AKKN Electronics Saudi Arabiaيُركب بنك المكثفات (capacitor bank) على التوازي مع الأحمال الكهربائية في شبكات الجهد المنخفض، ويضم وحدات مكثفات متدرجة، وقواطع تماس، ومفاعلات مضبوطة في حالات معينة، ومرحل تحكم يراقب عامل القدرة ويدير تعاقب الخطوات. الهدف هو توليد القدرة التفاعلية محلياً داخل الموقع، فتخف الأحمال عن المحولات والكابلات وتنخفض القدرة المسحوبة من الشبكة. غير أن هذه المنظومة في البيئة الخليجية لا تقاس بحسابات الكيلوفار فقط؛ فهي تعمل في خزانات تتجاوز حرارتها 55 درجة مئوية، ومحيط غباري يخنق التهوية، وشبكة تغذي محركات متغيرة السرعة ومضخات تحلية.
الإجهاد الكهربائي والحراري على وحدات البنك
تتعرض وحدات المكثف في بنك التعويض لثلاثة إجهادات متزامنة:
- الجهد الزائد المستمر: رفع الجهد الذي يسببه المكثف عند نقطة الربط يضاف إلى تقلبات شبكة التوزيع المعتادة. لذلك يعتمد التشغيل الدائم على تحمل الوحدة لحد 1.1× جهدها المقنن، مع إمكانية تحمل 1.15× الجهد لفترات محدودة.
- تيار التوافقيات: تنخفض مفاعلة المكثف بازدياد التردد، لذا يمتص البنك جزءاً كبيراً من التوافقيات الخامسة والسابعة الصادرة عن محولات التردد. التيار الكلي الفعال يحسب بالجذر التربيعي لمجموع مربعات التوافقيات؛ وعند تجاوز حدود الوحدة ترتفع حرارة النواة الداخلية قبل أن تظهر أي زيادة ملحوظة على السطح.
- تراجع التبريد بالغبار: يسد الغبار فتحات التهوية ومرشحات الخزانة، فيرتفع متوسط حرارة الوسط المحيط بجميع المكونات. والعنصر الأكثر حساسية هو المكثف نفسه، لأن عمره الحراري يرتبط بحرارة النواة وليس بحرارة السطح.
أسوأ الحالات هي تزامن هذه العوامل الثلاثة: جهد شبكة مرتفع، وتيار توافقي فوق الحد، ودرجة حرارة محيطة خمسينية. عندها يعمل قاطع الضغط الداخلي (overpressure disconnector) حماية أخيرة بعد تعرض الفيلم العازل لانتفاخ لا رجعة فيه.
المواصفات المستنتجة من شروط التشغيل
- الجهد المقنن للوحدة: لشبكة 400 فولت تُختار وحدة 480 فولت، ولشبكة 415 فولت مع مفاعلة مضبوطة تُختار وحدة 525 فولت. الفرق بين جهد الشبكة وجهد الوحدة يعطي هامشاً عملياً للجهد الزائد والتوافقيات.
- العازل: فيلم بولي بروبيلين معدني بإصلاح ذاتي (self-healing)، وهو خيار مناسب للحرارة المرتفعة ويحد من تطور الأعطال الداخلية.
- التصنيف الحراري: الحد الأدنى فئة D وفق IEC 60831-1، أي تشغيل محيطي مستمر حتى 55 درجة مئوية، مع متوسط يومي لا يتجاوز 45 درجة مئوية. في الخزانات المغلقة والمشاريع النفطية يُفضل طلب تصنيف أعلى عند توافره.
- تحمل التيار: ألا يقل التيار المستمر المسموح به عن 1.3× التيار المقنن للوحدة.
- الحماية الداخلية: قاطع ضغط منفصل لكل غلاف، ومقاومة تفريغ ترد الجهد إلى أقل من 75 فولت خلال ثلاث دقائق من الفصل.
- نطاق السعة: يجب أن يبقى التفاوت ضمن −5% إلى +10% عن قيمة اللوحة بعد التركيب والتوصيل.
جدول مرجعي لقبول الوحدات
| المعلمة | المدى العملي في الخليج | ملاحظة القبول |
|---|---|---|
| جهد الوحدة AC | 480 فولت لشبكة 400 فولت؛ 525 فولت لشبكة 415 فولت | تشغيل دائم حتى 1.1× الجهد المقنن |
| السعة (µF) | حسب القدرة الكيلوفارية وتوصيلة النجمة أو دلتا | تفاوت من −5% إلى +10% مقيساً عند 50 هرتز |
| تيار التموج المستمر | لا يقل عن 1.3× التيار المقنن | يتم اعتماده من ورقة البيانات وليس من قياس لحظي |
| درجة الحرارة القصوى | 55 درجة مئوية (فئة D) كحد أدنى | وثيقة من الشركة المصنعة قبل الشراء |
| زاوية الفقد (tan δ) | ≤ 0.002 عند 20 درجة مئوية و50 هرتز | قيمة نموذجية للفيلم البولي بروبلين |
| الحماية والتفريغ | قاطع ضغط داخلي + تفريغ إلى 75 فولت خلال 3 دقائق | فحص بصري واختبار وظيفي بعد التركيب |
ملاحظات عملية للتركيب والتشغيل
- قِس الطيف التوافقي عند نقطة الربط قبل تحديد حجم البنك ونوع المفاعلة. إذا ظهر تيار خامس قوي، استخدم مفاعلة مضبوطة بنسبة 7% من مفاعلة الوحدة، إذ ترفع هذه الن
