خازن سه فاز فشار ضعیف فراکو آلمان FRAKO
فراکو آلمان FRAKO یکی از محصولات شرکت فراکو است.شرکت فراکو، یک شرکت بین المللی در تینگن ، آلمان که از سال 1928 میلادی فعالیت خود را آغاز نموده است و اکنون از بزرگترین و با کیفیت ترین تولید کنندگان خازن و ادوات اصلاح ضریب قدرت در سراسر دنیا می باشد و هرساله با جدیدترین تکنولوژی ها سهم قابل توجهی از این بازار را در اختیار دارد.
ساختار خازن سه فاز فراکو آلمان
خازن سه فاز فراکو آلمان ، با فناوری ترکیبات گرانول خشک معدنی و بدنه و الکترود آلومینیومی ساخته می شوند و تحمل ولتاژی , دمایی و اضافه جریان آن چندین برابر استاندارد های بین المللی بوده و با توجه به مکانیزم هایی نظیر خود ترمیمی و قطع کننده تحت فشار ،در کنار وظیفه اصلی خود که جبرانسازی توان راکتیو می باشد ایمنی بسیار زیادی را به بانکهای خازنی و واحدهای صنعتی بخشیده است
دانلود کاتالوگ جامع خازن فراکو آلمان (FRAKO)
خازن سه فاز فراکو آلمان در ایران در گذشته تحت مدل D52 ( عبارتی که در آخر اسم مدل درج می شد) روانه بازار شده بود که امروزه در قالب سه مدل DB , DP , DL عرضه شده اند که بسیار این نکته مهم است که سطح کیفیت و استاندارد این خازنها با همدیگر کاملا متفاوت است
خازن های دارای عبارت DB در انتهای نام مدل صرفا جهت بارهای سبک و صنایع کوچک و مجتمع های مسکونی پیشنهاد میشوند فلذا از لحاظ قیمتی نباید خازن LKT30-440 DB را با خازن LKT 30-440 DP مقایسه کرد
خازنهای دارای عبارت DP با توجه به مشخصه های فراتر از استاندارد ،قابل استفاده در صنایع سنگین نظیر نفت و گاز و پتروشیمی میباشد.
خازنهای دارای DL به همین ترتیب دارای قابلیت های بالاتر هستند ، برای نمونه خازن LKT 11.7-400 DL تا سطح 480 ولت هم توانایی تحمل ولتاژ اعمالی را دارد و به همان نسبت کیلووار های بالاتر را هم ارائه میدهد.
نکته دیگر حائز اهمیت : هیچ گاه قیمت خازن ها با کیلووارهای برابر اما سطح ولتاژ های مختلف را باهم مقایسه نکنید ، برای نمونه دو مدل LKT 30-440 DP و LKT 25-400 DP هردو از نوع DP و دارای خروجی 25 کیلووار در سطح ولتاژ 400 ولت هستند اما مدل LKT 30-440 DP به مراتب در برابر اضافه ولتاژ و اضافه جریانهای هارمونیکی مقاومتر و جریان نامی بالاتری دارد فلذا مقاوم تر بوده و طول عمر بیشتری دارد
نياز است تعريف خازن را بدانيم اينكه خازن چيست و چرا در شبكه نصب مي شود.
قبل از تعريف خازن برخي از مفاهيم مرتبط را بدانيم(البته من بدانم )
توان اکتیو و راکتیو به چه معنا است ؟
توان اكتيو = توان واته = توان مفيد = تواني كه باعث روشنايي در لامپ ميشه = P
توانی که از شبکه کشیده می شود توان اکتیو نام دارد . این توان در مقاومت بیشترین مقدار خود را دارد .
توان راكتيو = توان دواته = توان غير مفيد = تواني كه باعث روشنايي در لامپ نميشه = تواني كه اجبارا با توان اكتيو در خطوط انتقال عبور مي كند = Q
توانی که در یک مدار سلفی خالص بین سلف و شبکه تبادل می شود توان راکتیو است . این توان برای انجام کار سلف ضروری است اما بازگشت آن به شبکه بار آن را زیاد می کند .
منظور از توان راکتیو چیست ؟
در مصرف کننده هایی که بین ولتاپ و جریان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان دارای دو مقدار مثبت و ومنفی است . به این معنی که مصرف کننده گاهی از شبکه توان می کشد و گاهی به آن توان می دهد . این موضوع سبب ایجاد توان راکتیو می شود . ار آنجایی که در این مصرف کننده ها امکان صفر کردن اختلاف فاز ممکن نیست نتیجه این می شود که توان راکتیو را نیم توان از بین برد .
آیا توان راکتیو لازم است ؟
آری زیرا ماهیت کار این وسایل داشتن توان راکتیو است . مثلا در یک الکتروموتور نمی توان بدون توان راکتیو نیروی الکتروموتوری ایجاد نمود .
توان راکتیو برای شبکه مفید است یا مضر ؟
این توان سبب اضافه شدن جریان شبکه و در نتیجه افزایش تلفات توان در مسیر سیم کشی بصورت حرارت می شود .
انواع توان راکتیو کدامند ؟
در الکتریسته دو عنصر خازن و سلف توان راکتیو ایجاد می کنند پس در نتیجه توان راکتیو دارای دو نوع سلف و خازنی است .
آیا می توان مقدار توان راکتیو یک شبکه را کاهش داد بدون اینکه مصرف کننده دوچار اخلال شود ؟
آری برای این منظور کافی است توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده را از راهی غیر از شبکه تامین نمود . به این منظور با توجه به ماهیت سلف و خازن که عکس هم عمل میکنند کافی است برای کاهش توان راکتیو خازنی از توان راکتیو سلفی استفاده کرد و برعکس . از انجائیکه بیشتر مصرف کننده های یک شبکه از نوع سلفی می باشند می توان با استفاده از بانک خازنی به این مهم دست پیدا کرد .
ولت آمپر یا VA به چه معنا است ؟
ولت امپر واحد اندازه گیری توان ظاهری کل مدار است که این توان از حاصل ضرب جریان مصرف کننده در ولتاژ آن بدست می آید . راه دیگر محاسبه توان ظاهری جمع برداری توانهای اکتیو و راکتیو است .
در ادامه ضریب توان مدار,توان راکتیو مدار,توان اکتیو و توان ظاهری مدار و فرمول های محاسباتی آن ها می پردازیم.ضریب توان: ضریب توان مدار برابر مقدار عددی 
می باشد و مقدار ضریب توان با توجه به ساختار مدار های الکتریکی متفاوت می باشد.
توان لحظه ای:توان لحظه ای مدار برابر با حاصلضرب ولتاژ لحظه ای در جریان لحظه ای می باشد.
توان موثر:
توان موثر از رابطه ی زیر محاسبه می شود و همان توان اکتیو مدار یا توان مصرفی مدار می باشد.
توان موثر برحسب وات بیان می شود و مقدار آن همیشه مثبت است.
مثلث توان
توان غیر موثر:
توان غیر موثر کاری انجام نمی دهد و در شبکه بصورت رفت و برگشت وجود دارد.این توان را توان راکتیو یا غیر مصرفی می نامند.
توان راکتیو یا غیر موثر می تواند مثبت یا منفی باشد.در صورت پسفاز بودن بار (بار سلفی) توان راکتیو مثبت و در صورت پیشفاز بودن بار (بار خازنی) توان راکتیو منفی خواهد بود.
واحد توان راکتیو مدار ولت آمپر راکتیو یا وار (VAR) می باشد.
توان ظاهری:
توان ظاهری مدار بر حسب ولت آمپر V.A بیان می شود و از رابطه ی زیر محاسبه می شود.
برای طراحی یک بانک خازنی مراحل زیر را طی می کنیم:
1- میانگین مقدار توان راکتیو مصرفی را برای 3 یا 4 ماه گذشته در شبکه برقی که قصد طراحی بانک خازنی برای آن داریم را مشخص می کنیم ، مقدار این توان راکتیو در قبض برق در قسمت شرح مصارف بر حسب KVARh درج شده است. 
2- میانگین مقدار توان واقعی مصرفی را برای 3 یا 4 ماه گذشته مشخص می کنیم ، مقدار این توان در قبض برق در قسمت شرح مصارف بر حسب KWh درج شده است. 
3- مقدار تانژانت زاویه مصرف را به دست میاوریم. 
4- مقدار زاویه مصرف را به دست میاوریم 
5- مقدار ضریب قدرت کنونی را به دست میاوریم.
6- مقدار ضریب قدرت مطلوب را مشخص می کنیم.
7- مقدار زاویه مصرف مطلوب را به دست میاوریم.
8- مقدار تانژانت زاویه مصرف مطلوب را به دست میاوریم.
9- مقدار توان راکتیو خازن مورد نیاز را به دست میاوریم.
نکته : معمولاً جبران سازی برای ضریب قدرت بین 0.85 تا 0.95 انجام می شود. از جبران سازی ضریب قدرت بیش از 0.95 باید اجتناب نمایید. زیرا در این شرایط علاوه بر نیاز به میزان قابل ملاحظه ای از خازن برای تامین قدرت راکتیو، هادیها به دلیل عبور جریان زیاد راکتیو تحت تنش قرار گرفته و نیز ممکن است در شبکه مصرف کننده افزایش ولتاژ نامطلوبی ایجاد شود.
مثال : در یک کارگاه ، متوسط مصرف توان واقعی (در یک دوره 4 ماهه) برابر 560 کیلو وات ساعت و متوسط مصرف توان راکتیو در همان دوره برابر 800 کیلو ولت آمپر راکتیو است. مقدار توان راکتیو مورد نیاز برای اینکه ضریب توان برق مصرفی برابر 0.90 باشد به صورت زیر به دست میاید:
تست خازن های بانک خازنی :
فرمول 1 (توان راکتیو واقعی خازن) :
اگر ولتاژ و فرکانس تغذیه خازن ها تغییر کنند مقدار توان راکتیو (KVAR) خازن ها نیز تغییر می کند. در مثال زیر نشان داده شده است که چگونه مقدار KVAR با توجه به مقدار ولتاژ و فرکانس واقعی محاسبه می شود.
مثال 1- مشخصات روی پلاک خازن مطابق زیر است:
15KVAR , 3 phases , 440v , 50Hz
طبق اندازه گیری های انجام شده مقادیر واقعی به شرح زیر است:
ولتاژ اندازه گیری شده برابر 425v
فرکانس اندازه گیری شده برابر 48.5Hz
مقدار توان راکتیو از طریق فرمول زیر به دست میاید:
fM : مقدار فرکانس اندازه گیری شده
fR : مقدار فرکانس درج شده روی پلاک
vM : مقدار ولتاژ اندازه گیری شده
vR : مقدار ولتاژ درج شده روی پلاک
KVAR : مقدار توان راکتیو درج شده روی پلاک
مقدار توان راکتیو واقعی خازن برابر است با:
مثال 2 - مشخصات روی پلاک خازن مطابق زیر است:
15kVAr, 3 phases, 415v, 50Hz
طبق اندازه گیری های انجام شده مقادیر واقعی به شرح زیر است:
ولتاژ اندازه گیری شده برابر 425v
فرکانس اندازه گیری شده برابر 48.5Hz
مقدار توان راکتیو واقعی خازن برابر است با:
فرمول 2 (جریان نامی خازن) :
محاسبه مقدار جریان نامی در شرایط ولتاژ و فرکانس تغذیه نامی :
مثال 1 : مشخصات روی پلاک خازن مطابق زیر است:
15KVAR , 3 phases , 440v , 50Hz
مقدار جریان نامی برابر است با :
مثال 2 : مشخصات روی پلاک خازن مطابق زیر است:
15KVAR , 3 phases , 415v , 50Hz
مقدار جریان نامی برابر است با :
فرمول 2-1 (جریان واقعی خازن) :
اگر ولتاژ و فرکانس تغذیه خازن تغییر کند مقدار جریان خازن نیز تغییر می کند و به شکل زیر محاسبه می شود:
مثال : مشخصات روی پلاک خازن مطابق زیر است:
15KVAR , 3 phases , 440v , 50Hz
بنابراین جریان طبق پلاک باید برابر 19.68A باشد. اما در شرایط واقعی جریان برابر است با:
فرمول 3 (مقدار ظرفیت خازن) :
مقدار ظرفیت خازن برای تغذیه سه فاز و اتصال مثلث از طریق فرمول زیر به دست میاید:
توجه کنید که مقدار به دست آمده از بین دو ترمینال تغذیه خازن است در شرایطی که ترمینال سوم از تغذیه جدا می باشد.
مثال 1 : مشخصات روی پلاک خازن مطابق زیر است:
15KVAR , 3 phases , 415v , 50Hz
مقدار ظرفیت خازن عبارت است از:
مثال 2 : مشخصات روی پلاک خازن مطابق زیر است:
15KVAR , 3 phases , 440v , 50Hz
فرمول 4 (مقدار توان راکتیو خازن بر حسب ظرفیت) :
مقدار توان راکتیو خازن را بر حسب مقدار ظرفیتش از طریق فرمول زیر به دست میاوریم:
مقادیر اندازه گیری شده خازن را در ولتاژ 440V را به شرح زیر در نظر بگیرید:
Ca : ظرفیت خازن اندازه گیری شده بین فازهای V و U برابر با 
Cb : ظرفیت خازن اندازه گیری شده بین فازهای W و U برابر با 
Cc : ظرفیت خازن اندازه گیری شده بین فازهای W و V برابر با 
مقدار توان راکتیو خازن برابر است با :
KVAr = 2 / 3 x (197 + 196 200) x (440 x 440) x 2 x 3.14 x 50 / 1000000000 = 24.04
باید توجه نمایید که مقدار ولتاژ تغذیه خازن در فرمول فوق باید برابر با مقدار درج شده بر روی پلاک باشد.
نکات مهم :
1- اگر در عمل قصد اندازه گیری ظرفیت خازن را دارید حتماً باید قبل از اندازه گیری یک دقیقه صبر کنید تا پتانسیل الکتریکی موجود در تخلیه شود سپس با یک سیم دو ترمینال خازن را یک لحظه اتصال کوتاه کنید تا از تخلیه خازن مطمئن شوید. در صورت عدم تخلیه پتانسیل خازن ممکن است شک الکتریکی خطرناکی به بدن شما وارد شود. البته به منظور کاهش ولتاژ دو سرخازن پس از خارج شدن آنها از مدار از مقاومت هایی که به ترمینال های خازن، بسته شده است استفاده می کنند. توان این مقاومت ها متناسب با توان خازن ها بین ۳۰ تا ۵۰ کیلو اهم است که میزان ولتاژ را در مدت سه دقیقه پس از قطع خازن ها به میزان کم خطر (پایینتر از ۷۵ ولت) کاهش می دهند.
| ادامه مطلب خازن در بخش دوم این صفحه |
2- خازن باید همراه با محدود کننده های جریان حجومی (جریان گذرا هنگام استارت خازن) مناسب مانند کویل یا کنتاکتورهای مخصوص بانک خازنی راه اندازی شود.
3- هنگامی که خازن را خاموش می کنید نباید قبل از گذشت 60 ثانیه مجدداً خازن استارت شود به طوری که قبل از استارت مجدد باید خازن کاملاً تخلیه شود.
4- خازنها باید از انواعی انتخاب شوند که بتوانند دایمی در مدار قرار گیرند پس باید بتوانند ولتاژ شبکه را تحمل کنند در محاسبه خازن از انواعی استفاده می شود که ولتاژ مجاز آنها 15% بیشتر از ولتاژ شبکه باشد .
5- برای حفاظت حرارتی بانک های خازنی از بی متال و رله های حرارتی که به بوبین کنتاکتور خازنها فرمان قطع می دهند استفاده می شود. تنظیم این رله ها در حد ۴۳/۱ برابر جریان نامی خازن است.
رگولاتور تصحیح ضریب قدرت:
از آنجا که هدف از نصب خازن، حذف بار راکتیو متغیر مصرف کننده در هر شرایط است، برای کنترل آن از رگولاتور تصحیح ضریب قدرت استفاده می شود.
رگولاتور، ترتیب به مدار آمدن و یا از مدار خارج شدن خازنها در یک بانک خازنی را تعیین کرده و متناسب با بار راکتیو مورد نیاز، فرمان قطع و وصل به کنتاکتور ها صادر می کند. از جمله نکات قابل توجه در رگولاتور ها تنظیم مربوط به نسبت (C/K) است.
مقدار (C/K) عبارت است از نسبت تبدیل توان اولین پله خازن به نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان (K) متصل به رگولاتور.
لذا پس از مشخص شدن توان راکتیو مورد نیاز باید آن را به نسبت مصارفی که در هر لحظه وارد مدار میشود پله بندی و رگولاتور مناسب با این مجموعه را انتخاب کرد .
نحوه پله بندی خازنها در مشخصات فنی رگولاتور ها ذکر میشود و بطور عمومی به یکی از سه روش زیر و متناسب با رفتار بار راکتیو مصرف کننده انتخاب میشود:
(۱) ۱:۱:۱ …
(2) ۱:۲:۲ …
(۳) ۱:۲:۴:۸ …
از مشخصه های مهم دیگر رگولاتورها مراحل عملکرد آنهاست .
بعنوان نمونه در رگولاتور نوع ۵/۳ تعداد سه عدد خازن در پنج حالت مختلف می توانند در مدار گیرند. بنابراین برای مقدار معینی از توان راکتیو خازنی، انتخاب های متنوعی می تواند صورت گیرد که میزان بار راکتیو که در هر مرحله وارد مدارد می شود و نیز نوع رگولاتور عامل موثر در طراحی بانک های خازنی خواهد بود