الدليل الشامل لتركيب بنك المكثفات واختباره وصيانته

تجعل أنظمة توزيع الكهرباء حياتنا أكثر يسرًا إذا عملت بسلاسة، دون أي أعطال، مع الحد الأدنى من الصيانة.

ولكن عند وقوع أي خلل في النظام، قد يتوقف كل شيء، وقد لا نتمكن من الاستمتاع بهذه الراحة حتى يعود النظام إلى عمله الطبيعي.

وينطبق هذا أيضًا على بنوك المكثفات. فإذا أُصيب بنك المكثفات بعطل، فإنه يوقف نظام توزيع الكهرباء. لذلك يجب تركيب بنك المكثفات بشكل صحيح لضمان عمله على المدى الطويل، واختباره قبل التركيب. كما يجب صيانة بنوك المكثفات بشكل منتظم حتى تستمر في العمل لفترة أطول.

فيما يلي دليل شامل حول تركيب المكثفات واختبارها وصيانتها.

ما هو بنك المكثفات؟

من أجل تجميع الطاقة الكهربائية، يُوصَل عدد من المكثفات ذات التقييمات المتماثلة ببعضها البعض على التوازي أو التسلسل لتكوين بنك مكثفات. يُطبَّق هذا البنك الناتج بعد ذلك لتعويض أو تصحيح تأخر معامل القدرة أو إزاحة الطور في إمداد الطاقة المتردد AC. كما يمكن استخدامها في إمداد الطاقة المستمر DC لزيادة الكمية الإجمالية للطاقة المخزنة أو تعزيز قدرة مصدر الطاقة على التعامل مع تيارات التموج.

تُستخدم بنوك المكثفات عادةً من أجل

• تصحيح معامل القدرة
• تعويض القدرة التفاعلية

من خلال إلغاء تدفق تيار كبير، تُحدث المكثفات تأثيرًا عكسيًا لتأثير المحركات الحثية، مما يُخفض فاتورة الكهرباء.

اختبار بنك المكثفات

تؤدي بنوك المكثفات في نظام الطاقة الخاص بك دورًا محوريًا في توفير تصحيح دقيق لمعامل القدرة. اعتمادًا على موقع تصحيح معامل القدرة، يمكن لوحدات التصحيح أن تعمل بطرق مختلفة. تؤثر درجة الحرارة والتوافقيات والرطوبة والوقت على مدى كفاءة بنوك المكثفات في تعويض معامل القدرة. إذا لم تُختبر بنوك المكثفات المركبة مسبقًا أو تُصان في غضون فترة زمنية معينة، فإنها تفقد قدرتها على الأداء الأمثل. يمكن أن يحدث فقدان في معامل القدرة نتيجة تدهور أداء المكثف بمرور الوقت، مما يُخفض معامل القدرة لنظام الطاقة الخاص بك.

أنواع اختبارات بنك المكثفات

يُفحص بنك المكثفات وفق معيار IEEE أو ANSI. يمكن إجراء اختبار بنك المكثفات بثلاث طرق مختلفة.

• اختبارات التصميم أو اختبارات النوع
• اختبارات الإنتاج أو الاختبارات الروتينية
• الاختبارات الميدانية أو اختبارات ما قبل التشغيل

1. اختبارات التصميم أو اختبارات النوع

عندما تُطلق شركة ما تصميمًا جديدًا لمكثف كهربائي، يجب اختباره للتحقق من استيفاء الدفعة الجديدة من المكثفات للمعيار المطلوب. لضمان الامتثال للمعيار، لا تُجرى اختبارات النوع واختبارات التصميم على مكثف واحد، بل على مجموعة من المكثفات المختارة عشوائيًا.

بمجرد اكتمال اختبارات التصميم هذه عند تقديم تصميم جديد، لا يلزم تكرارها لأي دفعات إنتاج إضافية ما لم يتغير التصميم. اختبارات التصميم أو النوع مكلفة عادةً أو تُسبب تلفًا.

اختبارات النوع على بنك المكثفات هي كما يلي:

• اختبار تحمل الصدمة بالجهد العالي.
• اختبار العازل.
• اختبار الاستقرار الحراري.
• اختبار جهد التأثير الراديوي (RIV).
• اختبار تسلل الجهد.
• اختبار التفريغ بالدائرة القصيرة.

2. الاختبار الروتيني

تُعرف اختبارات الإنتاج أيضًا بالاختبارات الروتينية. يجب إجراء هذه الاختبارات لضمان معامل أداء كل وحدة مكثف في دفعة الإنتاج.

• اختبار الجهد الزائد لفترة قصيرة
• اختبار الجهد من الطرف إلى العلبة
• اختبار السعة الكهربائية
• اختبار التسرب لوحدات المكثف
• اختبار مقاومة التفريغ
• اختبار قدرة الفيوز

3. اختبار ما قبل التشغيل أو اختبار التركيب لبنك المكثفات

يجب إجراء بعض الاختبارات المحددة قبل تركيب بنك المكثفات فعليًا في الموقع للتأكد من صحة التوصيلات بين كل وحدة والبنك وامتثالها للمعايير.

اختبار السعة الكهربائية

للتحقق من صحة توصيل البنك، تُقاس السعة الكهربائية للبنك ككل باستخدام جهاز قياس سعة حساس. إذا اختلفت القيمة المقاسة عن القيمة المقدرة، فلا بد أن ثمة مشكلة في توصيل البنك تحتاج إلى إصلاح. بدلًا من استخدام 10% فقط من الجهد المقنن لتحديد سعة الوحدة، يجب استخدام الجهد المقنن الكامل للحصول على سعة البنك. حيث V هو الجهد المطبق على البنك، وI هو التيار المُغذي، وω = 377.7 وهو ثابت الجودة، وهذه هي مكونات صيغة حساب السعة الكهربائية.

اختبار العزل بالجهد العالي

يُتبع معيار NBMA CP-1 عند إجراء هذا الاختبار.

اقرأ أيضًا: دليل شامل حول أنواع بنوك المكثفات المختلفة

تركيب بنك المكثفات

يمكن تركيب بنوك المكثفات على ثلاثة مستويات مختلفة في منظومة التركيب الكهربائي منخفض الجهد:

1. التركيب الشامل
2. التركيب القطاعي أو الجماعي
3. التركيب الفردي أو المنفرد

التركيب الشامل

في هذا التركيب، يُعوِّض مكثف واحد عن جميع الأجهزة في نظام توزيع الكهرباء.

يُقلل هذا الحل من كمية القدرة التفاعلية الإجمالية الواجب توفيرها، ويمكن الحفاظ على معامل القدرة ثابتًا عن طريق التنظيم التلقائي الذي يُقرِّب معامل القدرة من القيمة المطلوبة.

هذا النوع من التركيب مناسب في الحالات التالية:

• إذا كنت لا ترغب في دفع تكاليف الطاقة التفاعلية
• إذا كان لديك نظام كهربائي صغير

لكن من عيوبه:

• لا يمكن تقليل خسائر الكابلات
• غير مناسب للأنظمة الكهربائية الكبيرة

التركيب القطاعي أو الجماعي

يقوم تركيب المكثفات في قطاعات على مبدأ تعويض قطاع الحمل الذي يتلقى إمداده من نفس معدات التوزيع. يُستخدم عادةً منظم معامل القدرة، وهو جهاز مُعالج دقيق، للتحكم في بنوك المكثفات.

في هذه الحالة، تُوصَّل بنوك المكثفات بالقضبان العمومية التي تُغذي عددًا من الأحمال.

هذا النظام مناسب في الحالات التالية:

• إذا كنت لا ترغب في دفع تكاليف الطاقة التفاعلية
• إذا كنت تريد تقليل خسائر الحرارة في نظام توزيع الكهرباء
• إذا كنت تريد توفير المال في فاتورتك

لكن من عيوبه:

• لا يمكن استخدام هذا النظام إلا في الآلات الكهربائية الكبيرة

التركيب الفردي أو المنفرد

يُطبَّق عن طريق توصيل مكثف كهربائي مباشرةً بأطراف الجهاز المراد تعويضه. تُقلل هذه الطريقة العبء على الشبكة الكهربائية من خلال توليد الكهرباء التفاعلية عند طرف الجهاز.

هذا النظام مناسب في الحالات التالية:

• إذا كنت لا ترغب في دفع تكاليف الطاقة التفاعلية
• إذا كنت تريد تقليل خسائر الحرارة
• إذا كنت تريد تقليل الحمل على المحوِّل

لكن من عيوبه:

• عندما لا يكون الموصِّل في حالة تشغيل، لا يُستخدم بنك المكثفات.
• تكلفته مرتفعة.

نصائح صيانة بنك المكثفات

عند فصل المكثف عن الدائرة

افعل ذلك كل شهر.

• افحص المكثفات بصريًا.
• افحص الفيوز الأماني.
• تحكم في درجة الحرارة الخارجية (35 °C عادةً وفق IEC 60831).
• تحكم في جهد الخدمة (خاصةً عند انخفاض الحمل؛ يجب ألا يتجاوز +10%)

افعل ذلك مرتين في السنة.

• حافظ على نظافة أطراف المكثف.
• افحص حالة جهات اتصال العناصر التشغيلية.
• تحقق من عدم وجود عدم توازن في الأطوار يتجاوز 15% ومن أن تيار المكثف لا يقل عن 25% ولا يزيد عن 120% من القيمة الاسمية لكل طور.

افعل ذلك مرة واحدة في السنة.

• تطبيق 2.5 kV لمدة ثانية واحدة بين أطراف المكثف والأرض لاختبار صلابة العازل الكهربائي بينهما.
• يجب التحقق من سعات المكثفات في كل طور.
• يمكنك التحقق مما إذا كان الاستهلاك يدويًا كفحص غير مباشر محتمل.
• تحقق من إحكام ربط جميع التوصيلات الطرفية.

عند توصيل المكثف بالدائرة

• تحقق من عدم الحاجة إلى بذل قوة لتشغيل المفتاح الرئيسي وإيقافه.
• بالضغط على زر الاختبار، يمكنك تحديد ما إذا كانت الحماية الفردية من تسرب الأرض لبنك المكثفات تعمل بشكل صحيح.
• تحقق من عدم تجاوز جهد التحكم المساعد لحدود التفاوت المسموح به.
• إذا كان بنك المكثفات يحتوي على محوِّل تلقائي، فتأكد من أنه في حالة جيدة ولا يُظهر أي علامات للبلى والتلف.
• تأكد من توصيل القواطع الكهربائية وفصلها بشكل صحيح.
• بعد التوصيل، تأكد من أن القاطع لا يهتز أو يُصدر صوت طقطقة.
• تحقق من مقدار القدرة التي تستهلكها المكثفات خلال كل طور.
• ارجع إلى تعليمات المنظِّم المحدد المستخدم في بنك المكثفات. يُشحن بنك المكثفات دائمًا مع هذا الدليل.
• تحقق من أن أجزاء الشاشة تعمل بشكل صحيح.
• تأكد من أن لوحة المفاتيح تعمل بشكل سليم.
• انتقل إلى الإعداد وتحقق من القيم المعدَّلة.
• أجبر توصيل خطوة وفصلها يدويًا.

الخاتمة

الآن، أصبحت لديك المعرفة اللازمة لتركيب بنوك المكثفات وصيانتها واختبارها. لذا، استثمر هذه المعرفة لصالحك. طبِّق هذه الإرشادات للحفاظ على بنك المكثفات. سيُقلل ذلك من فاتورة الكهرباء، وسيعمل نظامك بسلاسة تامة. نتمنى لك يومًا موفقًا.