حصول التحميل الزائد (Overload) على المكثف التوازني (Shunt Capacitor) قد يحدث لعدة أسباب، ومنها:
1. زيادة في الجهد الكهربائي (Overvoltage):
عند ارتفاع الجهد الكهربائي عن المستويات المصممة للمكثف، يزداد التيار المار فيه، ما يؤدي إلى تحميل زائد على المكثف. هذه الظاهرة قد تتكرر عند انخفاض الأحمال أو زيادة توليد الطاقة المتجددة في الشبكة.
2. توافقيات (Harmonics):
وجود توافقيات (Harmonic Distortion) في الشبكة يزيد من الجهد والتيار التوافقيين المارين بالمكثف. المكثفات تستجيب للتوافقيات بشكل أكبر، مما يزيد من التيارات التوافقية وبالتالي يؤدي إلى التحميل الزائد.
3. ظروف تشغيل خارج التصميم:
عند استخدام المكثفات خارج نطاقها المصمم، مثل تغيير الحمل بشكل متكرر أو وجود أحمال غير متوازنة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحميل زائد.
4. زيادة في القدرة غير الفعالة:
عند زيادة الأحمال التي تحتاج إلى تعويض للقدرة غير الفعالة (الريأكتيفية)، يتم سحب تيار أكبر عبر المكثفات، ما يؤدي إلى تحميل زائد على المكثف.
حلول معالجة التحميل الزائد على المكثف التوازني
لتقليل أو منع التحميل الزائد على المكثف التوازني، يمكن اتباع الخطوات التالية:
1. تركيب مانعات توافقيات (Harmonic Filters):
يساعد تركيب فلاتر للتوافقيات على تقليل التيارات التوافقية التي تمر عبر المكثف، وبالتالي تخفيف الحمل عليه.
2. مراقبة وضبط الجهد الكهربائي:
تركيب أنظمة مراقبة لضبط مستويات الجهد في الشبكة يساعد على تجنب حدوث ارتفاعات جهد غير متوقعة. يمكن استخدام أجهزة تنظيم الجهد أو OLTC لضبط الجهد عند الأحمال المتغيرة.
3. استخدام المكثفات مع ضبط تلقائي (Auto-Switched Capacitors):
تعمل هذه المكثفات على التبديل تلقائيًا حسب مستوى الحاجة للقدرة غير الفعالة، بحيث يتم تجنب التحميل الزائد عند انخفاض الأحمال أو تقلبها.
4. التقسيم إلى عدة وحدات صغيرة:
بدلاً من تركيب مكثف كبير واحد، يمكن تقسيمه إلى عدة وحدات أصغر بحيث يتم تشغيلها تدريجياً وفق الحاجة، مما يقلل من مخاطر التحميل الزائد على الوحدات.
5. توفير حماية إضافية للمكثفات:
يمكن إضافة مرحلات حماية خاصة لحماية المكثفات من التحميل الزائد والجهد العالي، حيث تقوم هذه المرحلات بفصل المكثف في حالة وجود ظروف تشغيل غير آمنة.
6. التأكد من صيانة المكثفات بشكل دوري:
يمكن أن تقل كفاءة المكثفات بسبب العوامل البيئية والتآكل بمرور الوقت، لذا فإن الصيانة الدورية تساعد في التأكد من أن المكثفات تعمل ضمن مواصفاتها وتحافظ على أدائها.
تطبيق هذه الحلول يساعد في تقليل فرص حدوث التحميل الزائد على المكثف التوازني، والحفاظ على كفاءته وأمانه.