در سیستم‌های الکتریکی و شبکه‌های قدرت، استفاده از تجهیزات مختلف به منظور بهبود کیفیت توان و کاهش مشکلات ناشی از عوامل مختلف، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. فیلترهای هارمونیک و بانک‌های خازنی دو ابزار کلیدی هستند که برای اهداف متفاوتی به کار می‌روند. در ادامه، به بررسی تفاوت‌های اصلی این دو ابزار پرداخته می‌شود.
1. هدف کاربرد
فیلتر هارمونیک: فیلترهای هارمونیک به منظور کاهش و حذف هارمونیک‌های موجود در شبکه استفاده می‌شوند. هارمونیک‌ها نتیجه عملکرد بارهای غیرخطی مانند درایوهای سرعت متغیر، مبدل‌های الکترونیکی و تجهیزات با تغذیه سوئیچینگ هستند که موجب اعوجاج ولتاژ و جریان در شبکه می‌شوند. فیلترهای هارمونیک با کاهش این اعوجاج‌ها، کیفیت توان را بهبود می‌بخشند و از آسیب‌های احتمالی به تجهیزات جلوگیری می‌کنند.
بانک خازنی: بانک‌های خازنی برای اصلاح ضریب توان به کار می‌روند. ضریب توان پایین به دلیل وجود بارهای القایی مانند موتورهای الکتریکی و ترانسفورماتورها رخ می‌دهد. بانک‌های خازنی با تأمین توان راکتیو، نیاز به توان راکتیو از شبکه را کاهش داده و موجب کاهش تلفات و بهبود کارایی سیستم می‌شوند.
2. ساختار و عملکرد
فیلتر هارمونیک: فیلترهای هارمونیک معمولاً به صورت فیلترهای پسیو (Passive) یا اکتیو (Active) طراحی می‌شوند:
فیلتر پسیو: شامل ترکیبات مقاومتی، سلفی و خازنی است که در فرکانس خاصی تنظیم شده‌اند تا هارمونیک‌های معین را حذف کنند.
فیلتر اکتیو: از تجهیزات الکترونیکی پیشرفته برای تولید سیگنال‌های جبرانی استفاده می‌کند که هارمونیک‌ها را خنثی می‌کند.
بانک خازنی: بانک خازنی معمولاً شامل مجموعه‌ای از خازن‌ها است که به صورت سری یا موازی به شبکه متصل می‌شوند. این خازن‌ها توان راکتیو مورد نیاز را فراهم می‌کنند و به کاهش جریان‌های راکتیو در سیستم کمک می‌کنند.
3. مشکلات مرتبط
فیلتر هارمونیک: طراحی نادرست یا تنظیم نامناسب فیلترهای هارمونیک می‌تواند منجر به پدیده‌های تشدید (Resonance) در شبکه شود که خود می‌تواند به اعوجاج بیشتر یا آسیب تجهیزات منجر گردد.
بانک خازنی: اضافه کردن بانک‌های خازنی به شبکه ممکن است باعث تغییر امپدانس شبکه و ایجاد تشدید با هارمونیک‌های موجود شود. این امر نیازمند طراحی دقیق و هماهنگی با دیگر تجهیزات شبکه است.
4. مزایا و محدودیت‌ها
فیلتر هارمونیک:
مزایا: بهبود کیفیت توان، حفاظت از تجهیزات حساس، کاهش تلفات ناشی از هارمونیک‌ها.
محدودیت‌ها: هزینه بالاتر برای فیلترهای اکتیو، نیاز به طراحی دقیق.
بانک خازنی:
مزایا: بهبود ضریب توان، کاهش تلفات، کاهش هزینه‌های انرژی.
محدودیت‌ها: حساسیت به هارمونیک‌ها، امکان ایجاد تشدید.
نتیجه‌گیری
فیلترهای هارمونیک و بانک‌های خازنی هر کدام نقش مهمی در بهبود عملکرد سیستم‌های الکتریکی دارند، اما برای اهداف متفاوتی طراحی شده‌اند. فیلترهای هارمونیک برای کاهش اعوجاج و بهبود کیفیت توان به کار می‌روند، در حالی که بانک‌های خازنی برای اصلاح ضریب توان و کاهش تلفات استفاده می‌شوند. انتخاب و استفاده مناسب از این تجهیزات نیازمند بررسی دقیق شرایط شبکه و الزامات عملکردی است.
ترجمه و جمع آوری:
واحد تحقیق و توسعه بارق، Baregh
بارق، مرجع آگهی ها و نیازمندی های صنعت برق
