آیا میدانید یک عدد اشتباه در تنظیم C/K رگولاتور بانک خازنی قادر است تا خازنها را منفجر کند؟ اگر C/K را بیش از حد کاهش دهید، رگولاتور نیز بیش از حد حساس میشود و خازنها را با فرکانس بسیار سریع قطع و وصل میکند. در این صورت ولتاژ باقیمانده از اتصال قبلی با ولتاژ لحظهای در اتصال جدید جمع شده و زمینهساز انفجار میشود. اگر متصدی تنظیم رگولاتور بانک خازنی هستید، آیا میدانید که حداقل زمان تخلیه خازنها باید ۶۰ ثانیه باشد؟
برای تنظیمات رگولاتور بانک خازنی، ابتدا باید پارامترهای پایه ولتاژ نامی، فرکانس، نسبت CT، تعداد پلهها و مقدار هر پله را وارد کنید. سپس ضریب توان هدف را روی 0.98 تنظیم نمایید و C/K را براساس توان کوچکترین پله محاسبه کنید. زمان وصل را روی ۳۰ الی ۶۰ ثانیه قرار داده و زمان تخلیه را حداقل ۶۰ ثانیه در نظر بگیرید. اما مهمترین نکته که از انفجار خازنها جلوگیری میکند، تنظیم دقیق C/K است که در ادامه این مقاله با جزئیات کامل و گام به گام بررسی خواهیم کرد.
تجهیزات و اطلاعات مورد نیاز قبل از تنظیم رگولاتور
تنظیم رگولاتور بانک خازنی از آن دست کارهای فنی است که اگر با چشم بسته و بدون آمادگی سراغ آن بروید به نتیجه مطلوب نمیرسید و ممکن است زمینه انفجار خازن را فراهم کنید. اکثر برقکارهای کم تجربه عادت دارند مستقیم سراغ دکمههای رگولاتور رفته و اعداد را بالا و پایین کنند. غافل از اینکه قبل از هر تنظیمی باید حداقل بدانید که شبکه مورد نظر با چه ولتاژ و فرکانسی کار میکند؟ CT با چه نسبتی طراحی شده است؟ و بانک خازنی مورد نظر چند پله دارد و هر پله چند کیلو وار است؟ برای آغاز کار به تجهیزات و اطلاعات زیر نیاز دارید:
دفترچه راهنمای رگولاتور
حتماً از دفترچه راهنمای تخصصی رگولاتور هر برند استفاده کنید. برندهای ABB، LOVATO، EPCOS و… هر کدام استراتژی متفاوتی در چیدمان منوها و پارامترهای تنظیمی دارند. مثلاً در بعضی رگولاتورها نسبت CT به شکل مستقیم وارد میشود، اما در برخی دیگر به صورت ضریب اعمال میگردد. اگر این تفاوتهای خاص را ندانید، تمام محاسبات رگولاتور شما غلط میشود. پس لطفاً دفترچه رگولاتور فشار را تهیه کنید.
در بررسی بردهای الکترونیکی ممکن است بعضی قطعات از نظر ظاهری مشابه به نظر برسند. برای تشخیص رگولاتور از ترانزیستور بهتر است شماره قطعه، آرایش پایهها و اطلاعات دیتاشیت بررسی شود؛ زیرا وظیفه و نحوه اتصال این دو قطعه در مدار با یکدیگر متفاوت است.
مولتی متر یا کلمپ آمپرمتر
برای بررسی جریان واقعی هر پله بعد از تنظیمات رگولاتور بانک خازنی به مولتی متر نیاز دارید. از روی همین جریان میتوان پروسه عملکرد خازنها را تحلیل کرد. زیرا اگر جریان کمتر از حد نامی باشد، یعنی خازن ضعیف شده یا فیوز آن پریده است. جریان بیشتر نیز به معنای شکلگیری هارمونیک شدید و خطر انفجار است.
نسبت تبدیل CT
نسبت تبدیل CT مهمترین اطلاعاتی است که تا قبل از آغاز تنظیم رگولاتور بانک خازنی باید داشته باشید. منظور از نسبت CT تبدیل جریان بالای شبکه به یک جریان کوچک و قابل اندازهگیری است. به عنوان مثال اگر CT بانک خازنی شما 500/5 است، یعنی میتواند جریان ۵۰۰ آمپر را به یک جریان ۵ آمپر در خروجی خود تبدیل کند. اگر اطلاعات دقیقی از مقدار CT نداشته باشید، عملاً رگولاتور شما همیشه اطلاعات اشتباهی را محاسبه میکند. این نسبت CT روی پلاک و به صورت 300/5 یا 500/5 یا 1000/5 نوشته شده است.
اطلاعات بانک خازنی
تا قبل از تنظیم رگولاتور باید اطلاعات کامل بانک خازنی را استخراج کنید. این اطلاعات سنگ بنای تنظیم حرفهای شما هستند که اگر درست و دقیق وارد نکنید، رگولاتور شما عملاً هیچ محاسبه صحیحی را انجام نمیدهد و خازنها را بیموقع قطع و وصل خواهد کرد. در جدول زیر تمام اطلاعات اساسی بانک خازنی که تا قبل از تنظیمات باید داشته باشید را تنظیم کردهایم:
| نوع پارامتر | توضیحات فنی |
| تعداد پلههای بانک | – چند کنتاکتور خازن در تابلو دارید؟
– هر کنتاکتور به معنای یک پله است. |
| توان هر پله (KVAR) | – توان نامی خازن متصل به هر پله چقدر است؟
– اگر پلهها نامساوی هستند، توان تک تک آنها را یادداشت کنید. |
| ترتیب پلهها | – پله اول باید کوچکترین خازن بانک باشد.
– رگولاتور همیشه از پله اول شروع به وصل شدن میکند. |
| نوع چیدمان پلهها | – چیدمان خطی (1- 1 – 1 – 1): همه پلهها مساوی هستند.
– چیدمان باینری (۱ – ۲ – ۴ – ۸): هر پله دو برابر قبلی است. – ترکیبی: بعضی پلهها مساوی و بعضی پلهها نامساوی هستند. |
| ولتاژ نامی خازنها | – باید ولتاژ کاری خازنها (۴۴۰ یا ۴۸۰ ولت) را بررسی کنید.
– برای تنظیم آلارم اضافه ولتاژ به این داده نیاز پیدا میکنید. |
| فرکانس نامی بانک و شبکه | – فرکانس نامی شبکه ایران ۵۰ هرتز است.
– یک خازن ۶۰ هرتزی ممکن است توان کمتری تحویل دهد. |
| وجود رآکتور ضد هارمونیک | – اگر بانک خازنی مجهز به رآکتور ضد هارمونیک است، حتماً درصد آن را یادداشت کنید.
– رگولاتور باید بداند که خازنها با رآکتور سری هستند یا نیستند. |
تحلیل هارمونیک شبکه
تحلیل هارمونیک شبکه اقدام مقدماتی و اطلاعات اولیه است که اکثر تکنسینها در هنگام تنظیمات رگولاتور بانک خازنی از آن رد میشوند. اما اگر شبکه صنعتی شما دارای چند درایو VFD، کورههای القایی و یا UPS باشد و موضوع هارمونیک را نادیده بگیرید، ممکن است بانک خازنی شما در شرایط بحرانی وارد شود.
این هارمونیکها در واقع ولتاژها و جریانهایی با فرکانسهای مضرب ۵۰ هرتز هستند. خازنها در فرکانسهای بالا مقاومت کمتری دارند و جریانهای شدید هارمونیکی را جذب میکنند. در نتیجه بیش از حد گرم شده و نهایتاً باد کرده و حتی ممکن است بترکند. در این باره باید حداقل سه پارامتر را ارزیابی کنید.
| نوع پارامتر | مقدار ایدهآل |
| THD-V (هارمونیک کل ولتاژ) | کمتر از ۵ درصد |
| THD-I (هارمونیک کل جریان) | کمتر از ۲۰ الی ۳۰ درصد |
| هارمونیک قالب | در موج پنجم و هفتم باشد. |
آیا میتوان تحلیل هارمونیک را انجام نداد؟
بحث تحلیل هارمونیک آنقدر گسترده است که نمیتوانم در این مقاله با جزئیات کامل آن را باز کنم. ولی همین قدر توصیه میکنم که اگر در شبکه شما VFD خیلی زیادی وجود دارد، تحلیل هارمونیک را اصلاً شوخی نگیرید. من در یک کارخانه تزریق پلاستیک با حدود ۲۰ دستگاه درایور فرکانس تغییر (VFD) دیدهام که خازنهای ۲۵ کیلو واتی بعد از سه ماه باد کرده بودند و حتی یکی دوتای آنها منفجر شدند. زیرا تکنسین کارخانه اصلاً متوجه هارمونیک پنجم THD-V در مقدار بالای 8.5 درصد نبود! برای آن کارخانه نصب یک رآکتور را توصیه کردیم و در نهایت همه شرایط متعادل شد. لذا تحلیل هارمونیک به نوع بارهای شبکه بستگی دارد.
هرگز بلافاصله پس از قطع خازنها برای تنظیم اقدام نکنید!
هرگز تنظیم رگولاتور بانک خازنی را در شرایطی آغاز نکنید که خازنهای آن هنوز داغ هستند یا تازه از مدار خارج شدهاند. خازنها بعد از قطع شدن تا ۶۰ ثانیه دارای ولتاژ خطرناکی هستند و اگر رگولاتور شما در این فاصله فرمان وصل مجدد را صادر کند، ولتاژ باقیمانده با ولتاژ لحظهای جمع شده و ممکن است خازن را منفجر کند.
همیشه بعد از خاموش کردن تابلو، حدود ۵ دقیقه و حتی بیشتر صبر کنید تا خازنها از طریق مقاومتهای تخلیه داخلی به شکل کامل دشارژ شوند. وقتی جوانتر بودم، از روی کم تجربگی در یک کارخانه کاشی عجله کردم و بعد از دو دقیقه تابلو را روشن کردم. رگولاتور، فرمان وصل اولین پله ۲۰ کیلو واری را صادر کرد و ولتاژ باقیمانده در خازن باعث خسارت شدیدی شد. تقریبا دو روز فعالیت بخشی از کارخانه به علت همین اشتباه من متوقف شده بود!
مراحل گام به گام تنظیم رگولاتور بانک خازنی
تنظیمات رگولاتور بانک خازنی یک فرایند گام به گام است که باید هر مرحله را به ترتیب سپری کنید. از ورود پارامترهای پایه و تنظیم ضریب توان هدف گرفته تا محاسبه C/K با زمانبندی قطع و وصل باید دقیقاً در زمان مناسب و پس از سپری شدن مراحل قبلی انجام شوند. برای تنظیم رگولاتور باید ۸ مرحله را گام به گام سپری کنید:
- ورود به منوی تنظیمات و پارامترهای پایه
- تنظیم ضریب توان هدف (Set Point Cosj)
- تنظیم حساسیت (C/K)
- تنظیم زمانهای تاخیر (Time Delays)
- تنظیم آلارمها و حفاظتها
- انتخاب استراتژی چیدمان (Bank Configuration)
- تنظیم برای شبکههای هارمونیکی
- راهاندازی و تست عملی
گام اول: ورود به منوی تنظیمات و پارامترهای پایه
وارد کردن پارامترهای پایه اولین و مهمترین مرحله تنظیم رگولاتور بانک خازنی است که اگر درست وارد نشوند، رگولاتور براساس اطلاعات غلط تصمیمگیری میکند. اگر ولتاژ نامی شبکه ۳۸۰ ولت است و CT با نسبت 500/5 روی فاز نصب شده است، باید در رگولاتور دقیقاً همین اعداد را برای ولتاژ و نسبت CT وارد کنید. اگر پارامترها اشتباه وارد شوند، رگولاتور یا خازنها را بیموقع وارد مدار میکند که در این صورت شبکه شدیداً خازنی میشود. یا ممکن است اصلاً خازنی را وصل نکند که در این صورت شبکه سلفی میماند. در ادامه تک تک پارامترهایی که باید وارد رگولاتور شوند را مرور میکنیم:
ولتاژ نامی شبکه (un)
این پارامتر ولتاژ خط است نه ولتاژ فاز که باید دقیقاً آن را وارد کنید. اگر شبکه شما ۳۸۰ ولت سه فاز است، باید عدد ۳۸۰ را وارد کنید. اما برای شبکههای تکفاز باید عدد ۲۲۰ را وارد کنید. ولی اگر رگولاتور از شما ولتاژ فاز را میخواهد، حتماً اطلاعات دفترچه را چک کنید که منظور از فاز دقیقاً چیست؟
فرکانس شبکه (fn)
پارامتر fn برای وارد کردن فرکانس شبکه است. این مقدار در شبکه برق سراسری ایران ۵۰ هرتز است. ولی برخی رگولاتورها به شکل پیش فرض برای ۶۰ هرتز تنظیم شدهاند. اگر این اختلاف را اصلاح نکنید، رگولاتور شما دائماً سرعت قطع و وصل خازنها را در فرکانس اشتباهی انجام میدهد.
نسبت CT
باید نسبت CT را از روی پلاک بدنه آن خوانده و در منوی تنظیمات رگولاتور وارد کنید. اما رگولاتورها به چند شکل این نسبت را میخوانند. اگر رگولاتور نسبت را به صورت مستقیم میخواهد، مثلاً برای CT 500/5 باید عدد ۵۰۰ را وارد کنید. ولی برخی مدلها به صورت ضریب تعریف شدهاند که در این صورت باید ضریب را اعمال کرده و مقدار CT را وارد کنید.
تعداد پلهها
باید تعداد پلههای بانک خازنی را دقیق در منوی تنظیمات رگولاتور وارد کنید. به سراغ تابلوی بانک بروید و تعداد کنتاکتورها را بشمارید. هر کنتاکتور یک پله است، ولی یادتان باشد که پلههای خالی (رزرو) را حساب نکنید. به تعداد پلههایی که خازنها به آنها متصل هستند عدد مربوطه را وارد کنید.
توان هر پله را وارد کنید
اگر توان پلهها مساوی هستند، یک عدد برای همگی آنها وارد کنید. ولی اگر توان پلهها نامساوی است (مثلاً ۵ – ۱۰ – ۲۰ – ۲۰ – ۴۰ – ۴۰) باید توان هر پله را جداگانه و به ترتیب وارد کنید.
نوع چیدمان را انتخاب کنید
یک نگاه در بانک خازنی انداخته و نوع چیدمان خطی (Linear)، باینری (Binary) یا ترکیبی (Mixed) را شناسایی کنید و سپس روش چیدمان را در رگولاتور انتخاب کنید. این تنظیم تعیین میکند رگولاتور شما با چه استراتژی پلهها را وارد و خارج کند.
| نوع چیدمان | توضیح فنی |
| خطی (Linear) | همه پلهها مساوی است. (۱۰ – ۱۰ – ۱۰ – ۱۰) |
| باینری (Binary) | هر پله دو برابر قبلی است. (۵ – ۱۰ – ۲۰ – ۴۰) |
| ترکیبی (Mixed) | ترکیب پلهها مساوی و نامساوی است. (۵ – ۱۰ – ۲۰ – ۲۰ – ۴۰ – ۴۰) |
همیشه پارامترها را چک کنید!
بعد از وارد کردن همه پارامترها، یک بار از منوی تنظیمات خارج شده و مجدداً وارد شوید و حالا تک تک اعدادی که تنظیم شدهاند را با آنچه روی کاغذ نوشتهاید، چک کنید. من عادت دارم که بعد از تنظیم، مجددا وارد منوی رگولاتور شده و با صدای بلندی که خودم بشنوم تک تک پارامترها را مرور میکنم. مثلاً بلند میگویم ولتاژ ۳۸۰، فرکانس ۵۰ هرتز، CT پانصد روی پنج، شش پله و… . این کار به ظاهر ساده باعث شده تا بارها از اشتباهات احمقانه جلوگیری کنم.
چگونه CT را جابجا کنید؟
ممکن است مشخصات CT روی خط تکفاز یا سه فاز با تنظیمات رگولاتور سازگار نباشد. در این صورت به تغییر نسبت CT و تعویض آن نیاز دارید. اما هرگز بدون خاموش کردن کامل تابلو برق، سیمهای CT را جابجا نکنید. CT در حالت مدار باز و زمانیکه تابلو برق هنوز روشن است، مانند یک تفنگ ولتاژ بالا عمل کرده و شرایط بسیار خطرناکی را ایجاد میکند.
گام دوم: تنظیم ضریب توان هدف (Set Point Cosj)
تنظیم ضریب توان یک مرحله استراتژیک برای عملکرد صحیح رگولاتور در تمام شرایط عملیاتی است. هرگز نباید ضریب توان هدف رگولاتور را روی عدد 1 تنظیم کنید. ضریب توان ۱ یعنی شبکه شما کاملا مقاومتی است. رسیدن به چنین شرایط آرمانی تقریباً غیر ممکن است و رگولاتور مجبور است به شکل مداوم خازنها را قطع و وصل کند. این پدیده مخرب اصطلاحا Hunting نام دارد. یعنی زمانیکه رگولاتور شما مانند یک شکارچی دیوانه دائماً خازنها را قطع و وصل میکند. برای تنظیم اصولی ضریب توان هدف این نکات را رعایت کنید:
- در منوی تنظیمات رگولاتور به دنبال عباراتی مانند Target PE، Set cosj یا cosj Set Point بگردید. این پارامتر برای تنظیم ضریب توانی است.
- عدد 0.95 الی 0.98 را برای اکثر کارخانهها و کارگاهها تنظیم کنید.
- اگر شبکه شما در کمباری خازنی میشود، Set Point را روی مقادیر 0.95 یا 0.96 تنظیم کنید.
- اگر رگولاتور قابلیت تنظیم دو Set Point دارد، یکی را برای بار کامل و دیگری را برای کمباری تنظیم کنید.
گام سوم: تنظیم حساسیت (C/K)
گام سوم تنظیم دقیق مقدار حساسیت (C/K) است. اگر این پارامتر را درست وارد نکنید، رگولاتور یا آنقدر حساس میشود که با کوچکترین نوسان بار خازنها را سریع قطع و وصل میکند و یا آنقدر خواب است که اگر ضریب توان تا 0.75 سقوط کند، هیچ عکسالعملی نشان نمیدهد!
C/K جریان کوچکترین پله خازنی در سمت ثانویه CT است که بر حسب آمپر بیان میشود. این عدد در واقع کوچکترین گام جبرانسازی CT را تعیین میکند. اگر مقدار C/K بزرگتر از مقدار واقعی تنظیم شود، رگولاتور با کوچکترین خطای توان راکتیو اقدام به وارد کردن پله میکند و حساسیت بیش از حد است. اگر C/K کوچکتر از مقدار واقعی تنظیم شود، رگولاتور دیرتر از حد لازم واکنش نشان میدهد. محاسبه دقیق C/K باید براساس شرایط پروژه انجام شود. در جدول زیر مقادیر سرانگشتی C/K را براساس عددهای نسبت CT و توان کوچکترین پله خازنی در نظر گرفتهایم.
| نسبت CT | پله 2/5 KVAR | پله 5 KVAR | پله 10 KVAR |
| 100/5 | 0.19 | 0.36 | 0.76 |
| 150/5 | 0.13 | 0.25 | 0.51 |
| 200/5 | 0.1 | 0.19 | 0.38 |
| 300/5 | 0.06 | 0.13 | 0.25 |
| 400/5 | 0.05 | 0.1 | 0.19 |
هرگز پارامتر C/K را براساس حدس و گمان تنظیم نکنید!
هرگز پارامتر حساسیت C/K را براساس حدس و یا موارد مشابه در کارگاهها یا کارخانههای دیگر تنظیم نکنید. یک بار مهندسی هنگام خرید رگولاتور بانک خازنی اعتراف کرد که حساسیت C/K را از روی یک برگه یادداشت قدیمی کارخانه وارد کرده و متاسفانه خازنهای بانک سوخته بودند.
توصیه میکنم که بعد از اتمام تنظیمات رگولاتور بانک خازنی یک تست را انجام دهید. مثلاً یک بار نسبتا بزرگ مانند الکتروموتور ۲۰ اسب بخار را یکباره وارد مدار کنید. اگر نسبت C/K را درست تنظیم کرده باشید، رگولاتور باید در مدت زمان ۳۰ الی ۶۰ ثانیه واکنش داده و یک یا چند پله خازن را وارد کند. اما اگر خیلی کند است، احتمالاً C/K را بزرگ وارد کردهاید و یا اگر تا قبل از راهاندازی کامل موتور عمل میکند، مقدار C/K را خیلی کوچک در نظر گرفتهاید.
گام چهارم: تنظیم زمانهای تاخیر (Time Delays)
تعیین زمانهای تاخیر یک پارامتر استراتژیک در تنظیمات رگولاتور بانک خازنی است که نباید دست کم بگیرید. به عنوان مثال اگر زمان تخلیه خازن را کمتر از ۶۰ ثانیه تنظیم کنید، شرایطی پیش میآید که خازن مادامیکه هنوز ولتاژی قابل توجه دارد، مجدداً وصل میشود. در این صورت ولتاژ لحظهای به ولتاژ ذخیره خازن اضافه شده و شرایط بحرانی را ایجاد میکند. برای همین باید پارامترهای زمان در تنظیم رگولاتور بانک خازنی را با دقت و حساسیت کامل مدیریت کنید:
زمان وصل (Reconnection Time)
این پارامتر حداقل فاصله بین وصل شدن دو پله متوالی است. اگر این زمان خیلی کوتاه انتخاب شود، خازنها پشت سر هم وارد مدار میشوند و جریان هجومی بالایی را ایجاد میکنند. برای یک شبکه با نوسان بار معمولی این پارامتر را روی ۳۰ ثانیه تنظیم کنید.
زمان قطع و وصل مجدد (Reconnection Lockout)
حداقل زمانی است که یک پله بعد از قطع شدن باید صبر کند تا دوباره وصل شود. این زمان باید آنقدر تنظیم گردد که خازنها فرصت کافی برای تخلیه کامل داشته باشند. در شرایط عادی این زمان را روی مقدار ۶۰ ثانیه تنظیم کنید.
زمان تخلیه (Discharge Time)
این پارامتر مهمترین زمان در تنظیمات رگولاتور بانک خازنی است. فاصله زمانیکه رگولاتور بعد از قطع یک پله و تا قبل از اینکه اجازه وصل مجدد را بدهد، باید صبر کند. مقاومتهای تخلیه معمولاً به حداقل ۶۰ ثانیه زمان نیاز دارند تا ولتاژ را به مقدار ایمنی ۵۰ ولت کاهش دهند. ولی این ۶۰ ثانیه مقدار پایه در شرایط کاملا ایدهآل است.
زمان پاسخ (Delay Time)
مدت زمانیکه رگولاتور قبل از تصمیمگیری برای وارد یا خارج کردن خازنها، ضریب توان را اندازه میگیرد. برای بارهای سریع و ضربهای مانند آسانسور یا جوشکاری زمان پاسخ را طولانی در حدود 30 الی 45 ثانیه در نظر بگیرید تا رگولاتور به نوسانات لحظهای واکنش نشان دهد. برای بارهای کند و پایدار مانند روشنایی زمان پاسخ میتواند کوتاه در بازه 5 الی 10 ثانیه باشد.
تنظیم زمانها در شرایط مرزی
زمانهای پیشنهاد شده در موارد قبلی همگی برای شرایط کاملاً ایدهآل هستند. مثلاً زمانیکه خازنها نو هستند و زمان تخلیه روی ۶۰ ثانیه کافی است. ولی اگر خازنها قدیمی باشند، ممکن است مقاومتهای تخلیه ضعیف شده باشند و به زمان بالاتری نیاز داشته باشید. جدول زیر پیش بینی تمام شرایط مرزی برای تنظیم زمانها است:
| پارامتر زمان | تنظیم در شرایط نرمال | شرایط مرزی و بحرانی | راهکار شرایط مرزی |
| زمان وصل | ۳۰ ثانیه | اعمال بارهای ضربهای (جوشکاری، آسانسور و…) | زمان وصل را ۴۵ الی ۶۰ ثانیه تنظیم کنید. |
| زمان قطع و وصل مجدد | ۶۰ ثانیه | خازنها قدیمی هستند | زمان را روی ۹۰ الی ۱۲۰ ثانیه تنظیم کنید. |
| زمان تخلیه | ۶۰ ثانیه | خازنها قدیمی هستند | – ولتاژ دو سر خازن قبل از وصل را چک کنید.
– اگر بالای ۵۰ ولت است، زمان را ۹۰ ثانیه کنید. |
| خازن مجهز به رآکتور دتونینگ است | – رآکتور سرعت تخلیه را کند میکند.
– زمان تخلیه را ۱۲۰ ثانیه تنظیم کنید. |
||
| زمان پاسخ | ۵ الی ۱۰ ثانیه | شبکه، نوسان سریعی دارد (VFD یا کوره القایی) | زمان پاسخ را 30 الی 45 ثانیه تنظیم کنید. |
| بار شبکه کند است (روشنایی یا موتورهای دائم کار) | زمان پاسخ را 5 الی 10 ثانیه باشد. |
گام پنجم: تنظیم آلارمها و حفاظتها
تنظیم آلارمها و حفاظتها آخرین استراتژی شما برای جلوگیری از فاجعه در بانک خازنی است. اگر این پارامترها را ندانید و یا تنظیم درست آنها را دست کم بگیرید، خازنهای شما در برابر اضافه ولتاژ، هارمونیک و حرارت بیدفاع میمانند و هیچ کسی تا لحظه خرابی متوجه خطرات نمیشود.
به عنوان مثال اگر آلارم اضافه ولتاژ را روی ۱۲۰ درصد تنظیم کنید، مادامیکه باید آن را ۱۱۰ درصد در نظر میگرفتید، خازنی که برای ۴۴۰ ولت طراحی شده حالا باید ولتاژ ۴۵۶ ولت را تحمل کند. این یعنی دی الکتریک خازن تحت تنش ۱۰ درصد بالاتر از حد مجاز قرار میگیرد و عمر مفید آن از ۱۰ سال به کمتر از ۶ ماه سقوط میکند. اجازه دهید تا پارامترهای مربوط به آلارم و حفاظتها را جداگانه معرفی کنیم:
آلارم اضافه ولتاژ (Over Voltage)
یک محدوده قطع خودکار رگولاتور است که آن را روی ۱۱۰ درصد ولتاژ نامی تنظیم میکنند. مثلاً برای یک شبکه ۳۸۰ ولت باید روی مقدار ۴۱۸ ولت قرار بگیرد. اگر ولتاژ از این مقدار بالاتر رود، رگولاتور ظرف چند ثانیه تمام خازنها را قطع میکند.
آلارم زیر ولتاژ (Under Voltage)
این آلارم را در محدوده ۸۵ درصد تنظیم کنید. یعنی برای شبکه ۳۸۰ ولت سه فاز باید روی مقدار ۳۲۳ ولت AC تنظیم شود. خازنها در ولتاژ کمتر از این مقدار نمیتوانند توان نامی خود را تحویل دهند.
آلارم اضافه جریان (Over Current)
این آلارم را باید روی ۱۳۰ درصد جریان نامی خازنها تنظیم کنید. جریانهای بالاتر از این مقدار باعث میشود تا هارمونیک شدیدی به خازن هجوم آورد و یا خازن در معرض تخریب شدیدی قرار بگیرد. رگولاتور باید به شکلی تنظیم شود که از طریق این آلارم پله معیوب را تشخیص داده و از مدار خارج کند.
آلارم THD-V (هارمونیک ولتاژ)
تنظیم این آلارم روی 5 درصد یک هشدار اولیه است. یعنی اگر هارمونیک ولتاژ شبکه از ۵ درصد تجاوز کند، خطای THD-V را گزارش دهد. زیرا چنین شرایطی برای خازنهای معمولی کاملاً ناامن است. رگولاتور باید بتواند در هارمونیک بالای ۵ درصد خازنها را قطع کرده و از تشدید شرایط بحرانی و حتی احتمال انفجار جلوگیری کند. اما در شبکهها با هارمونیک بالا، قطع ناگهانی منجر به تشدید میشود. بنابراین توصیه شده که رگولاتور گام به گام پلهها را خارج کند.
گام ششم: انتخاب استراتژی چیدمان (Bank Configuration)
رگولاتور باید بداند که خازنها با چه آرایشی چیده شدهاند. آیا همگی آنها مساوی هستند؟ دو برابر شونده یا ترکیبی کار میکنند؟ و یا یک سیستم چرخشی در چیدمان آنها پیش بینی شده است؟ انتخاب استراتژی چیدمان مستقیما بر دقت جبرانسازی، استهلاک کنتاکتورها و طول عمر خازنها تاثیرگذار است. اگر چیدمان را اشتباه انتخاب کنید، ممکن است یک خازن ۵ کیلو واری در پله اول ۱۰ برابر یک خازن ۴۰ کیلو واری در پلههای بعدی کار کند و خیلی سریعتر از آنها مستهلک شود. در ادامه چهار نوع استراتژی اصلی برای تعریف چیدمان در رگولاتورها را بررسی میکنیم:
| نوع چیدمان | الگوی پلهها (نحوه عملکرد) | چه زمانی انتخاب کنید | چه زمانی انتخاب نکنید |
| خطی (Linear) | – همه پلهها مساوی هستند.
– پلهها به ترتیب وارد میشوند. |
همه پلهها دقیقاً همتوان باشند. | پلهها نامساوی باشند. |
| باینری (Binary) | – هر پله دو برابر پله قبلی است.
– رگولاتور میتواند با ترکیب پلهها کار کند. |
اگر به دقت بالایی در انتخاب پلهها نیاز دارید. | اگر پلهها نامنظم هستند انتخاب نکنید. |
| ترکیبی | – پلهها نامساوی هستند و به ترتیب وارد میشوند. | اگر پلهها نامنظم هستند. | اگر پلهها کاملاً مساوی هستند انتخاب نکنید. |
چیدمان چرخشی (Rotary) چیست؟ و چه زمانی استفاده کنید؟
چیدمان چرخشی یک مد مستقل در تنظیم رگولاتور بانک خازنی نیست، بلکه یک حالت عملکرد اصلاحی برای رگولاتور است که میتوانید آن را فعال یا غیر فعال کنید. در این حالت رگولاتور هر بار که نیاز به وارد کردن یک پله جدید باشد، مسیر وارد کردن خازنها را از پلهای متفاوت با دفعه قبلی آغاز میکند. به این ترتیب خازنها در تمام پلهها به یک اندازه کار میکنند و لزوماً در زمانهای متفاوت مستهلک نمیشوند. اما چه زمانی بهتر است چیدمان چرخشی را فعال کنید؟
- زمانیکه بانک خازنی بیش از سه پله دارد.
- زمانیکه پلهها نامساوی و به شکل ترکیبی چیدمان شدهاند.
- زمانیکه بار شبکه به شکل مداوم در حال تغییر است.
- اگر بخواهید کنتاکتورها و خازنها به یک اندازه کار کنند.
گام هفتم: تنظیم برای شبکههای هارمونیکی
تنظیمات رگولاتور بانک خازنی در یک شبکه هارمونیکی ماجرای کاملاً متفاوتی است. گام هفتم همان مرحله نامرئی است که بسیاری از تکنسینها از سر ناآگاهی یا عجله به کل فراموش میکنند. اما هارمونیک اگرچه دیده نمیشود، ولی عمر مفید بانک خازنی را شدیداً میکاهد. برای تنظیمات هارمونیک مراحل زیر را سپری کنید.
بررسی کنید که آیا هارمونیک وجود دارد یا خیر؟
اگر در کارگاه از تجهیزاتی مانند درایورهای فرکانس متغیر (VFD)، کورههای القایی، UPS های بزرگ، یکسو کنندههای صنعتی و چندین دستگاه جوشکاری اینورتری استفاده میکنید، احتمالاً هارمونیک زیادی در شبکه شما وجود دارد. هر کدام از این تجهیزات به نوعی بارهای غیرخطی هستند که جریان سینوسی را تخریب میکنند.
حد مجاز آلارم THD-V را روی ۵ درصد تنظیم کنید
در بخش تنظیم آلارم درباره THD-V گفتیم که برای محدود کردن اعوجاجهای هارمونیکی است. وقتی THD-V را روی ۵ درصد تنظیم کنید، زمانیکه سیستم دچار هارمونیک شود، رگولاتور میتواند خازنها را قطع کند.
گزینه Harmonic Lock را فعال کنید
این گزینه پیشرفته در رگولاتورهای نسل جدید وجود دارد. زمانیکه این آیتم را فعال کنید، رگولاتور میتواند فرکانس تشدید شبکه را تشخیص داده و از وارد شدن خازنها در این فرکانس جلوگیری کند. یعنی اگر شبکه در آستانه هارمونیک شدن است، رگولاتور کاملاً هوشمندانه از وارد شدن خازنها جلوگیری میکند. در این صورت شبکه صرفاً در حالت سلفی مانده و توان راکتیو بالا است. به هر حال تحمل یک ضریب توان پایین به مراتب بهتر از سوختن خازنهای گران قیمت است.
در صورت لزوم رآکتور دتونینگ نصب کنید
اگر هارمونیک شبکه صنعتی شما خیلی سنگین است، بهتر است از رآکتور دتونینگ استفاده کنید. رگولاتور به تنهایی نمیتواند هارمونیکهای خیلی سنگین را حذف کند. رآکتور ۷ درصد برای حذف هارمونیک پنجم و رآکتور ۱۴ درصد برای حذف هارمونیک سوم و بالاتر مناسب است که باید به شکل سری با خازنها قرار بگیرند.
گام هشتم: راهاندازی و تست عملیاتی
پس از پایان تنظیمات رگولاتور بانک خازنی، حالا زمان آن است که راهاندازی کرده و در شرایط عملیاتی وارد کنید. رگولاتور را در حالت Automatic بگذارید. از منوی تنظیمات خارج شوید و مطمئن باشید که رگولاتور در حالت Auto است نه حالت Manual. سپس در شرایط عملیاتی ضریب توان را از روی نمایشگر بررسی کنید. اگر ضریب توان پایینتر از Set Point باشد، رگولاتور باید شروع به وارد کردن پلهها کند. در مرحله راهاندازی چند کار را باید انجام دهید:
- جریان هر پله را با کلمپ آمپرمتر اندازه بگیرید. جریان کمتر از ۸۰ درصد نامی یعنی خازن ضعیف است. جریان بیش از ۱1۰ درصد نامی به معنای هارمونیک است.
- ضریب توان را در بارهای مختلف چک کنید. مثلاً در ساعات اوج بار کارخانه، ساعت کمباری و حتی روز تعطیل مقدار ضریب توان اصلاح شده توسط رگولاتور را چک کنید. اگر پیش فاز میشود، بهتر است مقدار Set Point را کمی کاهش دهید.
- عملکرد آلارمها را چک کنید. ولتاژ آلارم اضافه ولتاژ را موقتاً روی ۱۰۰ درصد تنظیم کنید و بررسی کنید که آیا رگولاتور واقعاً خازنها را قطع میکند؟
- دمای تابلو و خازنها را بعد از یک ساعت کار چک کنید. اگر بدنهها داغ هستند، اما هنوز میتوانید پشت دست خود را روی بدنه نگهدارید، همه چیز طبیعی است.
- یک هفته بانک خازنی را رها کرده و سپس مجدداً تمام آیتمها را چک کنید.
اشتباهات رایج تنظیمات رگولاتور بانک خازنی
اشتباهات رایج در تنظیم رگولاتور اغلب به دلیل عجله، اعتماد به حافظه و یا تنظیم یک پارامتر کلیدی براساس حدس و گمان است. از طرفی ممکن است چند تکنسین کارخانه مسئول رسیدگی به بانک خازنی باشند. توصیه نهایی این است که حتماً یک برگه در کنار تابلوی رگولاتور بچسبانید و تمام پارامترهای تنظیم شده را روی آن بنویسید. بارها به تابلوهایی برخوردهام که سه نفر یا دو نفر تکنسین تنظیمات آن را دستکاری کردهاند و هیچ کسی از کار دیگری خبری ندارد. به هر حال اشتباهات در تنظیم رگولاتور کم نیستند، مواردی مانند:
- وارد کردن نسبت CT اشتباه که باعث میشود رگولاتور جریان را کمتر یا بیشتر از مقدار واقعی بخواند.
- تنظیم Set Point روی مقدار 1 که رگولاتور را مجبور میکند تا دائماً خازنها را قطع و وصل کند.
- وارد کردن نسبت C/K اشتباه که باعث میشود تا رگولاتور با کوچکترین نوسان بار، خازنها را قطع و وصل کند.
- کم کردن زمان تخلیه خازنها به علت سریعتر شدن قابلیت جبرانسازی بدون در نظر گرفتن قدیمی بودن بانک
- نادیده گرفتن هارمونیک و رها کردن تنظیم پارامتر THD-V
- تنظیم رگولاتور بانک خازنی براساس تابلوهای مشابه در دیگر کارگاهها
در سیستمهای تولید برق، نصب رگولاتور ژنراتور نیز باید براساس مشخصات ژنراتور، ولتاژ نامی، نحوه سیمبندی و دستورالعمل سازنده انجام شود. تنظیم یا اتصال نادرست رگولاتور میتواند باعث ناپایداری ولتاژ خروجی و عملکرد نامناسب سیستم کنترل ژنراتور شود.
جمعبندی: آیا برای تنظیمات رگولاتور بانک خازنی آماده هستید؟
رگولاتور از آن دست تجهیزات صنعتی است که اگر درست تنظیم شود، ماهها و حتی سالها بی سر و صدا کار میکند و هزینه قبض کارخانه را پایین میآورد. اما اگر در تنظیمات اشتباه کنید، کل ماجرا دگرگون میشود. در این مقاله سعی کردیم تا کاملاً عملیاتی هشت گام تنظیمات رگولاتور بانک خازنی را بررسی کنیم. حالا وقت آن است که با یک چک لیست ساده مطمئن شوید هیچ قدمی را از قلم نیانداختهاید.
- آیا قبل از شروع، نسبت CT را از روی پلاک خواندهاید؟
- مقدار Set Point را چگونه تنظیم کردهاید؟ آیا آن را از مقدار 0.98 آغاز میکنید؟
- آیا زمان تخلیه خازنها را پیش بینی کردهاید؟ حداقل این مقدار ۶۰ ثانیه است.
- اگر در شبکه VFD یا کوره القایی دارید، برای بررسی هارمونیک و تنظیم THD-V اقدام کردهاید؟
- آیا استراتژی چیدمان را مطابق با واقعیت تابلو انتخاب کردهاید؟
- آیا بعد از تنظیم جریان تک تک پلهها را با کلمپ آمپرمتر اندازه میگیرید؟
- آیا آلارمها را یک بار واقعاً تست کردهاید؟
- آیا فکری برای قرار دادن برگه تنظیمات کنار رگولاتور دارید؟
پاسخ تمام این سوالات را با خودتان چک کنید و اگر شک دارید، بهتر است دنبال یک پاسخ شفاف باشید. به هر حال وقتی تا انتهای این مقاله همراه من آمدهاید، حتماً یک مهندس دلنگران هستید و میخواهید کارتان را در بهترین حالت انجام دهید. در این صورت قطعاً تجربیاتی در زمینه تنظیم رگولاتور بانک خازنی دارید که میتوانید آن را با دیگر مهندسین در میان بگذارید. تجربیات شما میتواند راهنمای جامعه مهندسی باشد. همچنین می توانید برای اطلاع از قیمت انواع رگولاتور فشار و مشاهده مشخصات آنها سایت فروشگاه پیکاتک را بررسی کنید و با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.
سوالات متداول
- اگر بانک خازنی در ساعات کمباری ضریب توان را پیشفاز میکند، اما در ساعات اوج همه چیز عادی است، مشکل در چیست؟
ابتدا مقدار Set Point را از 0.98 به 0.95 کاهش دهید. اگر مشکل حل شد، احتمالاً خازن یکی از پلهها جوش خورده و دائماً در مدار باقی میماند. زمانیکه تابلو خاموش است، با بیزر مولتی متر کنتاکت قدرت همه کنتاکتورهای تابلو را چک کنید.
- اگر جریان یک پله بسیار بیشتر از جریان نامی شده است، آیا شرایط خطرناک است؟ و یا میتوان تا زمان کمباری کارخانه برای تعمیرات صبر کرد؟
اگر جریان پله خیلی بیشتر مثلاً ۳۰ درصد بالاتر از جریان نامی خازن است، فوراً آن پله را از مدار خارج کنید و خازن را تست بگیرید.
- اگر در شبکه هم بار VFD وجود دارد و هم کوره القایی، رآکتور ۷ درصد کافی است یا باید ۱۴ درصد نصب کنیم؟
باید از دستگاه آنالایزر کیفیت توان استفاده کنید. اگر هارمونیک قالب پنجم است، از رآکتور ۷ درصد استفاده کنید. در غیر این صورت یک رآکتور ۱۴ درصد را سری کنید.
- اگر رگولاتور در حالت Auto قرار دارد و ضریب توان نیز روی 0.98 قفل شده اما قبض برق همچنان جریمه دارد، مشکل از کجاست؟
به احتمال زیاد CT را روی فاز اشتباه نصب کردهاید. همچنین ممکن است ساعت کنتور با ساعت کار کارخانه همخوانی ندارد. یا ممکن است بانک خازنی شما برای بار واقعی کارگاه شما کوچک است و در ساعات اوج بار، کم میآورد.
