کنتاکتور خازنی چیست ؟

کنتاکتور خازنی چیست و چه کاربردی دارد؟

کنتاکتور خازنی چیست ؟بصورت کلی می توان گفت کنتاکتور خازنی یکی از مهمترین تجهیزات برای محدود کردن جریان اولیه خازن می باشد.کنتاکتور خازنی در مدارات برای قطع و وصل خازن سه فاز در بانک خازن استفاده می شود.اگر بخواهیم بصورت واضح تر این مبحث را توضیح دهیم باید بگوییم که.خازن در هنگام اتصال به شبکه دارای ولتاژ صفر و جریان حداکثری می باشد.به همین دلیل در یک زمان کوتاه خازن یک جریان هج.می زیاد با فرکانس بالا دریافت می کند. این جریان هجومی اگر کنترل نشود باعث آسیب رساندن به تجهیزات برقی می شود.

بعد از گذشته کسری از ثانیه خازن به یک مقاومت ثابت میرسد و مشکل جریان هجومی اولیه برطرف می شود.پس در یک مدار الکتریکی برای جلوگیری از جریان اولیه هجومی خازن باید یک مقاومت در مسیر آن قرار گیرد . و بعد از مدت زمان کوتاهی این مقاومت با کاهش جریان هجومی اولیه از مدار خارج شود.با این اتفاق مشکل جریان هجومی و فرکانس بالا برطرف میشود. و این دقیقا کاری است که یک کنتاکتور خازنی در مدار انجام میدهد.

در این مقاله از سایت فروشگاه تجهیزات برقی الوین الکتریک به بررسی کامل کنتاکتور خازنی و کارایی آن می پردازیم.

ساختمان کنتاکتور خازنی

کنتاکتور خازنی برای راه اندازی خازن های قدرت استفاده می شود.در ادامه علت استفاده از کنتاکتور خازنی در مدارات را بصورت کامل توضیح می دهیم.ولی در این قسمت می خواهیم بدانیم که ساختمان کنتاکتور خازین چگونه است.

اگر بخواهیم در مورد ساختمان کنتاکتور خازنی توضیح دهیم باید بگوییم که از یک کنتاکتور معمولی + کنتاکت کمکمی مخصوص کنتاکتور خازنی و 6 عدد سیم با مقاومت بالاتر از سیم های افشان تشکیل شده است. در این کنتاکتور کنتاکت کمکی و کنتاکتور اصلی از لحاظ مکانیکی به هم متصل هستند و از لحاظ الکتریکی به وسیله سیم با یکدیگر موازی هستند.

علت استفاده از خازن در مدار چیست ؟

شاید این نکته به گوش شما خورده باشد که بار سلفی در شبکه توان راکتیو تولید میکند. حال این به چه معناست و علت استفاده از خازن در مدار چیست؟

بیشتر بارهای موجود در یک تاسیسات الکتریکی سلفی می باشند. شاید این سوال برای شما پیش آید که منظور از بار سلفی چیست؟ در یک مقاله جداگانه بصورت کامل به بارهای سلفی می پردازیم.ولی در این مقاله ر همین حد بدانید که در شبکه و تاسیسات الکتریکی که از موتور استفاده می شود.این مدار دارای بار سلفی بوده.بار سلفی باعث ایجاد توان راکتیو در شبکه عمومی می شود.و در کارخانجات علاوه بر کنتور توان اکتیو.یک کنتور دیگر برای توان راکتیو وجود دارد.اگر یک کارخانه نتواند توان راکتیو تولید شده از تاسیسات الکتریکی خود را کنترل کند و آن را به شبکه عمومی منتقل کند.جریمه های بسیار سنگینی را متحمل می شود. به همین دلیل است که در کارخانجات بانک خازن طراحی می شود.

قرار دادن بانک خازن بهترین راه برای کنترل توان راکتیو به وجود آمده در اثر تاسیسات الکتریکی سلفی می باشد.حال در این سیستم ممکن است در طول روز بانک خازنی بصورت اتوماتیک قطع و وصل شود تا توان راکتیو را جبران کند.

حال در هنگام این قطع و وصل شدن خازن ها در ابتدا جریان هجومی زیادی با فرکانس بالا به سیستم وارد می کنند.برای اینکه این جریان هجومی را خنثی کنیم باید از یک مقاومت استفاده کنیم که این مقاومت بعد از مدت زمان کوتاهی و خنثی کردن جریان هجومی اولیه از مدار خارج شود. کنتاکتور خازنی دقیقا همین کار را انجام می دهد.

بانک خازن چیست و چگونه عمل می کند ؟

همانطور که در بالا گفتیم بانک خازن برای خنثی کردن توان راکتیو تولید شده در یک تاسیسات الکتریکی با بار سلفی قرار داده می شود.بانک خازن شامل تجهیزاتی مانند : کنترلر,سیستم حفاظتی,خازن ها,فیلترهای جذب هارمونیک,کنتاکتور خازنی,نمایشگر و … می باشد. در این روش رگولاتور خازنی بصورت دائم در حال اندازه گیری توان راکتیو می باشد.و با توجه به میزان توان راکتیو تولید شده خازن ها را وارد مدار و یا از مدار خارج می کند.بصورت خلاصه همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید خازن ها توسط فرمان مستقیم رگولاتور خازنی وارد مدار شده و یا از مدار خارج می شوند.

منظور از جریان هجومی خازن چیست

برای درک درست از جریان هجومی در ابتدا نحوه کار خازن در مدار را درک کنیم.خازن در لحظه اولیه اتصال به شبکه دارای ولتاژ صفر و جریان حداکثر می باشد.و در کسری از ثانیه جریان هجومی سنگینی با فرکانس بالا دریافت می کند.این جریان هجومی اولیه به تعداد خازن های موجود در یک بانک خازن نیز بستگی دارد.و حتی در بعضی از موارد این جریان می تواند تا 180 برابر جریان نامی و فرکانس اولیه بین 3 تا 15 کیلیو هرتز رخ دهد.

یکی دیگر از مشکلاتی که در هنگام قطع و وصل شدن خازن ها در مدار رخ می دهد به وجود آمدن اضافه ولتاژ شدید در مدار می شود.میزان این ولتاژ به ظرفیت توان راکتیو و همینطور جایگاه قرار گرفتن بانک خازن در مدار قرار دارد.

محاسبه میزان اضافه ولتاژ برای انتخاب کنتاکتور خازنی

اولین نکته ای که در محاسبه اضافه ولتاژ باید به آن توجه کنیم این می باشد که بانک خازن در کدام قسمت مدار قرار دارد.

یکی دیگر از راه های کنترل جریان هجومی می توان از راکتورهای سری استفاده کرده.اگر تجهیزات راکتورهای سری در کنار کنتاکتور خازنی استفاده شود.نتیجه حاصله برای کنترل جریان هجومی بسیار موثر خواهد بود.

محاسبه کنتاکتور خازنی مناسب برای مدار مورد نظر

در قسمت بالا بصورت کامل توضیح دادیم که به چه دلیل در مدارات باید از کنتاکتور خازنی استفاده کنیم. و همینطور بیان کردیم که برای محاسبه اضافه ولتاژ و جریان پله خازن از چه روابط و فرمول هایی باید استفاده کنیم.

در این قسمت قصد داریم به این محاسبه کنتاکتور خازنی مناسب بپردازیم.برای انتخاب کنتاکتور خازنی مناسب با توجه به کاتالوگ هایی که از سوی سازندگان آنها ارائه می گردد باید استفاده کرد. انتخاب کنتاکتور به دو صورت کلی انجام می شود.در بعضی از برند ها مانند LS واحد خازنی بصورت مجزا وجود دارد و باید آنها را بر روی کنتاکتور های معمولی مونتاژ کنیم.برای این کار در ابتدا باید جریان نامی کنتاکتور را بر اساس ظرفیت خازن مشخص کنیم.و بعد از آن واحد خازنی مناسببرای آن را تهیه می کنیم.

در روش دیگر و در برخی از برند ها مانند زیمنس کنتاکتورهای خازنی بصورت مونتاژ شده و آماده ارائه می شوند.در این حالت ما دیگر نیازی به محاسبه جریان خازن نداریم زیرا با توجه به ظرفیت خازن واحد کیلو وار آن مشخص است.

نکات مهم در انتخاب کنتاکتور خازنی

1 – در هنگام استفاده از کنتاکتورهای معمولی یا خازنی برای سوئیچ در بانک خازنی باید طبق استاندارد IEC میزان حداکثر جریان در خازن های کمتر از 100 کیلو وار برابر با 1.43 و در خازن های بیشتر از 100 کیلو وار معادل 1.36 برابر جریان کامل باشد.

2 – در هنگام انتخاب کنتاکتور خازنی باید به این نکته توجه کنیم که استفاده از کنتاکتور و راکتورها باعث کاهش جریان هجومی می شود.

3 – کاهش جریان هجومی در لحظه سوئیچ باعث تنش در فیوز,بریکز و کابل ها می شود.

4 – ظرفیت خازن انتخابی می تواند بین 5 تا 15 درصد تلورانس داشته باشد و این تلورانس می تواند باعث افزایش آمپر تا 1.5 برابر شود.

کاهش جریان هجومی با راکتور سری

یکی دیگر از روش های کنترل جریان هجومی استفاده از راکتور سری در مدار می باشد.استفاده از راکتور سری یک ویژگی دیگر نیز دارد که آن جبران سازی هارمونیک می باشد.راکتور سری بصورت کلی دارای 6 سیم پیچ می باشد که در ورودی اصلی و یا هر پله از خازن های قدرت قرار می گیرد.

استفاده از راکتور سری از خاصیت مقاومت سلف در برابر تغییرات شدید جریان استفاده می شود و به میزان قابل توجهی جریان های هجومی را کاهش می دهد.

در نقشه زیر نحوه اتصال راکتور سری نمایش داده می شود.طبق تصویر زیر راکتور سری با هر پله از خازن متصل است.در این روش جریان بعد از عبور از تجهیزات حفاظتی مانند فیوز ها و بریکر ها وارد کنتاکتور خازنی می شود.بعد از آن راکتور سری قرار می گیرد و بعد از آن به خازن متصل می شود.با این روش جریان در ابتدا وارد کنتاکتور می شود. و بعد از آن وارد راکتور سری و در نهایت وارد خازن.اگر از کنتاکتور خازنی و راکتور سری بصورت همزمان در مدار استفاده شود تاثیر بسزایی در کاهش جریان هجومی دارد.