خازنهای فشار ضعیف

   خازنها عامل جبران کننده توان راکتیو برای بارهای سلفی بوده و به عنوان عامل تصحیح کننده ضریب قدرت، عمل می کنند. توانی را که مشترکان برق، مصرف می کنند متفاوت است، در نتیجه خصوصیات ضریب قدرت آنها نیز متفاوت است. انرژی راکتیو در شبکه ها توسط اندوکتانس خطوط انتقال، ترانسفورماتورها، مدارهای الکترومغناطیسی موتورها و سایر مصرف کنندها از قبیل لامپهای فلوئورسنت، یکسوسازها و سیستمهای الکترونیک، مصرف می شود که این موضوع، موجب کاهش ضریب قدرت(Power factor)شده و در نتیجه باعث کاهش انتقال انرژی اکتیو میشود. با تولید قدرت کاپاسیتیو توسط خازنها، اثر مولفه های راکتیو کاهش و ضریب قدرت افزایش می یابد که نتیجه آن برای مصرف کنندگان برق، صرفه جویی اقتصادی و برای شرکتهای برق، ایجاد شرایط فنی مطلوبتر برای انتقال انرژی خواهد بود.

نحوه عملکرد خازن :

   استفاده از خازنها به عنوان تولیدکننده بار راکتیو به منظور تنظیم و کنترل ولتاژ و جلوگیری از نواسانات قدرت در شبکه ها و تصحیح ضریب قدرت در مصرف کننده ها به علت ارزانی و سادگی سیستم آن، بسیار متداول است. در یک مصرف کننده الکتریکی غیراهمی بین ولتاژ و جریان، اختلاف فازی وجود دارد. جریانی که مصرف کننده از شبکه می کشد دو جزو اکتیو Ip و راکتیو Iq دارد. حال اگر خازنی را به دو سر بار، متصل کنیم جریانی از شبکه می کشد که در خلاف جهت جریان راکتیو بار است. لذا جریان راکتیوی که از شبکه کشیده میشود کاهش می یابد . در این شرایط زاویه جدید بین جریان و ولتاژ تقلیل مییابد. به عبارت دیگر در شرایط جدید، ضریب توان  cos ?بزرگتر شده است. هر اندازه زاویه (?) کوچکتر باشد متناسب با آن، قدرت اکتیو بیشتر و قدرت راکتیو کمتر خواهد شد.

مزایای استفاده از خازن :

   خازنهای مورد استفاده در شبکه های برق دارای اثرات مختلفی هستند که از جمله میتوان به این موارد اشاره کرد:

ـ کاهش مولفه پس فاز جریان مدار

ـ تنظیم ولتاژ و ثابت نگهداشتن آن به منظور جلوگیری از وارد آمدن خسارت به دستگاهها

ـ کاهش تلفات سیستم (RxI2) به دلیل کاهش جریان

ـ کاهش توان راکتیو در سیستم به دلیل کاهش جریان

ـ بهبود ضریب توان شبکه

ـ به تعویق انداختن و یا به طور کلی حذف کردن هزینههای لازم برای ایجاد تغییرات در سیستم

ـ افزایش درآمد ناشی از افزایش ولتاژ و جبران بار راکتیو

ساختمان و حفاظت خازن :

   قسمت اکتیو خازن شامل دو ورقه نازک آلومینیوم جدا شده توسط لایه های کاغذ اشباع شده از روغن عایق و مایع های مصنوعی سنتتیک (Synthetic) مانند بنزیل است. گاه به جای کاغذ از موادی چون پلیپرپیلن (Poly Propylene) نیز استفاده می کنند. این ورقه ها چند دور لوله شده و یک واحد خازن را تشکیل می دهند، یا تعدادی از این لایه ها روی یکدیگر قرار داده شده و آنها را مجموعاً در داخل یک مخزن مملو از مایع عایق، جاسازی کرده و دو انتهای خازن از طریق مقره به محیط خارج هدایت می شود. برای حفاظت حرارتی بانکهای خازنی از بیمتال و رله های حرارتی که به بوبین کنتاکتور خازنها فرمان قطع می دهند استفاده می شود. تنظیم این رله ها در حد 43/1 برابر جریان نامی خازن است.
همچنین استفاده از فیوزهای HRC (High Rupture current) برای محافظت در مقابل اضافه جریان به عنوان مکمل حفاظت حرارتی متداول است. به منظور کاهش ولتاژ دو سرخازن پس از خارج شدن آنها از مدار از مقاومتهایی که به ترمینالهای خازن، بسته شده است استفاده می کنند. توان این مقاومتها متناسب با توان خازنها بین 30 تا 50 کیلو اهم است که میزان ولتاژ را در مدت سه دقیقه پس از قطع خازنها به میزان کم خطر (پایینتر از 75 ولت) کاهش میدهند. در حالتهای خاصی که خازن مستقیماً به سیم پیچهای الکتروموتور وصل می شود نیازی به مقاومت تخلیه نبوده و باید تا توقف کامل موتور از تماس با قسمتهای برقدار خازن، اجتناب شود