
مقدمه
در سطح توزیع و انتقال برق، ولتاژها بسیار بالاتر از ولتاژ مصرفی هستند. برای مدیریت ضریب توان و پایداری ولتاژ در این شبکهها، از خازنهای فشار متوسط (Medium Voltage Capacitor) استفاده میشود. این تجهیزات مهندسی دقیق میخواهند و نقش مهمی در کیفیت توان در پستهای برق و صنایع بزرگ دارند. در ادامه به بررسی اهمیت و ساختار خازن فشار متوسط میپردازیم.
خازنهای فشار متوسط برای ولتاژهایی در رنج ۲.۴ کیلوولت تا ۳۸ کیلوولت طراحی شدهاند. ساختار این خازنها با خازنهای فشار ضعیف متفاوت است. آنها معمولاً از بانکهای خازنی بزرگ تشکیل میشوند که هر کدام شامل چندین واحد خازنی در سری و موازی هستند تا ولتاژ بالا را تحمل کنند. بدنه این خازنها معمولاً از فلز است و با روغن یا گاز عایق میشود. خازنهای فشار متوسط باید استانداردهای سختگیرانهای را برای تحمل اضافه ولتاژ و جریانهای هارمونیک پاس کنند.
یکی از کاربردهای اصلی خازن فشار متوسط، کنترل پروفیل ولتاژ در خطوط انتقال است. وقتی خطوط بلند انتقال برق جریان را عبور میدهند، افت ولتاژ رخ میدهد. با نصب خازنهای فشار متوسط در نقاط استراتژیک، میتوان ولتاژ را تقویت کرد. این خازنها با تزریق جریان خازنی، ولتاژ شبکه را در محدوده مجاز نگه میدارند و از خاموشی تجهیزات حساس جلوگیری میکنند.
تلفات توان در خطوط انتقال فشار متوسط و بالا، مربوط به جریان است. همانطور که میدانید، جریان راکتیو باعث افزایش جریان کلی میشود. استفاده از خازن فشار متوسط باعث کاهش جریان راکتیو میشود و در نتیجه جریان کلی خط کاهش مییابد. کاهش جریان مستقیماً باعث کاهش تلفات حرارتی در خطوط و ترانسفورماتورهای قدرت میشود. برای شرکتهای برق، این موضوع به معنای صرفهجویی میلیونها دلاری در هزینههای سوخت و تلفات است.
نصب خازن فشار متوسط نیاز به دانش فنی بالایی دارد. این خازنها باید در محفظههای فشار قوی (Switchgear) نصب شوند و با رلههای حفاظتی مانند رله دیفرانسیل و رله اضافه ولتاژ تجهیز شوند. چون ولتاژ بالاست، خطرات ایمنی بسیار جدی است. همچنین، خازنهای فشار متوسط حساسیت زیادی به هارمونیکهای شبکه دارند و ممکن است نیاز به رآکتورهای سری (Detuned Reactors) برای جلوگیری از رزونانس داشته باشند.
خازن فشار متوسط ستون فقرات اصلاح ضریب توان در سطح شبکه توزیع است. این تجهیزات با مدیریت هوشمند توان راکتیو، ولتاژ را تثبیت میکنند و تلفات انرژی را به شدت کاهش میدهند. صنایع بزرگ و شرکتهای برق با سرمایهگذاری روی خازنهای فشار متوسط، شبکهای پایدارتر و کارآمدتر ایجاد میکنند.