بارق - تأثیر نصب بانک خازن در الکتروموتور و تحلیل مصرف انرژی با مثال کاربردی

اصول عملکرد بانک خازن در سیستم‌های الکتریکی

بانک خازن با تولید توان راکتیو موردنیاز الکتروموتور، میزان توان راکتیوی که از شبکه کشیده می‌شود را کاهش می‌دهد. این کار باعث می‌شود:

جریان کل مصرفی کاهش یابد:
با کاهش توان راکتیو شبکه، جریان موثر در کابل‌ها و تجهیزات کاهش یافته و تلفات اهمی در سیستم به حداقل می‌رسد.

بهبود ضریب توان:
ضریب توان از مقداری پایین‌تر (مانند 0.7 یا 0.8) به مقدار بهینه‌تر (مانند 0.95 یا بیشتر) افزایش می‌یابد.

افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها:
تجهیزات با جریان کمتری کار می‌کنند که به افزایش عمر مفید تجهیزات و کاهش هزینه‌های برق مصرفی منجر می‌شود.

مثال عملی: تحلیل الکتروموتور سه‌فاز 10 آمپری با خازن و بدون خازن

فرض کنیم یک الکتروموتور سه‌فاز با جریان مصرفی 10 آمپر و ضریب توان 0.7 در حال کار است. این الکتروموتور بدون نصب بانک خازن توان راکتیو بیشتری از شبکه می‌کشد. حال تأثیر نصب بانک خازن را بررسی می‌کنیم.

1. محاسبات توان ظاهری و توان اکتیو (بدون بانک خازن):

ولتاژ شبکه: 400 ولت

ضریب توان: 0.7

جریان مصرفی: 10 آمپر

توان ظاهری:

توان اکتیو:

توان راکتیو:

2. محاسبات با بانک خازن (اصلاح ضریب توان به 0.95):

با نصب بانک خازن و افزایش ضریب توان به 0.95، توان ظاهری و توان راکتیو تغییر می‌کنند:

توان ظاهری:

توان راکتیو:

3. کاهش جریان مصرفی:

جریان مصرفی جدید:

نتایج و تحلیل:

کاهش جریان مصرفی:
جریان از 10 آمپر به 7.37 آمپر کاهش یافته است، که این کاهش بیش از 26٪ است.

کاهش تلفات اهمی:
تلفات اهمی که متناسب با مربع جریان است، به شکل قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.

صرفه‌جویی در هزینه انرژی:
با کاهش توان راکتیو و جریان مصرفی، قبض برق نیز کاهش می‌یابد، به‌ویژه در سیستم‌هایی که شامل جریمه توان راکتیو یا هزینه بر اساس جریان مصرفی هستند.

افزایش عمر تجهیزات:
کاهش جریان عبوری از کابل‌ها و تجهیزات منجر به کاهش گرما و افزایش طول عمر آن‌ها می‌شود.

نتیجه‌گیری:

نصب بانک خازن در الکتروموتورها، به‌ویژه در سیستم‌های القایی سه‌فاز، تأثیر بسزایی در کاهش مصرف انرژی، بهبود ضریب توان و کاهش هزینه‌های بهره‌برداری دارد. مثال ذکرشده نشان می‌دهد که اصلاح ضریب توان چگونه می‌تواند جریان مصرفی را کاهش دهد و بهره‌وری سیستم را افزایش دهد. بنابراین، استفاده از بانک خازن به‌عنوان یک راهکار عملی و اقتصادی در صنایع توصیه می‌شود.