در سیستم قدرت ، خازن های برق یک وسیله اصلی هستند و اصل کار آنها برای اطمینان از عملکرد پایدار سیستم قدرت و بهبود بهره وری انرژی بسیار مهم است.
خازن های برق عمدتا از دو صفحه فلزی (معمولاً فویل آلومینیومی یا فویل مس) تشکیل شده و یک محیط عایق بین آنها تشکیل شده است. محیط عایق می تواند هوا ، کاغذ موم ، پلی اتیلن و غیره باشد که برای جداسازی دو صفحه و جلوگیری از مدارهای کوتاه استفاده می شود. هنگام کار ، دو صفحه به دو انتهای منبع تغذیه AC وصل می شوند تا یک میدان الکتریکی تشکیل شود. عمل میدان الکتریکی باعث می شود که بار بین صفحات انباشته شود و در نتیجه اثر خازنی ایجاد کند.
اصل کار خازن های برق مبتنی بر ذخیره انرژی میدان الکتریکی است. هنگامی که خازن به منبع تغذیه AC متصل است ، ولتاژ تأمین شده توسط منبع تغذیه یک میدان الکتریکی بین صفحات را تشکیل می دهد. تحت عمل میدان الکتریکی ، الکترون ها از یک صفحه به صفحه دیگر جریان می یابند. در این فرایند ، الکترون ها انرژی بالقوه ای کسب می کنند و از این طریق ذخیره انرژی الکتریکی را تحقق می بخشند. مقدار انرژی الکتریکی ذخیره شده مربوط به ناحیه صفحه ، فاصله بین صفحات و ثابت دی الکتریک محیط است.
به طور خاص ، هنگامی که نیم چرخه مثبت منبع تغذیه AC بر روی خازن عمل می کند ، صفحه مثبت الکترون ها را جذب می کند و صفحه منفی الکترون ها را آزاد می کند و یک فرآیند شارژ را تشکیل می دهد. در چرخه نیمه منفی ، وضعیت برعکس است و الکترون ها از صفحه منفی به صفحه مثبت جریان می یابند و یک فرآیند تخلیه را تشکیل می دهند. با این حال ، لازم به ذکر است که به دلیل ویژگی های خازن ، در واقع انرژی الکتریکی مصرف نمی کند ، اما برای حفظ جریان در مدار به طور مداوم در حال دوچرخه سواری و تخلیه است.
خازن های برق به طور گسترده در سیستم های قدرت مورد استفاده قرار می گیرند و نقش قابل توجهی در بهبود فاکتور قدرت است. ضریب توان نسبت قدرت مفید به قدرت ظاهری است که منعکس کننده استفاده مؤثر از انرژی الکتریکی است. در سیستم برق ، بسیاری از تجهیزات الکتریکی (مانند موتورها ، ترانسفورماتورها و غیره) در حین کار قدرت واکنشی ایجاد می کنند و در نتیجه باعث کاهش فاکتور قدرت و راندمان سیستم می شوند. خازن های برق می توانند جریان واکنشی را در خط کاهش داده و با ارائه جبران واکنشی ، فاکتور قدرت را بهبود بخشند و در نتیجه کارایی و ثبات سیستم را بهبود بخشند.
از خازن های برق همچنین می توان برای جبران خازن کابل و فیلتر DC ، کاهش تلفات خط و بهبود کیفیت ولتاژ استفاده کرد. خازن های برق همچنین نقش مهمی در ارتباطات حامل ، اندازه گیری ، کنترل و محافظت از سیستم های قدرت دارند. آنها می توانند از انتقال سیگنال پایدار اطمینان حاصل کنند و سطح اتوماسیون و قابلیت اطمینان سیستم را بهبود بخشند.
اگرچه خازن های برق در سیستم های قدرت از مزایای زیادی برخوردار هستند ، اما در هنگام استفاده نیز با برخی از چالش های فنی روبرو هستند. به عنوان مثال ، خازن ها هنگامی که فقط از آن استفاده می شوند ، جریان بزرگ شارژ را ایجاد می کنند ، که ممکن است بر عمر خدمات خازن تأثیر بگذارد. برای حل این مشکل ، برخی از اقدامات را می توان برای محدود کردن اندازه جریان شارژ جریان ، مانند استفاده از یک دستگاه شروع نرم یا مقاومت محدود کننده جریان سری انجام داد.
به عنوان یک وسیله مهم در سیستم برق ، اصل کار خازن های برق مبتنی بر ذخیره انرژی و انتشار میدان الکتریکی است. با ارائه جبران قدرت واکنشی و بهبود فاکتور قدرت ، خازن های قدرت نقش مهمی در بهبود کارایی سیستم ، ثبات و قابلیت اطمینان دارند. در آینده ، با پیشرفت مداوم فناوری و گسترش مداوم برنامه ها ، خازن های قدرت نقش مهمی در سیستم قدرت دارند و به استفاده کارآمد از انرژی و توسعه پایدار کمک می کنند .