تابلوی برق

    برنامه آموزشی چیدمان و ابعاد تابلوی برق دیواری

    این برنامه که با فرمت اکسل و بسیار ساده طراحی شده جهت آموزش...

تابلو برق PDF

برنامه محاسبه سطح مقطع کابل

دانلود برنامه محاسبه سطح مقطع کابل با اکسل ، و جدول جریان مجاز کابل با ولتاژهای...

نرم افزار محاسبه موتور

نرم افزار محاسبه موتور شامل توان،جریان،کسینوس فی،افت ولتاژ و تعیین تنظیمات...

هندبوک روشنایی

دانلود هندبوک روشنایی ، شامل محاسبات روشنایی انواع لامپها و روش های محاسبات...

جدول ابعاد تابلو برق

جدول ابعاد تابلو برق دیواری و ایستاده

سوالات متداول

  • 1. تفاوت این کتاب نسبت به منابع دیگر در چیست؟

    بیان ناگفته ها در مورد تابلو برق و غالبا مطالبی که واقعا در هیچ منبع دیگری یافت نمی شود- گردآوری کلیه مطالب مورد نیاز در بحث طراحی تابلو برق ، در یک کتاب - مطالب ، کاملا کاربردی و قابل اجرا هستند ، یعنی در کنار کار و فعالیت ، هر لحظه مورد نیاز است- بیان ساده و روان جهت انتقال مفاهیم به مخاطب - آموزش به همراه عکس و نقشه ، تصویری قابل لمس در ذهن خواننده ایجاد میکند - مطالبی که فقط در تجربه و عمل، می توان یاد گرفت

  • 2. کلاس و دوره آموزشی به چه شکل برگزار می شود؟

    کلاس ها به دو روش کلی برگزار می شوند: 1- کلاس یک روزه : که مکمل کتاب طراحی تابلو برق می باشد و نکات و سرفصل های کاربردی و محاسباتی تابلوسازی در این کلاس یک روزه آموزش داده می شوند. این کلاس هرماه برگزار می شودکه جزئیات آنرا می توانید در منوی اصلی سایت با عنوان" کلاس آموزشی تابلو برق " مشاهده نمایید. 2- دوره تخصصی تابلوسازی : این دوره 60 ساعت می باشد که بطور کامل ، طراحی تابلو برق آموزش داده می شود. جزئیات در منوی "دوره طراحی تابلو برق" سایت

  • 3. سرفصل های کلاس یک روزه طراحی تابلو برق چیست؟

    1-شناخت تجهیزات تابلو، مشخصات و موارد استفاده هریک از آنها 2- مفهوم علایم نقشه ها و بیان نکات کلیدی در نقشه خوانی- مفهوم اصطلاحات مختلف کلیدهای حفاظتی مانند Icu , Ics , Iimp , Ue , Ui , Icm و ... 3- محاسبه جریان مصرف کننده ها و تعیین رنج و سایز کلیدها و فیوزهای تابلو برق 4- روش های جدید طراحی و مونتاژ تابلو برق (باسبار سیستم) 5- محاسبه توان بانک خازن از طریق محاسبه و قبض برق 6- طراحی بانک خازنی - پله گذاری - سایزینگ و تعیین رنج فیوزهای بانک خازنی-رگلاتور 7- نحوه چیدمان تجهیزات تابلو برق و فاصله گذاری بین لوازم 8- شینه بندی - محاسبه فاصله بین شینه های تابلو

  • 4. سرفصل های دوره تخصصی طراحی تابلو برق چیست؟

    از استعلام قیمت تا تست و تحویل تابلو ، شامل : 1-شناخت تجهیزات تابلو، مشخصات و موارد استفاده هریک از آنها 2- نقشه خوانی حرفه ای و تهیه لیست لوازم ازروی نقشه - مفهوم اصطلاحات مختلف کلیدهای حفاظتی مانند Icu , Ics , Iimp , Ue , Ui , Icm و ... 3- محاسبه جریان مصرف کننده ها و تعیین رنج و سایز کلیدها و فیوزهای تابلو برق 4- روش های جدید طراحی و مونتاژ تابلو برق (باسبار سیستم) 5- محاسبه توان بانک خازن از طریق محاسبه و قبض برق 6- طراحی بانک خازنی - پله گذاری - سایزینگ و تعیین رنج فیوزهای بانک خازنی-رگلاتور 7- نحوه چیدمان تجهیزات تابلو برق و فاصله گذاری بین لوازم 8- شینه بندی - محاسبه فاصله بین شینه های تابلو - مشاهده فیلم مرحله به مرحله خمکاری و محاسبه شمش 9- طراحی مدارات فرمان 10- محسبه ابعاد و تعداد سلول تابلو برق 11- فیلمهای آموزشی مختلف کارگاه تابلوسازی و آموزش مرحله به مرحله ساخت تابلو 12- سیم کشی و استانداردها 13- فیوزبندی و سایزینگ جریان خط و ...

  • 5. بازار کار صنعت تابلو برق چگونه است ؟

    اگر رکود و جریان اقتصادی ایران در این چند سال را درنظر نگیریم ، صنعت تابلو برق از گستردگی و پتانسیل بالایی برخوردار می باشد. زیرا کلیه صنایع تجاری ، مسکونی ، ادارات و ... نیازمند این صنعت می باشند. درنگاهی دیگر ، تابلو برق ، نقش محوری در صنعت برق دارد . به عبارتی شخصی که از تابلو برق سررشته داشته باشد و اصول طراحی و اجرای آنرا تا حدودی بداند ، می تواند در بسیاری از مشاغل مربوط به صنعت برق فعالیت نماید. گذشته از این ، صنعت تابلو برق ، خود دارای مشاغل و شاخه های مختلفی می باشد. مانند : مونتاژکار تابلو برق - طراحی و نقشه کشی - نصب و راه اندازی - تعمیرات و نگهداری - برنامه نویس PLC - ناظر و کارشناس - ماشین الات صنعتی - تابلو و برق ساختمان - سازنده یا تولیدکننده تابلو برق

  • 6. برای ورود به صنعت تابلو برق چه اقداماتی باید فراهم باشد ؟

    1- علاقه 2- داشتن تحصیلات و یا اطلاعات کافی ، مربوطه به رشته برق قدرت 3- گذراندن دوره های فنی برق و تابلو سازی 4- تفکیک و تعیین دقیق نوع تخصص (طراحی ، اجرا ، ساخت ، نصب، راه اندازی و ...) 5- گذراندن دوره کارآموزی در شرکت های مرتبط 6- استخدام در شرکت های مرتبط و کسب تجربه هرچه بیشتر 7- بروز بودن و مطالعه 8-راه اندازی کسب و کار

  • 7. کتاب طراحی تابلو برق برای چه کسانی مناسب است؟

    این کتاب به دلیل سادگی بیان و مفاهیم ، برای افرادی که اطلاعات اولیه در مورد مبانی و اصول برق صنعتی دارند ، برای یادگیری مباحث تابلو برق بسیار مناسب است ، برای افرادی که در حال کار و مونتاژ تابلو برق هستند ، برای طراحان ، نصابان ، ناظران ، برای کارشناسان گرایش قدرت وحتی افرادی که در زمینه تجهیزات تابلویی شاغل هستند بسیار مناسب میباشد.