خازن

خــازن

1- پلاک شناسایی خازن

هر واحد خازنی که می بایست به پلاک شناسایی از جنس فولاد ضدزنگ ، یا دیگر مواد معادل ضد آب و ضد فساد مجهز گردد و در یک وضعیت قابل رویت اطلاعات زیر را نشان دهد . پلاک مشخصات می بایست به صورت حکاکی یا دیگر روش های تأیید شده ساخته شود.

1- نام سازندگان خازن

2- شماره شناسایی خازن

3- توان نامی KVAR

4- ولتاژ نامی Un به ولت یا کیلوولت

5- فرکانس نامی به هرنز

6- حدود مجاز دما

7- سطح عایقی

8- ارتفاع محل نصب از سطح دریا

9- کاپاسیتانس اندازه گیری شده ( در ولتاژ و فرکانس نامی)

10- جریان اندازه گیری شده ( در صورتی که در داخل خازن به کار رفته باشد) .

11- نوع اتصال برای خازن های سه فاز

12- وسیله مورد استفاده جهت تخلیه خازن ( در صورتی که در داخل خازن به کار رفته باشد) .

13- اطلاعات اضافی دیگری که برای حفاظت افراد و تجهیزات مهم باشند، می بایستی در پلاک شناسایی یا برگه راهنمای خازن داده شوند. در صورتی که این اطلاعات در برگه راهنمای خازن داده شده باشند، می بایست در پلاک شناسایی و به آن برگه اشاره شده باشد.

در خازن های سه فاز، نوع اتصال فازها به هم باید به یکی از صورت های زیر نشان داده شود:

برای واحدهای خازنی سه فاز، توان خروجی باید به صورت مجموع توان سه فاز داده شود. سطح عایقی باید به وسیله دو عدد که توسط یک خط از هم جدا شده اند نشان داده شود. اولین عدد مقدار r.m.s ولتاژ برای آزمایش ولتاژ ac به کیلوولت و دومین عدد ماکزیمم مقدار ولتاژ برای آزمایش ضربه به کیلوولت می باشند . برای واحدهایی که در محیط رو باز نصب نمی شوند عدد دوم لازم نبوده و با یک خط تیره نشان داده شود.

2- خازن های قدرت

در نگاهی گذرا به نظر می رسد که خازن یک وسیله بسیار ساده است یعنی دو صفحه فلزی است که با یک ماده عایقی دی الکتریک از هم جدا شده اند. خازن بخش متحرک ندارد و با اعمال ولتاژ کار می کند . اما در واقع خازن قدرت یک وسیله پیچیده و کاملاً فنی است که در آن مواد دی الکتریک بسیار نازک و ولتاژ های قوی با شیوه های فرایندی کاملاً بغرنجی به یکدیگر مرتبط هستند.

شکل 2-1 منظر برش خورده یک خازن تصحیح ضریب توان را نشان می دهد.

شکل 2-2 نیز یک نمونه از کاربرد خازن ها را بر جایگاه بالای دکل را نشان می دهد.

در گذشته بیشتر خازن های قدرت را از دو برگ آلومینیوم خالص می ساختند که دست کم با سه لایه کاغذ کرافت با اشباع شیمیایی از هم جدا می شدند. خازن های قدرت در 30 سال اخیر بهبود زیادی یافته اند، که هم به علت بهبود مواد دی الکتریک ( با استفاده بهتر از آن) و هم به علت بهبود در تکنیک های فرایند است . ظرفیت خازن ها از 25-15 کیلووار به 300-200 کیلووار افزایش یافته است . ( گروه خازن های قدرت معمولاً در اندازه های 300 تا 1800 کیلووار عرضه می شوند ) امروزه، خازن های قدرت مورد استفاده در شرکت های برق رسانی نسبت به 30 سال پیش بازده بیشتر و هزینه کمتری دارند. به طور کلی ،امروزه بیش از گذشته به خازن ها توجه می شود که تا حدی به علت اضافه شدن بعد جدیدی در تحلیل ها یعنی اقتصاد متغیر است . در برخی شرایط حتی تعویض خازن های قدیمی تر بر مبنای ارزیابی اتلاف کمتر خازن های جدید توجیه می شوند. تکنولوژی خازن ها، به سمت طرح های بسیار کم اتلافی متحول شده که ناشی از ساخت فیلمی( پوسته ای ) است. در نتیجه شرکت های برق رسانی می توانند انتخاب خود را بر اساس ارزیابی اقتصادی اتلاف تکنولوژی های خازنی موجود انجام دهند.

2-1- خازن های سری

این خازن ها که به صورت سری با خط بسته می شوند به میزان بسیار محدودی در سیستم های توزیع به کار می روند، زیرا از وسایل بسیار تخصصی ساخته شده و کاربرد بسیار کمی دارند.

همچنین به علت مسایل خاص مربوط به هر کاربرد باید تحقیقات مهندسی پیچیده فراوانی صورت گیرد. بنابراین عموماً شرکت های برق رسانی نسبت به نصب خازن های سری، به ویژه در اندازه های کوچک بی میل اند.

خازن های سری، راکتانس القایی را جبران می کنند. به عبارت دیگر خازن سری یک راکتانس منفی ( خازنی ) است که با راکتانس مثبت ( القایی) مدار سری می شود و همه یا بخشی از آن را جبران می کند. بنابراین اثر اصلی خازن سری کاهش یا حتی حذف افت ولتاژ ناشی ار راکتانس القایی مدار است . حتی می توان فرض کرد که خازن سری یک تنظیم گر ولتاژ است و میزان افزایش ولتاژ متناسب با اندازه و ضریب توان جریان تأمین می کند. بنابراین خازن سری ولتاژ را افزایش می دهد به طوری که این افزایش خود به خود و همزمان با رشد بار بیشتر می شود.

همچنین خازن سری در ضریب توان های کمتر که افت ولتاژ بیشتر است افزایش ولتاژ خالصی بیشتر از خازن موازی پدید می آورد ولی خازن سری ضریب توان سیستم را بسیار کمتر از خازن موازی بهبود می بخشد و اثر کمتری در جریان سیستم دارد .

2-2- خازن های موازی

منظور از خازن های موازی خازن هایی است که به موازات خطوط بسته می شوند. این نوع خازن های قدرت به وفور در سیستم های توزیع به کار می رود. خازن های موازی ، توان یا جریان نوع راکتیو را تأمین می کنند تا مولفه ناهم فاز جریان مورد نیاز یک بار القایی را جبران نمایند. از طرفی ، خازن موازی با کشیدن جریان پیش فاز که بخشی یا همه مولفه پس فاز جریان بار القایی را در نقطه نصب خنثی می کند ، مشخصه آن را اصلاح می نماید . بنابراین ، خازن موازی همان اثر خازن سنکرون یعنی ، ژنراتور ، یا موتور سنکرون ( همزمان ) پرتحرک را دارد .

با بکارگیری خازن موازی برای فیدر می توان جریان بار را کم کرد و ضریب توان مدار را بهبود بخشید . در نتیجه افت ولتاژ بین خروجی فیدر و بار نیز کاهش می یابد . خازن های موازی اثری بر جریان یا ضریب توان مدار بعد از نقطه نصب خود ندارند.

3- هدف از نصب خازن های موازی در سیستم های قدرت

اغلب بارها و دستگاه های انتقال سیستم قدرت ( مانند خطوط و ترانسفورماتور ) ماهیت القایی دارند و از این رو با یک ضریب توان پیش فاز عمل می کنند. به هنگام عملکرد با یک ضریب توان پیش فاز یک سیستم قدرت به جریان راکتیو اضافی نیازمند است که در نتیجه آن ظرفیت سیستم و ولتاژ کاهش و تلفات سیستم افزایش می یابد .

شکل 3-1 نشان می دهد که چگونه با بکارگیری خازن های موازی ( با کاهش جریان راکتیو ) ، ظرفیت سیستم افزایش و تلفات آن کاهش می یابد . در نتیجه افزودن کیلووار خازنی ( به صورتی که در شکل 3-1 با ckvar نشان داده شده است ) بار سیستم از 2KVA به 1KVA کاهش می یابد . در جدول 3-1 خلاصه ای از مزایای خازن موازی مورد استفاده در سیستم های توزیع و انتقال ارائه شده است . کنترا ولتاژ و تأمین توان راکتیو از مزایای اصلی برای سیستم انتقال محسوب می شود در حالی که مزایای سیستم توزیع نسبت به این که سیستم برای کاربردهای تولیدی غیر تولیدی یا این که برای یک مصرف کننده صنعتی استفاده شود متفاوت تر است .

در بخش های زیرین هر یک از این مزایا با جزییات بیشتر شرح داده می شود.

مزایا	سیستم انتقال	سیستم توزیع
تأمین توان راکتیو	×	+
کنترل ولتاژ	×	×
افزایش ظرفیت سیستم	+	×
کاهش تلفات سیستم قدرت	+	×
کاهش هزینه های پرداختی	+	×

× مزیت با اولویت بالاتر

+ مزیت با اولویت پایین تر

به طور کلی خازن ها را می توان تقریباً در هر تراز ولتاژی به کار برد . می توان واحدهای خازنی جداگانه را به موازات یکدیگر اضافه کرد تا ظرفیت کیلوواری مطلوب به دست آید و می توان آنها را به توالی یکدیگر اضافه کرد تا ولتاژ مورد نظر به دست آید خازن ها را به دلایل اقتصادی در ولتاژ نامی یا نزدیکی آن به کار می برند. مجموعه داده های گرد آمده از کل صنعت برق رسانی نشان می دهد که تقریباً 60% خازن ها در فیدر و 30% در شین های پست و 10% باقیمانده در سیستم انتقال به کار می روند.

همان طور که گفته شد تلفات شبکه های فشار ضعیف بیش از 60% تلفات پیک بار است از این رو کاهش تلفات فشار ضعیف در اولویت است . علاوه بر درصد قابل ملاحظه تلفات این بخش ، کاهش تلفات فشار ضعیف موجب کاهش تلفات سطوح ولتاژ نیز می شود ولی کاهش تلفات فشار متوسط و بالاتر موجب کاهش تلفات فشار ضعیف نخواهد شد. به بیان خلاصه مزایای اقتصادی روش های کاهش تلفات با نزدیک تر شدن به محل مصرف افزایش می یابد .

3-1- مزایای نصب خازن

خازن های موازی که به موازات مصرف کنندگان نصب می شوند، در سیستم های توزیع دارای کاربردهای وسیعی هستند. این خازن ها با تأمین مولفه راکتیو جریان مورد نیاز مصرف کنندگان ، در واقع مشخصات مصرف کنندگان راکتیو را اصلاح می کنند. نصب خازن موازی در یک فیدر توزیع می تواند اهداف زیر را برآورده سازد :

3-1-1- تأمین توان راکتیو

با تأمین توان راکتیو بسیاری از مزایای مختلف خازن های موازی از قبیل کنترل بهبود ولتاژ و ضریب توان ، کاهش تلفات سیستم و تجهیزات توان راکتیو در ژنراتورها و افزایش قیود حالت پایدار فراهم آورده می شود. توان راکتیو خازن به منظور تغذیه توان راکتیو نزدیک به بارهای موجود در پست های توزیع و انتقال یا تقویت بین راهی مدارهای انتقال پر بار از لحاظ اندازه و مکان انتخاب می شوند.

3-1-2- اصلاح ضریب توان

تلفات شبکه با ضریب توان رابطه ای معکوس دارد . هرچه ضریب توان کمتر باشد تلفات بیشتری خواهیم داشت . به عبارتی با نصب خازن در واقع ضریب قدرت را افزایش می دهیم که کاهش تلفات انرژی و افزایش ولتاژ شین های شبکه را به دنبال دارد . البته افزایش ضریب قدرت در پست ها همواره مقرون به صرفه نیست . اگرچه از نظر تئوری تا مقدار واحد امکان پذیر است . ولی بررسی های انجام شده نشان می دهد ضریب توان بهینه بر حسب هر پست و نوع بار متفاوت است و به پارامترهای مختلفی نظیر نحوه آرایش شبکه ریال توان مورد نیاز بار ، ولتاژ ضرایب خط انتقال ، بهای هر کیلووات تلفات بهای هر کیلووار خازن و ... وابسته است . بنابراین برای دسترسی به ضریب قدرت بهینه در هر پست باید به کمک نوع بار ، ضریب و منحنی تغییرات بار ، مقدار ضریب قدرت بهینه را محاسبه کرد و به تناسب آن خازن مورد نیاز نصب شود. در برخی از مطالعات انجام شده نیز نتیجه شده است که مقدار ضریب بهینه می بایست با توجه به پیک بار و حالت کم برای انتخاب گردد.

برای انتقال توان بیشتر نیز لازم است به نحوی مقاومت ظاهری یا راکتانس خطوط را با افزایش ضریب قدرت کاهش دهیم . از طرفی چون ضریب قدرت توان مصرفی هر مشترک بستگی به بار مصرفی آن دارد ابتدا می بایست با استفاده از خازن های موازی در محل مصرف ضریب قدرت مشترک ( خصوصاً مشترکان صنعتی ) تصحیح گردد ، سپس چنان چه هنوز به تصحیح ضریب قدرت نیاز باشد می توان از روش های زیر در قالب تغییراتی در شبکه اقدام نمود :

1- تعویض سیم خطوط توزیع : جهت افزایش قدرت انتقال و کاهش تلفات نسبی قدرت

2- تبدیل ولتاژ پایین تر به ولتاژ بالاتر ، البته در صورتی که از نظر پایه های نصب شده امکان این تبدیل میسر باشد .

3- استفاده از خازن های موازی ثابت و قابل قطع از آن جا که امکان استفاده از روش های 1 و 2 در کشور ما بسیار کم است و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه نمی باشد لذا روش سوم انتخاب می شود. ولی باید توجه داشت که مقدار خازن های موازی ثابت نباید بیشتر از حداقل بار راکتیو ( MVAR ) باشد . چون با نصب خازن اضافی ثابت حداقل بار مگاوار به حالت leading در می آید و این بدان معنی است که خازن موازی ثابت بیشتر از حد نیاز در مدار است که در نتیجه اقتصادی نمی باشد . مقدار خازن های موازی قابل قطع با در نظر گرفتن حداکثر و حداقل بار آماری محاسبه خواهد شد. این نوع خازن ها با سیستم کنترل TSV  جهت تصحیح ضریب قدرت مورد بهره برداری قرار می گیرند.

4- برای دستیابی به ضریب قدرت بهینه از طریق خازن های موازی می بایست به محل بهینه خازن ها که این مهم را برآورده می سازد بپردازیم .

رابطه ضریب قدرت و درصد تلفات قابل کاهش را می توان به صورت زیر بیان کرد:

با توجه به رابطه فوق ملاحظه می شود که به ازای یک خازن مشخص وقتی مقاومت مسیر بیشتر باشد ( مانند فیدرهای طولانی ) میزان تلفات هم بیشتر خواهد بود. همچنین در شرایط عادی ( جریان خازن کمتر از 2 برابر جریان راکتیو فیدر ) به ازای یک خازن معین مقدار کاهش تلفات بیشتری در فیدرهای پربارتر و یا با ضریب قدرت نامناسب تر حاصل می شود.

شکل 3-2

با توجه به شکل 3-2 که اصلاح ضریب توان را نشان می دهد ملاحظه می گردد که خازن از منبع جریان راکتیو پیش فاز می کشد و یا به عبارت دیگر جریان راکتیو پس فاز به بار می دهد . با فرض توان حقیقی P و توان راکتیو  Q₁، قدرت دستگاه S₁ با ضریب توان پس فاز به صورت زیر است :

وقتی که یک خازن موازی با قدرت Q_C به موازات بار قرار می گیرد ، ضریب توان از                    به                            تغییر می کند :

همان طور که از شکل مشاهده می شود توان ظاهری از S₁ به  S₂ و توان راکتیو از Q₁ به Q₂ کاهش می یابد .

با اصلاح ضریب توان می توان در هزینه سوخت از طریق آزاد کردن ظرفیت و کاهش تلفات در تمام تجهیزات بین نقطه نصب خازن و منبع قدرت شامل خطوط توزیع ، ترانسفورماتورهای توزیع و خطوط انتقال صرفه جویی کرد. با این توضیح می توان گفت که ضریب توان اقتصادی آن است که به ازای نصب خازن ، هزینه صرفه جویی شده حداقل مساوی هزینه خازن نصب شده باشد .

3-1-2-1- روش کامپیوتری تعیین ضریب توان اقتصادی

با استفاده از یک برنامه کامپیوتری بخش بار ، می توان مقدار کیلوولت آمپرها، کیلوولت ها و کیلووارهای کل سیستم ( از تولید و از طریق شین های پست توزیع ) را در تراز پیک سالانه ، به ازای ضریب توان های مختلف به دست آورد.

ابتدا برای تصحیح توان تا یک مقدار ابتدایی ( مثلاً 9% ) خازن های موازی را در همه شین های سیستم قرار می دهیم . سپس برنامه پخش بار را برای تعیین کیلوولت آمپرها و اتلاف های کیلوواتی کل سیستم ( از تولید تا بار ) در این تراز اجرا کرده و کیلووار خازن ها را یادداشت می کنیم . سپس خازن های دیگری به شین های پست اضافه می کنیم تا ضریب توان 1 درصد افزایش یابد و برنامه پخش بار را بار دیگر اجرا می کنیم . این روند را تکرار کرده تا ضریب توان یک شود. در مرحله آخر سودها و هزینه ها را در هر ضریب توان محاسبه می کنیم . ضریب توان اقتصادی مقداری است که در آن سودها و هزینه ها برابر شوند . پس از تعیین ضریب توان اقتصادی اندازه خازن اضافی را می توان چنین حساب کرد :

3-1-3- آزادسازی ظرفیت

معمولاً افزایش ظرفیت سیستم اصلی ترین توجیه برای افزودن خازن های موازی در سیستم توزیع است . خصوصاً این مسأله وقتی که بارهای تغذیه شونده سیستم به سرعت افزایش می یابند قابل توجه می گردد . افزودن خازن های موازی، مقدار کیلوولت آمپربار سیستم را کاهش می دهد در نتیجه ظرفیت آزاد می شود به طوری که این ظرفیت آزاد شده می تواند برای تغذیه بارهای افزایشی در آینده استفاده گردد . ضریب توان بهینه اقتصادی یک سیستم ، تنها با در نظر گرفتن ظرفیت آزاد شده را می توان با استفاده از فرمول زیر تخمین زد.

به طوری که :

S = هزینه هر کیلوولت آمپر از تجهیزات سیستم

C = هزینه هر کیلووار بانک خارنی

PF = ضریب توان بهینه

این فرمول هزینه بانک های خازنی را با هزینه ترانسفورماتورها ، رگولاتورها و غیره به عنوان روش های دیگری از افزایش ظرفیت سیستم مقایسه می کند. به طوری که در شکل 3-3 مشاهده می گردد؛ نمودار فرمول ، ضریب توان بهینه را به صورت تابعی از نسبت هزینه با بانک خازنی بر حسب دیگر تجهیزات سیستم نشان می دهد .

شکل 3-3- ضریب توان اقتصادی سیستم

ضریب توان نیازمند آزادسازی مقدار مطلوبی از کیلوولت آمپرهای سیستم است که از فرمول زیر می توان آن را به دست آورد :

به طوری که :

        = ضریب توان اصلاحی

        = ضریب توان فعلی

       =  مقدار کیلوولت آمپر آزاد شده ( به ازای هر کیلوولت آمپر موجود )

برای محاسبه کیلووار خازنی لازم است که با یک مقدار جدید یعنی ضریب توان بزرگتر ، اصلاح می شود ، باید کیلووار القایی ضریب توان جدید ( اصلاحی ) را از ضریب توان فعلی ( موجود ) کم کرد. حاصل تفاضل مقدار کیلووار خازنی است که به سیستم افزوده می شود. فرمول زیر یک روش مناسب برای انجام این کار است :

به طوری که :

KW = کیلووات بار سیستم

K VAR = مقدار کیلووار خازنی که به سیستم افزوده می شود.

جدول 3-2- نموداری است که می توان از آن به جای این فرمول استفاده کرد . به سادگی ردیف متناظر با ضریب توان فعلی و ستون متناظر با ضریب توان جدید اصلاح شده پیدا می گردد. عدد موجود در محل تقاطع این سطر و ستون باید در کیلووات بار سیستم ضریب شود تا مقدار کلی کیلووار خازنی لازم برای اصلاح ضریب قدرت جدید به دست آید.

به طور کلی در اثر نصب خازن در محل بار توان راکتیو انتقالی از پست توزیع به محل بار کاهش می یابد و مقداری از ظرفیت فیدرها آزاد می شوند . آزادسازی ظرفیت فقط محدود به فیدر نیست و شامل کلیه المان های سیستم بین خازن و ژنراتور از قبیل پست توزیع ، فیدرهای توزیع پست های انتقال خطوط انتقال ترانسفورماتورهای توزیع فوق توزیع و انتقال می باشد . آزاد شدن ظرفیت در سیستم قدرت باعث تأخیر در نصب و توسعه سیستم می شود و سود قابل توجهی به همراه خواهد داشت . اگر یک خازن در محل بار نصب شود جریان Ic به بار تزریق می نماید .

رابطه فوق از شکل 3-2 به دست می آید :

در محل ژنراتور

که در این رابطه :

Eg ولتاژ در محل ژنراتور ، IC جریان خازن ، RLF جریان خط ، LR ضریب بار راکتیو و LR کاهش تلفات در اثر نصب خازن و S ظرفیت قبل از نصب خازن می باشد .

3-1-4- کاهش تلفات

تلفات در هر شرکت توزیع بر اساس انرژی فروخته شده و انرژی خریداری شده محاسبه می گردد ، بنابراین کاهش افت ولتاژ در کاهش درصد تلفات شرکت های توزیع بسیار موثر خواهد بود. یکی از مهم ترین مزایای نصب خازن در شبکه کاهش تلفات است . با نصب خازن در یک پست ، جریان عبوری از فیدرها پست ها ترانسفورماتورها و کلیه تجهیزاتی که بین ژنراتور و محل نصب خازن قرار گرفته اند کاهش می یابد . بنابراین بهتر است عامل و متغیر اساسی در تعیین محل نصب خازن ها و کاهش تلفات شبکه در نظر گرفته شود. چون کاهش تلفات خود ناشی از کاهش جریان ها افزایش سطح ولتاژها و در نتیجه بهبود وضعیت سیستم است .

اگر خازن در محل مصرف کننده نصب شود. کاهش تلفات توان پس از نصب در فیدر از رابطه زیر به دست می آید :

در این رابطه  I_Lجریان بار ،I_C  جریان خاز و RLF ضریب بار راکتیو کاهش تلفات سه مزیت زیر را به همراه دارد :

- کاهش حداکثر تلفات

- صرفه جویی در انرژی به دلیل کاهش انرژی تلفاتی

- کاهش حداکثر بار راکتیو

3-1-5- اصلاح ولتاژ

با به کارگیری خازن ها در یک سیستم ، افزایش ولتاژ سیستم از نقطه نصب تا تولید حاصل خواهد شد. در یک سیستم با ضریب توان پیش فاز ، به این دلیل که ممکن است خازن ها مقدار جریان راکتیو انتقالی سیستم را کاهش دهند ولتاژ افزایش می یابد . از این رو مقدار افت ولتاژ راکتیو و مقاومتی در سیستم کاهش می یابد .

چند فرمول که می توان برای تخمین افزایش ولتاژی که خازن ها موجب می شوند به کار گرفت موجود است که معمولاً از فرمول زیر استفاده می شود :

V ∆ = میزان افزایش ولتاژ در محل نصب خازن

KV = ولتاژ خط به خط سیستم بدون بکارگیری خازن

Kvar = توان راکتیو نامی سه فاز بانک خازنی

XL = راکتانس القایی سیستم در محل نصب خازن

به طور نمونه بانک های خازنی سیستم انتقال در باس های اصلی به منظور ایجاد تقویت ولتاژ برای یک منطقه وسیع نصب می شوند. همچنین بانک های خازنی در باس های توزیع و مستقیماً بر روی باس های موجود در محل مصرف برای ایجاد تقویت ولتاژ برای مناطق کوچکتر و مصرف کننده های منحصر به فرد نصب می گردند. بانک های خازنی نصب شده بر روی خطوط توزیع ولتاژ را در امتداد خط تقویت می نماید و بانک های خازنی که برای تقویت ولتاژ نصب شده اند معمولاً به هنگام زمان های پیک بار یا شرایط افت ولتاژ وصل و به هنگام زمان های کم باری یا شرایط ولتاژ زیاد قطع می گردند.

خازن ها دارای دو مزیت از نظر اصلاح ولتاژ هستند. خازن های قابل قطع و وصل به عنوان وسیله ای به جای تنظیم کننده های ولتاژ در فیدرها پست ها و یا ترانسفورماتورها که با نسبت تبدیل متغیر به کار می روند و خازن های ثابت مطابق شکل 3-4 ولتاژ متوسط سیستم را بالا می برند.

با بالا رفتن سطح ولتاژ متوسط در اثر نصب خازن های ثابت هزینه تنظیم ولتاژ کاهش می یابد . البته باید توجه داشت که خازن ثابت یک تنظیم کننده ولتاژ نیست و نمی تواند آن را با تنظیم کننده های ولتاژ مقایسه کرد. خازن های ثابت علاوه بر بالا بردن ولتاژ خازن های ثابت باعث کم کردن تغییرات ولتاژ در طول فیدر نیز می شوند . بنابراین وقتی خازن کار رگولاتور ولتاژ را تا حدودی انجام می دهد باید صرفه جویی ناشی از به کار بردن خازن را در محاسبات به حساب آورد. با بالارفتن سطح ولتاژ به وسیله خازن ثابت سود حاصل از جانب بارها نیز باید به حساب آید. این مسأله به خصوص در بارهای مسکونی اهمیت دارد . چرا که یک درصد افزایش در متوسط ولتاژ فیدرها باعث یک درصد افزایش در توان مصرفی مصرف کننده می شود. در محاسبات جایابی خازن این فاکتور را می توان در نظر گرفت .

3-1-6- کاهش هزینه های پرداختی

تعدادی از صنایع غالباً فرم های پرداختی کیلوولت آمپر را برای مشتری های بزرگ تر خود به کار می گیرند ( مانند صنایع عمومی و مشتری های بزرگ صنعتی ) از آن جایی که به کارگیری خازن های موازی می تواند بار کیلوولت آمپری را کاهش دهد در نتیجه هزینه های پرداختی کاهش می یابد . هزینه های پرداختی مربوط به کیلوولت آمپر را می توان با روش های مختلفی محاسبه نمود.

این روش ها بر اساس موارد زیر می باشند:

a ) یک هزینه ثابت برای هر کیلوولت به اضافه یک هزینه ثابت برای هر کیلووار .

b ) هزینه ویژه به ازای هر کیلووات بالاتر از یک ضریب توان مشخص به اضافه هزینه های ایجاد شده برای هر kvar به جهت اضافه کردن حداقل ضریب توان مورد نیاز .

C ) هزینه هر کیلووات دیماندی ضرب در ضریبی که با کاهش ضریب توان افزایش می یابد .

d ) هزینه ثابت در هر کیلوولت آمپر .

4- توجیه اقتصادی خازن گذاری

بار سیستم های برق رسانی دارای دو مولفه است : توان راکتیو ( که با کیلووات اندازه گیری می شود ) و توان راکتیو ( که با کیلووار اندازه گیری می شود ) . توان راکتیو را باید در نیروگاه ها تولید کرد در حالی که توان راکتیو را می توان در نیروگاه ها یا با خازن ها فراهم آورد. این واقعیت آشکار است که خازن های قدرت موازی اقتصادی ترین منبع تأمین توان راکتیو لازم برای بارهای القایی آن دسته از خط های اتنقتا اند که در ضریب توان پس فاز کار می کنند.

هنگامی که توان راکتیو را فقط در نیروگاه ها تأمین کنیم اندازه همه اجزای سیستم ( یعنی ژنراتور خط انتقال و توزیع تجهیزات کلید خانه و حفاظت ) باید متناسباً افزایش یابد .

خازن ها می توانند با کاهش تقاضای توان راکتیو در پشت خود تا ژنراتور این شرایط را تعدیل دهند. جریان خط در این محدوده کاهش یافته و در نتیجه تلفات خطوط تولید ترانسفورماتور پست ها و خطوط انتقال کاهش می یابد . نصب خازن ها می تواند قابلیت ژنراتور و پست را برای بار اضافی ( بسته به میزان عدم تصحیح ضریب توان سیستم )

تا حداقل 30% افزایش دهد و همچنین قابلیت تک تک مدارها  را از دیدگاه افت ولتاژ تقریباً 30 تا100 درصد افزایش می دهد . در نتیجه کاهش جریان ترانسفورماتور ، تجهیزات و خطوط بار این دستگاه های با کیلوولت آمپر محدود را کم می کند و متعاقباً نصب وسایل جدید را به تأخیر می اندازد . به طور کلی منافع اقتصادی ایجاب می کند که گروه های خازنی در سیستم های توزیع فشار ضعیف نصب شوند نه در سیستم های توزیع با سطوح ولتاژی بالا .

طبق یک قاعده تجربی معروف ظرفیتی که به ازای آن منافع اقتصادی حاصل از افزودن خازن دقیقاً برابر هزینه نصب خازن ها باشد همان ظرفیت بهینه کیلووار خازنی است که باید نصب گردد شرکت های برق رسانی برای تعیین منافع اقتصادی حاصل از نصب خازن ها روش های متفاوتی را به کار می برند اما تعیین هزینه کل کیلووار خازن ها نصب شده آسان است . به طور کلی منافع اقتصادی حاصل از نصب خازن را می توان چنین خلاصه کرد:

1- آزادسازی ظرفیت تولید

2- آزادسازی ظرفیت اتنقال

3- آزادسازی ظرفیت پست توزیع

4- مزایای اضافی در سیستم های توزیع

الف) کاهش اتلاف انرژی

ب) کاهش افت ولتاژ و در پیامد آن بهبود ولتاژ

ج) آزادسازی ظرفیت فیدر و تجهیزات وابسته به آن

د) تعویق یا حذف هزینه های سرمایه گذاری ناسی از بهبود یا توسعه سیستم

ه) افزایش سود ناشی از بهبود ولتاژ

با توجه به موارد نام برده بالا، کل منافع مالی ناشی از نصب خازن ها را می توان چنین خلاصه کرد:

که در آن:

_G$∆ = منافع سالانه ناشی از ظرفیت تولیدی آزاد شده

        = منافع سالانه ناشی از ظرفیت انتقال آزاد شده

        = منافع سالانه ناشی از ظرفیت آزاد شده پست توزیع

        = منافع سالانه ناشی از ظرفیت آزاد شده فیدر

        = منافع سالانه ناشی از انرژی صرفه جویی شده

        = درآمد سالانه افزوده ناشی از افزایش kwh مصرف انرژی

کل منافعی که از رابطه بالا به دست می آید با هم ارز سالانه کل هزینه گروه خازن های نصب شده ، باید مقایسه شود . کل هزینه گروه نصب شده را می توان چنین به دست آو

 5- انواع نصب خازن :

به طور کلی خازن های موجود در فیدر را به صورت گروهی هایی با فیوز گذاری جمعی در بالای دکل نصب می کنند.استفاده از فیوز ها اندازه گروه خازنی که می تواند به گروه کار برد رامحدود می کند.شر کت های برق رسانی،معمولا بیش از چهار گروه خازنی (هم اندازه ) روی یک فیدر نصب نمی کنند . اگر فقط خازن های ثابت نصب شوند ،ممکن است دارای ضریب توان پیش فاز زیاد وافزایش ولتاژ در فیدر شد . بنابراین ، برخی از خازن ها را به صورت گروه خازن های کلید دار نصب می کنند تا بتوان آن ها را در شرایط کم باری خاموش کرد. در نتیجه ظریفت خازن های ثابت را با توجه به حداقل بار شبکه انتخاب می کنند و آن ها را به طور دایم در مدار قرار می دهند . خازن های سوییچ شونده یا کلیددار را می توان همزمان با افزایش توان راکتیو از تراز کم باری تا پیک بار ، به صورت یک بلوک یا قابل کلید زنی در چند مرحله متوالی ظرفیت آن تیین نمود . ولی در عمل ،تعداد مراحل یا بلوک ها را به علت هزینه های اضافی ناشی از نصب کلید خانه وتجهیزات کنترل لازم ، کمتر از تعداد مورد نیاز در نظر می گیرند . برای گزینش نوع نصب خازن ، بررسی جامع سیستم ضروری است.

به منظور دستیابی به مزایای بهینه عملکرد خازن های موازی در سیستم توزیع ، بانک های خازنی می بایست به گونه ای مکان یابی شوند که حداکثر کاهش تلفات حاصل شود وتا آن جایی کهامکان دارد به بار نزدیک باشد . در صورتی که این موارد عملی نباشد ، چند قانون تجربی برای مکان یابی خازن ها به کار گرفته می شود . این قوانین شامل موارد زیر هستند :

برای بارهای توزیع شده به صورت  یکنواخت،   خازن می بایست در 2/3 فاصله از پست فرعی قرار گیرد.

برای بارهای توزیع شده با یکنواختی کمتر ، خازن می بایست در 1/2 فاصله از پست فرعی قرار گیرد.

برای حداکثر افزایش ولتاژ ، خازن می بایست تقریبا آخر خط نصب شود .

به طور واضح تر ، بانک های باید در مکان هایی که وسایل اندازه گیری مشکل ضریب توان پایین یا ولتاژ پایین (افت ولتاژ) را نشان می دهند ، نصب گردند . این اطلاعات می توانند به صورت زیر بدست آورده شوند :

با ترکیب اندازه های ولتاژ در شرایط بار کامل و کم باری در نقاط مختلف فیدر ،

با ترکیب اندازه های کیلو وات و کیلو ولت آمپر فیدر در حداقل و حاکثر بارهای روزانه و در مدت زمان یک پریود 24 ساعتی.

بنابر این بانک های خازنی خط توزیع یا قابل کلید زنی ویا ثابت (غیر قابل کلید زنی) هستند.

معمولا برای تعیین نوع بانک مورد نیاز ، راهبرد های زیر بررسی می گردد.

اندازه بانک های خازنی ثابت برای شرایط حداقل بار انتخاب می شوند.

بانک های خازنی سوییچ شونده برای سطوح بار بالاتر از شرایط حداقل تا پیک بار طراحی می شوند .

منحنی نشان داده شده در شکل 5_1 ، که می تواند با ثابت کیلو وار با استفاده از دستگاه های اندازه گیری ضریب توان و کیلو وات و محاسبات تعیین گردد، یک دیماند کیلو واری نوعی را برحسب پریود 24 ساعتی نشان می دهد . بانک های خازنی ثابت بار اصلی تجهیزات را جبران کرده و بانک های سویچ شونده برای پیک کیلو وار القایی به هنگام پریود های بار سنگین تر تنظیم می شوند.

خازن های سوییچ شونده قابلیت انعطاف مضاعفی نسبت به کنترل ولتاژ سیستم ، ضریب  توان وتلفات دارند.معمولاً خازن های سوییچ شونده با برخی از انواع کنترل با سوییچ اتوماتیک به کار گرفته می شوند.

کنترل کننده حالت خاصی را تشخیص می دهد.اگر وضعیت در حالت پیش تنظیم باشد سطح خروجی کنترل یک سیگنال رفت وبرگشتی را به هر سوی کلید هایی که قرار است بانک خازنی روی خط توزیع را قطع یا وصل نماید،می فرستند انواع رایج کنترل خازن ها ی اتوا ماتیک به صورت زیر است:

شکل *********صصصصصص30

a) کنترل ولتاژی؛وقتی که اصلاح یا کنترل تنظیم ولتاژ مد نظر باشد.

b) کنترل جریانی؛وقتی که دامنه جریان به طور مستقیم به دیماند وار وابسته باشد.

c) کنترل وار؛وقتی که دیماندوار مورد نظر است.

d) کلید زمانی؛وفتی که دیماند وار به طور بسیار منظمی با زمان تغییر می کند

e)دما؛وقتی که افزایش قابل پیش بینی در دیماندوار با تغییر دما موجود داشته باشد.

بانک های خازنی ثابت(یعنی غیر قابل کلید زنی اتوماتیک) به دلیل دائمی بودن وجریان دار باقی می مانند.اما در نوحی مختلف با تغییر دیماند فصلی قابل ملاحضه ،ممکن است بانک های خازنی انتخاب شونده که به طور دستی  برمبنای فصل کلید زنی شوند.

در برخی از نواحی از کلید زنی از راه دور برای بانک های خازنی استفاده می کنند .کلید زنی از راه دور با بانک های خازنی خاص یا گروهی از بانک های خازنی نیاز دارد که قابلیت دریافت سیگنال های کنترلی را داشته وشروع به قطع و وصل کلیدهای خازنی نماید.الگوریتم کامپیوتری یا فرمان دستی در یک وضعیت کنترل از رادورآغاز می شود.

عمده وسایل کلید زنی از راه دور بانک های خازنی شامل موارد زیر می باشد:

رادیو. وقتی که فضا امکان مخابره شدن فرکانس های رادیویی مناسب را بدون هیچ تداخلی داشته باشد .

خط حامل توان . معمولاً در پست های فرعی که در آن تجهیزات اتصال به خط مناسب موردنیاز است.

تلفن . خطوط تلفن

5_1_ساختار های بانک خازنی

سه ساختار اصلی برای بانک های خازنی وجود دارد :ستاره زمین شده ،ستاره زمین نشده ومثلث. خازن هلی که بصورت مثلث یه هم متصل شده اندمعمولاًفقط درفشارضعیف مانند2400ولت استفاده می شوند.در صورتی که ظرفیت استاندارد خازنی برای اتصال ستاره در دسترس نمی باشد.

معمولاً اتصالات خازنی به شکل ستاره برای طراحی ساده تر واقتصادی تر می باشند.مزایا ومعایب خاصی در ارتباط با بانک های خازنی با اتصال ستاره زمین شده نسبت  اتصال به ستاره زمین نشده وجود دارد که در زیر مورد مقایسه  قرارمی گیرند:

درصورتی که بدن خازن از نوع نوترال  شناور باشد،هزینه اولیه بانک خازنی ممکن است یه دلیل این که نوترال نباید از زمین سیستم کلیBILایزوله باشد،کمتر می شود.

ولتاژهای بازیافتی کلید خازن کاهش یافته اند.

عملکرد مکانیکی (از قبیل ارتعاش)ممکن است برای ساختار خیلی شدیدنباشد.

معایب  اتصال نوع ستاره زمین نشده نسبت به اتصال نوع ستاره زمین نشده  به صورت زیر مقایسه می شود:

 جریان هجومی بالا ممکن است در ساختار وزمین پست اتفاق بیفتد ،بطوری که موجب مشکلاتی  برای تجهیزات و وسایل سنجش  مس می شود.

نوترال زمین شده ممکن است  که جریان های رمونیک صفر کشیده وموجب تداخل تلفنی گردد.

اتصال نوع ستاره زمین شده یک مسیر خطا با امپدانس کم به زمین ایجاد می کندکه لازم است رله های زمین موجود درسیستم مجدداً راه اندازی شوند.این موارد دلیلی برای استفاده نکردن از بانک های خازنی با اتصال ستاره زمین شده در سیستم های زمین نشده می باشد.

در بانک ها با یک گروه سری شده ومعمولاً اتصال نوع ستاره زمین شده فیوز های محدودیت های جریانی را به دلیل دامنه های خطای خط به زمین ضروری می سازد.

خازن های به هم متصل شده به صورت مثلث ستاره زمین شده وستاره زمین نشده اگر که با هم به وسیله بانک های ترانسفورماتوری با شرایط خاص سیم پیچی با تجهیزات کلید زنی تک پل کلید زنی شوند یا اگر یک اتصال در تجهیزات سه فاز اتفاق بیفتد ممکن است اضافه ولتاژهای فرورزنانسی به وجود خواهد آمد.

هم ترانسفورماتورها وهم محافظ ضربه تحت این شرایط آسیب می بینند .اگر ترانسفورماتورها سه فاز زمین نشده باشدآنگاه از بانک خازنی زمین شده می بایست به دلیل مشابه اجتناب نمود اگر چه فرورزنانس می توان در این چنین مداراتی رخ دهد.

اما به ندرت به دلیل بار مقاومتی موجود در ترانسفورماتورها  می توان از رخ داد آن ممانعت کرد.

درسیستم های زمین نشده ویا داری تک زمین فقط ساختارهای بانک خازنی با اتصال مثلث وستاره زمین نشده استفاده می شود.در سیستم های کاملاً زمین شده نیز می توان از ساختار های مثلث وستاره زمین شده وستاره زمین نشده استفاده نمود.

5-2-اندازه وتعداد بانک های خازنی:

خازن های تلفات سیستم را حداقل کرده ،ولتاژ ومیزان پایداری سیستم را افزایش می دهند. پس از آن که تجهیزات مرتبط به توان راکتیو شدند ظرفیت های مگاواری هریک از بانک های خازنی وتعداد مراحل تعیین می گردد.

به منظور موثر واقع شدن مزایای اقتصادی حاصل از تجهیزات استاندارد شده محدودیت های دیگری نیز ممکن دیگری نیز ممکن است حداکثر وحداقل اندازه های بانک خازنی مورد استفاده راتحت تاثیر قرار دهد.

5-2-1-حداکثر اندازه :

حد اکثر اندازه بانک تخت تاثیر فاکتور های زیر قرار می گیرند:

تغییر ولتاژ سیستم به محض کلیدزنی  بانک خازنی

محدودیت های جریان دایمی سوئییچ گیر

وقتی که یک بانک خازنی برق دار می شودیا جریان آن قطع می گردد،ولتاژ اصلی سیسیتم به ترتیب افزایش وکاهش می یابد .

به منظور داشتن حد اقل تاثیر بر بار های مصرف کننده معمولا این ولتاژ با مقدار کمی در حدود 2% تا3% تغییر می کند .این تغییر ولتاژ(VΔ(را می توان با فرمول زیر به دست آورد:                  

ه طوری که

MVA= مقدار مگاولت آمپر اتصال کوتاه سه فاز موجود در محل بانک خازنی است

میزان جریان دائمی سوییچ گیر مورد استفاده در کلید بانک خازنی ممکن است عاملی  در انتخاب اندازه بانک خازنی باشد.این میزان با ضرب جریان نامی خازن در عدد 1.25برای عملیات زمین نشده ودر عدد1.35 برای بانک های خازنی با اتصال ستاره زمین شده تعیین می گردد.

جدول 5-1- حد اقل تعداد واحدهای پیشنهاد شده به صورت موازی در هر گروه سری شده برای محدود کردن ولتاژ دیگر واحد ها تا 110%

تعداد گروه های سری شده	مثلث یا ستاره زمین نشده	ستاره زمین نشده	ستاره دوگانه زمین نشده
1	-	4	2
2	6	8	7
3	8	9	8
4	9	11	9
5	9	11	10
6	10	11	10
7	10	11	10
8	10	11	10
9	10	11	10
10	10	11	11
11	10	11	11
12یا بیشتر	11	11	11

 

5-2-2-حداقل اندازه :

حد اقل اندازه بانک خازنی با فاکتور های زیر تحت تاثیر قرار می گیرد:

a) شرایط نامتعادل بانک خازنی

b) هماهنگی فیوز

وقتی که یک فیوز خازنی به منظور نشان دادن خازن معیوب عمل می کند،ممکن است باعث ایجاد یک وضعیت نامتعادل  شود به طوری که واحد های تابع در هماهنگی گروه سری شده با اضافه ولتاژ 60 هرتزمی کند.

معیاری برای محدود کردن این ولتاژ تال 110%یک واحد خارجی وجود دارد .ابن مورد به حداقل تعدادواحد های موازی یه همان صورت که در جدول 5-1 ارائه شده است نیازمند است وقتی که یک خازن کاملا اتصال کوتاه می شوددیگر گروه های سری شده در درون بانک خازنی تازمان عملکرد فیوز داری اضافه ولتاژ 60هرتز هستند.قیوز باید سریعاً عمل کرده تا واحد های سالم به دلیل این اضافه ولتاژ آسیب نبیند استاندارد IEEEStdC37.99.1990 نشان می دهد

که برای یک خازن در طول عمر کاری عادی انتظار می رود که در برابر اضافه ولتاژ های مختلف ترمینال به ترمینال به فرکانس برق قدرت  بدون حالت های گذرای اضافی یا جریان های مونیکی در    دامنه ها ومدت زمان معیین ایستادگی نماید.

بطوری که در جدول 5-2 نشان داده شده است :

جدول 5-2-حد اکثرولتاژ مجاز خازن

مدت زمان	حداکثر ولتاژ مجاز(با ضرب درضربیی برای به کار گیری ولتاژ نامی)
6سیکل	2.20
15سیکل	2.00
S1	1.70
15S	1.40
1Min	1.30

به هنگام اتصال کوتاه درA ولتاژهای 60هرتز روی دیگر گروه های سری شده  در بانک خازنی جدول 4-3خلاصه شده است .

مقدارموجود درجدول های 5-2و5-3با اندازه فیوز مورد استفاده در نظر گرفته شده اند وحد اقل واحد های خازنی برای استفاده ارائه می دهند.طراحی بانک خازنی به صورتی است که  مدت زمان اضافه ولتاژ های تعریف شده درجدول 5-3 از زمان های تعریف شده در جدول 5-2 تجاوز نکند .عواملی که این طراحی را تحت تاثیر قرار می دهند عبارتند از اتصال بانک خازنی ، تعداد گروه هاس سری شده ،تعداد واحد های موازی ومشخصات فیوز.

جدول 5-3-ولتاژ پریونیت خازن های سالم

تعدادگروههای سری شده	اتصال مثلت یا ستاره زمین شده			اتصال ستاره زمین شده			اتصال ستاره دوگانه زمین نشده
	Va	Vb	Vc	Va	Vb	Vd	Va	Vb	Vc
1	-	1.00	1.00	-	1.73	1.73	-	1.73	1.73
2	2.0	1.00	1.00	1.50	1.15	1.15	1.71	1.08	1.08
3	1.50	1.00	1.00	1.29	1.08	1.08	1.38	1.04	1.04
4	1.33	1.00	1.00	1.20	1.05	1.05	1.26	1.03	1.03
5	1.25	1.00	1.00	1.15	1.04	1.04	1.20	1.02	1.02

6- بررسی ترکیبات وتجهیزات کلید زنی:

در پست های فوق توزیع کشور جهت انواع فیدرهای ولتاژ متوسط در حل حاضر از سلول های داخلی استفاده می شودهر چند در گذشته در سطح ولتاژ 33 کیلو ولت از تجهیزات نوع بیرونی نیز استفاده شده است ولی در این سطح ولتاژ در طرح های فعلی از سلول های داخلی استفاده شده و خواهد شد.

برای ورود وخروج خازن ها باتوجه به تغییر با وضریب قدرت ،خاز ن ها به صورت چند مجموعه که به طور مستقل قابل کنترل می باشند طراحی می شوند.لذا راحل های مختلفی جهت ورود وخروج هر مجموعه وحفاظت آنها مد نظر بوده که مورد بررسی قرار می گیرند .

استفاده از دژنکتور جهت حفاظت فیدر الزامی می باشد ولی برای ورود وخروج خازن می توان از دژنکتور ویا سوییچ قابل قطع زیر بار استفاده کرد براین اساس  دو طح تک خطی زیر که طرح های مختلف تاسیسات خازنی  موجود نیز استفاده شده اند را در نظر می گیریم (شکل 6-1) دراین طرح ها یک ترانسفورماتور قدرت نشان داده شده است که البته ترانس دوم در صورت وجود مشابه این ترانس دارای فیدر های ترانس خروجی وخارن خواهد بود.

شکل صصصصصصصصصصص*****37    

در طرح های مورد نظر برروی هر ترانس قدرت دو مجموعه خازنی قابل کنترل به طور مستقل در نظر گرفته شده است .

طرح الف شامل یک دژنکتورداخلی برای حفاظت ومجزا کردن فیدرخازنی به همراه دوعدد سوییچ قابل قطع زیر بارجهت ورود خروج هر مجموعه خازنی است .

طرح ب شامل یک دژکتور داخلی برای حفاظت و ورودوخروج هر مجموعه خازنی می باشد.

6-1-مقایسه فنی بین طرح های مختلف:

طرح ب شامل تجهیزات کلید زنی با تنوع کمترنسبت به طرح الف می باشد.

با توجه به اینکه دژنکتورهایSF6 وخلا که امروز جانشین سایر انواع دژنکتورهاشده اند(به خصوص درمورد پست های فوق توزیع)ومتناسب بودن آن ها با قطع و وصل خازن ها عملاً در طرح ب از سلول های با تجهیزات مشابه به فیدر ترانس خط خازن استفاده خواهد شدواز مصرف سوییچ ها در این پست جلو گیری می شود واین امر سبب سهولت بیشتر در بهر برداری وتعمیرات می گردد.

توسعه فیدر خازنی در طرح ب آسانتر می باشد وجهت این امر می توان یک سلول جدید را به آسانی با باس باز فشار متوسط اضافه کرد در حالی که طرح الف ،بسته به طرح اولیه این امر مشکل یا غیر ممکن است .

در طرح ب تعمیرات لازم  یر روی یک مجموعه با قطع دژکتور وخارج کردن آن از حالت سرویس بدون وفقه در بهر برداری از مجموعه دیگر امکان پذیر است ولی در طرح الف این امر مستلزم در نظر گرفتن آن در طراحی تجهیزات دیگر می باشد.

نکته مهم در مقایسه این موارد این است که سوییچ های خازن به دلیل اینکه در حالت باز عایق بین کنتاکت هوا نبوده بلکه گازSF6 روغن یا خلا است نمی توانند جدا سازی مطمئن همانند آن که با خروجی دژنکتور از حالت سرویس (جدا سازی با فاصله هوایی و شاتر) فراهم می سازد را ایجادمی کنند.

تعبیه سوییچ کشویی نیز در موارد اکثر سازندگان غیر عملی یا باعث گران شدن وسیله می گردد.

در اخذ پیشنهادات در طرح الف پیشنهاد دهندگان مختلف برای سوییچ ها پیشنهادات گوناگونی بسته نوع تولیدات موارد مالی وغیره ارائه می دهند که به طر مثال انواع زیر قابل ذکر است :

سوییچ داخلی که به وسیله کلید زنی درواقع دژنکتور است.

سوییچ خارجی که به وسیله کلید زنی درواقع دژنکتور است وسلول مناسب برای نصب بیرونی جاسازی شده ودارای بوشینگ برای اتصالات خارجی است.

سوییچ خارجی از نوع بیرونی که درواقع حد واسطی بین سوییچ خارجی ازنوع بیرونی ودژنکتور می باشد واز نوع ترمینال باز مشابه کلیدهای بیرونی است .

این گوناگونی باعث مشکل شدن بررسی فنی وسایل ناشی از تنوع تجهیزات می گردد.

در طرح ب حفاظت هر مجموعه جداگانه انجام می شودلذا به هنگام خطا در تاسیسات خازنی تنها یک قسمت از مدار خارج می شود در حالی که در طرح الف این طور نیست .

طرح کنترل تجهیزات کلید زنی در طرح ب ساده تر از طرح الف است.

قابلیت اطمینان طرح ب بیشتر از الف می باشد که این به دلیل وجود یک وسیله کلیدزنی درمدارهرمجموعه می باشد درحالی که در طرح الف دو وسیله به طور سری در مدار هر مجموعه قرار می گیرد .

همان طور که توسعه فیدر خارجی در طرح ب آسانتر است (به سبب کاهش باریک پست یا افزایش ضریب قدرت بار) در صورتی که به علت مستقل بودن کل فیدر خازنی هر مجموعه تصمیم به کاهش ظرفیت خازنی باشد. می توان به راحتی یک مجموعه را به همراه کلید ،تجهیزات ولوازم کنترل وحفاظت برگزید ودر محل دیگری نصب کرد.

 یکی از مواردی که می تواند توجیه کننده طرح الف نسبت به طرح ب باشد عدم فضای کافی دراتاق کلید خانه ولتاژ ولتاژ متوسط است .

6-2-مقایسه مالی بین طرح های مختلف:

مقایسه مالی بین دو طرح فوق در در جه اول مربوط به قیمت  سلول دژ نکتور 20 کیلو ولت وسوییچ خازن می شود. در حال حاضر با توجه به تولیدات سازنداگان داخلی وتامین سلول ها با مشخصات مناسب از منابع داخلی مسیر است ولی درمورد سوییچ خازن این طور نبوده وعمدتا تا سازندگان خارجی سفارش داده می شود.

موارد عمده موثر در اختلاف قیمت بین طرح های فوق شامل کابل های فشار قوی ،سر کابل ، سلول دژنکتور، سوییچ خازن، رله وکنترل می باشد.

اختلاف قیمت تجهیزات طرح های فوق بستگی به نوع سفارش برای هریک از اقلام دارد ولی به طور کلی می توان  درصورتی مه سازنده سلول دژنکتور وسوییچ خازن به صورت یاد شده بالا باشد کاهش قیمت جزی در طرح ب نسبت به طرح الف را انتظار داشت .

بنا براین در کلید زنی تاسیسات خازنی استفاده از وسایل نوعSF6 وخلا لازم است این وسیله در ورند پیشرفت فنی برنامه سازندگان نیز مطابقت داشته باشند .

در زمینه ترکیب  کلید زنی استفاده از فیدر های مستقل با دژنکتور برای هر مجموعه خازنی نسبت به استفاده از دژنکتور فیدر می توان برای آن انتظار داشت .لذا استفاده ازطرح فیدر مستقل با دژنکتور برای مجموعه خازنی (طرح ب) به عنوان طرح استاندارد توصیه می گردد

برای ادامه کلیک کنید