
مقدمه
خازنها قربانیان اصلی هارمونیکها در سیستمهای برق هستند. بسیاری از مدیران تاسیسات از خرابی مکرر خازنها در بانک خازنی گلایه دارند. در حالی که کیفیت خازن خوب است، اما حضور هارمونیک در شبکه آن را نابود میکند. فیلتر هارمونیکی نقش یک محافظ قدرتمند را برای خازنها بازی میکند و عمر مفید آنها را به شدت افزایش میدهد. در ادامه مکانیزم این حفاظت را بررسی میکنیم.
همانطور که گفتیم، امپدانس خازن در فرکانسهای بالا کاهش مییابد. وقتی هارمونیکها در شبکه حضور دارند، خازن سعی میکند جریانهای فرکانس بالا را جذب کند. این جریانهای اضافی باعث گرم شدن دیالکتریک خازن میشوند. گرما دشمن شماره یک خازن است و باعث تخریب فیلمهای عایق داخل آن میشود. همچنین، اوج ولتاژ ناشی از هارمونیکها میتواند باعث سوراخ شدن عایق (Breakdown) و کوتاه شدن خازن شود.
فیلتر هارمونیکی با ایجاد یک مسیر کممقاومت (شورت مدت فرکانسی) برای هارمونیکها، آنها را از خازن دور میکند. وقتی فیلتر به درستی تنظیم میشود، تقریبا تمام جریان هارمونیکی از طریق فیلتر عبور میکند و جریانی که از خازن میگذرد بسیار پاکتر است. در نتیجه، ولتاژ و جریان عبوری از خازن در محدوده نامی و سینوسی باقی میماند. این موضوع دمای خازن را کاهش میدهد و از استرس حرارتی جلوگیری میکند.
یکی از بزرگترین خطرات برای خازن، پدیده رزونانس است. رزونانس زمانی رخ میدهد که امپدانس خازنی بانک و امپدانس القایی شبکه در یک فرکانس هارمونیکی برابر شوند. در این حالت، ولتاژ و جریان به بینهایت میل میکنند و خازن در چند ثانیه منفجر میشود. فیلتر هارمونیکی (که دارای رآکتور است) با تغییر امپدانس کلی بانک، فرکانس رزونانس را به جایی منتقل میکند که در آن هیچ هارمونیکی وجود ندارد. این عمل خطر رزونانس را کاملا حذف میکند.
نصب فیلتر هارمونیکی هزینه اولیه دارد، اما با افزایش عمر خازنها و جلوگیری از تعویضهای مکرر، در بلندمدت صرفهجویی میکند. همچنین، خازنهایی که در محیط بدون هارمونیک کار میکنند، عملکرد پایدارتری دارند و ضریب توان را دقیقتر اصلاح میکنند. این موضوع مستقیماً باعث کاهش هزینههای برق میشود.
فیلتر هارمونیکی سرمایهگذاری ضروری برای حفاظت از خازنها در محیطهای صنعتی آلوده به هارمونیک است. با جذب هارمونیکها و جلوگیری از رزونانس، فیلتر اجازه میدهد که خازنها در شرایط ایدهآل کار کنند و عمر مفید خود را تکمیل کنند. اگر خازنهای شما مرتب خراب میشوند، قبل از تعویض دوباره، فیلتر هارمونیکی را بررسی کنید.