روشهای اساسی در تجزیه و تحلیل کیفیت توان کدامند؟ شرح کامل به همراه نظریات پایه و کاربردها

تجزیه و تحلیل کیفیت توان
این راهنما تئوری اساسی و کاربردهای پایش و تحلیل کیفیت توان را پوشش می‌دهد
این راهنما تئوری اساسی و کاربردهای پایش و تحلیل کیفیت توان را پوشش می‌دهد

تجزیه و تحلیل کیفیت توان: نظریه پایه و کاربردها

راه های مختلفی وجود دارد که از طریق آنها توان الکتریکی می تواند کیفیت پایینی داشته باشد. سیم کشی نامناسب، اتصال زمین نادرست و بارهای نامتعادل تنها چند نمونه از شرایطی هستند که می توانند از طریق یک سیستم الکتریکی صدای الکتریکی تولید کنند و کیفیت برق را به خطر بیندازند.

چیزی به نام کیفیت برق کامل در دنیای واقعی وجود ندارد. وقفه در سرویس، خرابی تجهیزات و مصرف بیش از حد برق، همگی از علائم رایج کیفیت پایین برق هستند.

برای به حداقل رساندن خطر تولید از دست رفته و آسیب به تجهیزات الکتریکی، از تجزیه و تحلیل کیفیت توان برای نظارت بر سیستم برای مشکلات، یافتن علت و شروع اقدامات اصلاحی استفاده می شود. پس از جمع‌آوری داده‌های سیستم در میدان، یک مهندس کیفیت توان به دنبال رویدادهای غیرعادی می‌گردد و تجهیزات تهویه مناسب نیرو یا سایر مراحل مورد نیاز برای حل مشکل را تعیین می‌کند.


شرایط ایده آل قدرت چیست؟ چگونه نتایج تجزیه و تحلیل کیفیت توان را بررسی کنیم؟

جهت تجزیه و تحلیل کیفیت توان الکتریکی، مهم است که توان بارهای الکتریکی “تمیز” باشد، به این معنی که شکل موج ولتاژ و جریان نسبتاً در فاز، بدون اعوجاج و متعادل بین یکدیگر هستند. برق با کیفیت پایین می تواند قبوض آب و برق را افزایش دهد و به تجهیزات حیاتی برق آسیب برساند و در نتیجه هزینه های تولید بالاتر و احتمال خرابی بیشتر می شود.

یک سیستم قدرت سه فاز “ایده آل” دارای ویژگی های زیر است:

  • جریان با ولتاژ هر فاز هم فاز است. ضریب توان = ۱٫
  • ولتاژ فاز و جریان دقیقاً ۱۲۰ درجه از هم فاصله دارند و همه با هم برابرند. عدم تعادل
  • امواج سینوسی ولتاژ و جریان به هیچ وجه تحریف یا قطع نمی شوند.
  • امپدانس منبع صفر است، به طوری که رویدادهای بارگذاری بر ولتاژ منبع تأثیر نمی گذارد.
  • فرکانس واقعی برابر با فرکانس اسمی است.
شرایط کیفیت برق سه فاز ایده آل در آنالیز کیفیت توان
شرایط کیفیت برق سه فاز ایده آل در آنالیز کیفیت توان

در یک سیستم ایده آل ۳ فاز، شکل موج ولتاژ و جریان نسبتاً در فاز، بدون اعوجاج و متعادل بین یکدیگر هستند.

هیچ سیستم قدرتی در دنیای واقعی “ایده آل” نیست، اما درک این ویژگی ها می تواند به شناسایی ویژگی های قدرت غیر ایده آل سیستم های واقعی کمک کند. محدوده قابل قبولی از انحراف از “ایده آل” برای هر برنامه وجود دارد که می تواند به عنوان “قدرت قابل قبول” تعریف شود.

در ایالات متحده، محدودیت های قابل قبول برای ولتاژ سرویس و ولتاژ استفاده در ANSI C84.1 تعریف شده است. نظارت بر کیفیت توان برای اطمینان از عملکرد یک سیستم قدرت الکتریکی در محدوده‌های قابل قبول، و ثبت اعوجاج شکل موج و سایر ناهنجاری‌هایی که ممکن است باعث قطع برق یا سایر پدیده‌های سیستم شوند، استفاده می‌شود.


قطع برق و تاثیر آن در تجزیه و تحلیل کیفیت توان

ساده ترین نوع مشکل کیفیت برق زمانی رخ می دهد که برق تحویلی به یک بار الکتریکی قطع شود، به این حالت “قطع برق” می گویند. انواع مختلف قطع برق بر اساس مدت زمان آنها طبقه بندی می شوند.

  • یک وقفه لحظه ای از دست دادن کامل ولتاژ در یک یا چند هادی فاز برای یک دوره زمانی بین ۰٫۵ سیکل تا ۳ ثانیه است.
  • وقفه موقت عبارت است از افت کامل ولتاژ در یک یا چند هادی فاز برای مدت زمانی بین ۳ ثانیه تا ۱ دقیقه.
  • وقفه پایدار عبارت است از از دست دادن کامل ولتاژ در یک یا چند هادی فاز برای بیش از ۱ دقیقه.
تجزیه و تحلیل کیفیت توان
نمونه قطع برق – تجزیه و تحلیل کیفیت توان. قطع برق زمانی رخ می دهد که برق تحویلی به یک بار الکتریکی قطع شود.

وقفه های برق به دلیل بسیاری از منابع مختلف، مانند عملیات سوئیچینگ برق، آسیب فیزیکی به خطوط برق و خطای انسانی، ایجاد می شود. قطع برق لحظه ای بسته به بار متصل می تواند نتایج جدی یا حتی خطرناکی داشته باشد، مانند تجهیزات بیمارستانی یا ریزپردازنده.


افت ولتاژ، اضافه ولتاژ، افت، تورم در نتیجه تجزیه و تحلیل کیفیت توان

دومین نوع ساده زمانی اتفاق می‌افتد که ولتاژ بار به کمتر از حداقل ولتاژ نامی می‌رسد یا برای مدتی از حداکثر ولتاژ نامی بالا می‌رود. بسته به اینکه این شرایط چقدر طول بکشد، ممکن است تحت عنوان ولتاژ یا اضافه ولتاژ و افتادگی یا متورم شدن نامیده شوند.

  • کمبود ولتاژ (ndervoltage) زمانی رخ می دهد که ولتاژ rms به زیر ۹۰ درصد ولتاژ اسمی rms کاهش یابد و بیش از یک دقیقه در آن سطح باقی بماند. اصطلاح «بخار» اغلب به افت عمدی یا غیرعمدی ولتاژ در یک سیستم منبع تغذیه اشاره دارد.
  • اضافه ولتاژ (overvoltage) رویدادی است که در آن ولتاژ rms از ۱۱۰ درصد ولتاژ اسمی rms بالاتر می رود و بیش از یک دقیقه در آنجا باقی می ماند.
کمبود ولتاژ و اضافه ولتاژ زمانی رخ می دهد که ولتاژ بار به کمتر از حداقل ولتاژ نامی کاهش یابد یا بیش از یک دقیقه از حداکثر ولتاژ نامی بالا برود.
کمبود ولتاژ و اضافه ولتاژ زمانی رخ می دهد که ولتاژ بار به کمتر از حداقل ولتاژ نامی کاهش یابد یا بیش از یک دقیقه از حداکثر ولتاژ نامی بالا برود.
  • افت (Sags) زمانی رخ می دهد که ولتاژ rms بین ۱۰ تا ۹۰ درصد برای مدت نیم چرخه تا یک دقیقه کاهش یابد. در یک سیستم قدرت ۶۰ هرتز، یک موج سینوسی کامل تقریباً ۱۶ میلی ثانیه طول می کشد، یک نیم سیکل تقریباً ۸ میلی ثانیه است.
  • تورم (Swells) به عنوان افزایش ولتاژ rms به بیش از ۱۱۰٪ برای مدت نیم چرخه تا یک دقیقه تعریف می شود.
هنگامی که ولتاژ برای مدت کوتاهی از ولتاژ اسمی کمتر یا از ولتاژ نامی فراتر می‌رود، در سیستم قدرت، افت و جوش‌ها رخ می‌دهد.
هنگامی که ولتاژ برای مدت کوتاهی از ولتاژ اسمی کمتر یا از ولتاژ نامی فراتر می‌رود، در سیستم قدرت، افت و جوش‌ها رخ می‌دهد.

کاهش ولتاژ و کاهش ولتاژ معمولا زمانی اتفاق می افتد که جریان rms به بار به میزان قابل توجهی افزایش یابد. بسته به مدت زمان افتادگی و تورم، ۳ دسته وجود دارد:

  • ۰٫۵ چرخه تا ۳۰ چرخه: آنی
  • ۳۰ سیکل تا ۳ ثانیه: لحظه ای
  • ۳ ثانیه تا ۱ دقیقه: موقت
  • ۱ دقیقه +: ولتاژ پایین یا اضافه ولتاژ پایدار

سوسو زدن (فلیکر)، گذرا و نویز (Flicker, Transients and Noise) در تجزیه و تحلیل کیفیت توان

کاهش مکرر ولتاژ در مدارهای روشنایی را می توان با چشم انسان تشخیص داد، پدیده ای که به ” سوسو زدن ” معروف است. اصطلاح سوسو زدن به یک مشکل بسیار خاص مربوط به درک انسان از نور تولید شده توسط لامپ های رشته ای اشاره دارد، نه لزوماً نوسانات ولتاژ عمومی.

برخی از منابع متداول فلیکر عبارتند از: جوشکاری قوس الکتریکی، دیگ های الکتریکی، موتورهای صنعتی، لیزرها، دستگاه های فتوکپی، آسیاب های اره و دستگاه های اشعه ایکس.

مثال‌های سوسو زدن، گذرا و نویز.
مثال‌های سوسو زدن، گذرا و نویز.

گذرا زمانی اتفاق می‌افتد که سنبله‌ها روی یک موج سینوسی ولتاژ یا جریان قرار می‌گیرند که دامنه آن از چند ولت تا چند هزار ولت متغیر است. روشنایی و سوئیچینگ ابزار معمولاً باعث گذراهای تکانشی انرژی بالا با مدت زمان کوتاه می شوند، در حالی که دستگاه های الکترونیکی، VFD ها و بارهای القایی سوئیچینگ معمولاً به طور مداوم باعث گذر انرژی کم می شوند.

  • گذراهای تکانشی از ۵۰ نانوثانیه تا بیش از ۱ میلی ثانیه دوام دارند
  • گذراهای نوسانی بین ۰٫۳ میلی ثانیه تا ۵ میکروثانیه دوام دارند.

نویز به نوسانات ناخواسته و فرکانس بالا اشاره دارد که بر روی یک ولتاژ متناوب یا موج سینوسی جریان قرار می گیرند. این پدیده معمولاً با اتصال زمین نامناسب تشدید می شود و می تواند دستگاه های الکترونیکی مانند رایانه ها و کنترل کننده های قابل برنامه ریزی را مختل کند.


ضریب قدرت، عدم تعادل و هارمونیک در تجزیه و تحلیل کیفیت توان

بارهای الکتریکی اغلب از مقاومت خالص تشکیل نمی شوند، ترکیب مقاومت و راکتانس در یک سیستم AC امپدانس نامیده می شود. راکتانس به دو شکل است: القایی و خازنی، که هر دو به کار “مفید” در سیستم قدرت کمک نمی کنند.

ضریب توان راهی برای مشخص کردن میزان مصرف انرژی الکتریکی برای تولید کار مفید مانند نور، گرمایش یا ماشین آلات است. ضریب توان پایین به این معنی است که مقدار زیادی از انرژی در سیستم به شکل گرمای هدر رفته از دست می رود، که به طور کلی برابر با هزینه های بیشتر انرژی و تخریب تجهیزات است.

سه نوع توان - واقعی، راکتیو و ظاهری - به شکل مثلثاتی به یکدیگر مربوط می شوند
سه نوع توان – واقعی، راکتیو و ظاهری – به شکل مثلثاتی به یکدیگر مربوط می شوند

موتورها، سلونوئیدها و پمپ ها معمولاً دارای امپدانس هایی هستند که ترکیبی از مقاومت و راکتانس القایی هستند که با بار مکانیکی روی دستگاه تغییر می کند. خازن ها امپدانس هایی دارند که ترکیبی از یک مقاومت معمولی کوچک و جزء راکتانس خازنی بزرگتر هستند.

هنگامی که راکتانس در یک سیستم AC وجود دارد، امواج سینوسی ولتاژ و جریان از یکدیگر خارج می شوند. جریان هدایت ولتاژ با راکتانس القایی و جریان منجر به ولتاژ با راکتانس خازنی، این دو یکدیگر را خنثی می کنند.

هنگامی که راکتانس در یک سیستم AC وجود دارد، امواج سینوسی ولتاژ و جریان از یکدیگر خارج می شوند.
هنگامی که راکتانس در یک سیستم AC وجود دارد، امواج سینوسی ولتاژ و جریان از یکدیگر خارج می شوند.

ضریب توان پایین معمولاً در تأسیسات صنعتی که دارای تعداد زیادی موتور یا سایر بارهای القایی هستند رخ می دهد. شرکت های خدماتی معمولاً برای ضریب توان پایین، از مشتریان بزرگ صنعتی و تجاری نرخ بالاتری دریافت می کنند.

عدم تعادل در سیستم های قدرت سه فاز زمانی رخ می دهد که بارهای تک فاز (روشنایی، تجهیزات اداری و غیره) جریان یکسانی را روی هر فاز نمی کشند و در نتیجه تنش بیشتری بر هادی خنثی وارد می شود. شرایط ایده آل زمانی رخ می دهد که بارها متعادل باشند، به این معنی که فازهای ولتاژ و جریان دقیقاً ۱۲۰ درجه از یکدیگر فاصله دارند، اگرچه جریان ها ممکن است با ولتاژها هم فاز نباشند.

عدم تعادل در سیستم های قدرت سه فاز زمانی رخ می دهد که بارهای تک فاز جریان یکسانی را روی هر فاز نمی کشند.
عدم تعادل در سیستم های قدرت سه فاز زمانی رخ می دهد که بارهای تک فاز جریان یکسانی را روی هر فاز نمی کشند.

یک سیستم متوازن سه فاز ۴ سیم وای دارای جریان صفر در سیم خنثی خواهد بود. مقدار جریان روی سیم خنثی در یک سیستم نامتعادل با افزایش عدم تعادل افزایش می یابد، این می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد و خطر آتش سوزی شود.

موتورهایی که توسط ولتاژهای نامتعادل به حرکت در می‌آیند باعث می‌شود که گشتاور موتور کوچکی در جهت مخالف چرخش موتور کار کند، پدیده‌ای که به عنوان ضد گشتاور شناخته می‌شود. هنگامی که این شرایط رخ می دهد، بخشی از انرژی تحویل شده به موتور بر علیه خودش عمل می کند.

هارمونیک ها شکلی از اعوجاج شکل موج هستند که در مدارهای حاوی الکترونیک مبتنی بر نیمه هادی مانند روشنایی LED، منابع تغذیه سوئیچینگ، بالاست های الکترونیکی، کامپیوترها، روباتیک، تجهیزات تست و غیره رخ می دهد. سیستمی که منجر به از دست رفتن انرژی بیشتر در قالب گرمای هدر می شود.
گرمای اضافی تولید شده توسط هارمونیک ها می تواند اثرات مضری بر روی یک سیستم قدرت داشته باشد. ترانسفورماتورها به ویژه در معرض آسیب های ناشی از هارمونیک ها به دلیل “جریان های گردابی” سرگردان هستند که در هسته آهنی به گردش در می آیند و گرمای اضافی تولید می کنند.

هارمونیک ها با بسامدشان در مضرب فرکانس "بنیادی" یا اصلی شناسایی می شوند.
هارمونیک ها با بسامدشان در مضرب فرکانس “بنیادی” یا اصلی شناسایی می شوند.

هارمونیک ها با فرکانس آنها در مضرب فرکانس “بنیادی” یا اصلی (۶۰ هرتز در ایالات متحده) شناسایی می شوند. به عنوان مثال، هارمونیک سوم در یک سیستم ۶۰ هرتز ۱۸۰ هرتز (۶۰×۳ = ۱۸۰) و هارمونیک پنجم ۳۰۰ هرتز (۶۰ x 5 = 300) خواهد بود.

بزرگی هر فرکانس هارمونیک را می توان با استفاده از متر کیفیت توان اندازه گیری کرد و عموماً در قالب یک طیف هارمونیک نمایش داده می شود. اعوجاج هارمونیک کل (THD) و اعوجاج تقاضای کل (TDD) گاهی اوقات با مترهای کیفیت توان برای ساده کردن اعوجاج هارمونیک به عنوان یک اندازه گیری منفرد به جای یک طیف کامل استفاده می شود.


کیفیت برق چگونه اندازه گیری می شود و دستگاه های تجزیه و تحلیل کیفیت توان چه هستند؟

انواع مختلفی از ابزار برای اندازه گیری کیفیت توان و در نتیجه تجزیه و تحلیل کیفیت توان موجود است که هر کدام هدف منحصر به فرد خود را انجام می دهند. آنالایزرهای کیفیت توان رایج‌ترین ابزارهای مورد استفاده برای مشاهده قرائت‌های بلادرنگ و همچنین جمع‌آوری داده‌ها با سرعت بالا برای دانلود در رایانه برای تجزیه و تحلیل کیفیت توان هستند، برخلاف ضبط‌کننده برق یا «داده‌لاگر» (Data Logger) که عمدتاً برای اندازه‌گیری‌های ساده ولتاژ و جریان استفاده می‌شود.

انواع مختلفی از ابزار برای اندازه گیری کیفیت توان موجود است که هر کدام هدف منحصر به فرد خود را انجام می دهند
انواع مختلفی از ابزار برای اندازه گیری کیفیت توان موجود است که هر کدام هدف منحصر به فرد خود را انجام می دهند

اغلب اوقات وقفه های برق غیرقابل پیش بینی و مدت کوتاهی هستند که فقط با استفاده از یک متر کیفیت برق (PQM) نصب شده در طی چند روز، هفته یا ماه قابل ثبت است. هر فاز در سیستم دارای یک پروب ولتاژ و سنسور جریان است که برای نظارت بر بزرگی و قطبیت هر کانال در طول دوره مشخص شده اعمال می شود.

 

محل اتصال PQM صفحه اندازه گیری (measurement plane) نامیده می شود ، هر چیزی که در سمت راست هواپیما قرار دارد بخشی از بار و هر چیزی که در سمت چپ آن قرار دارد منبع در نظر گرفته می شود . صفحه اندازه گیری می تواند هر نقطه ای از سیستم قدرت باشد، نه لزوماً در سرویس ورودی.

مثال اتصال آنالایزر کیفیت برق
مثال اتصال آنالایزر کیفیت برق

چرخه زمانی است که شکل موج از خط صفر به سمت قله مثبت خود، بازگشت به اوج منفی خود و سپس بازگشت به صفر طول می کشد. کنتورهای کیفیت توان می توانند دستگاه هایی با سرعت بسیار بالا باشند که برای ثبت رویدادها تا سطح زیر چرخه طراحی شده اند.

در یک سیستم ایده آل ۶۰ هرتز، یک چرخه ۱۶٫۷ میلی ثانیه یا ۰٫۰۱۶۷ ثانیه طول می کشد. این دوره موج نامیده می شود و با حرف T نشان داده می شود. فرکانس برابر است با معکوس دوره، f = 1/0.0167 = 60 هرتز.

 

نوع متری که باید نصب شود به داده هایی که باید گرفته شود بستگی دارد. به عنوان مثال، یک ارزیابی ساده بار آمپر یا ممیزی قبض آب و برق نیاز به یک متر بسیار پیچیده تر از تلاش برای مشخص کردن علت یک سفر مزاحم یا سایر قطع برق دارد.

مهمترین عاملی که در هنگام انجام تجزیه و تحلیل کیفیت توان باید در نظر گرفته شود ایمنی است. اغلب اوقات کنتورها به صورت زنده با تجهیزات در حال سرویس اعمال می شوند که می تواند یک کار بسیار خطرناک باشد.

این نوع کار فقط باید توسط پرسنل واجد شرایط و با رعایت کلیه اقدامات ایمنی مناسب انجام شود. قطع برق محلی در محل نظارت همیشه ایمن ترین راه برای نصب و حذف کنتور کیفیت برق است.

مهمترین عاملی که در هنگام انجام تحلیل کیفیت توان باید در نظر گرفته شود ایمنی است
مهمترین عاملی که در هنگام انجام تحلیل کیفیت توان باید در نظر گرفته شود ایمنی است

 

گزارش های کیفیت برق از نرم افزارهای تجزیه و تحلیل کیفیت توان

یک متر کیفیت توان می تواند شکل موج ولتاژ و جریان را به عنوان تابعی از زمان رسم کند که به آن اسیلوگرام می گویند. داده ها را می توان از ضبط کننده کیفیت توان استخراج کرد و برای تعیین وضعیت کلی سیستم قدرت با استفاده از نمودارهای زمانی و جداول مختلف تجزیه و تحلیل کرد.

تجزیه و تحلیل واقعی داده‌ها معمولاً توسط یک مهندس برق انجام می‌شود، که گزارشی را ارائه می‌کند که خلاصه‌ای از شرایط مختلف توان، فهرستی از رویدادهای رخ داده در طول تجزیه و تحلیل کیفیت توان، و هرگونه اقدام اصلاحی یا توصیه‌ای را که باید در نظر گرفته شود، ارائه می‌کند.

داده ها را می توان از ضبط کننده کیفیت توان استخراج کرد و برای تعیین وضعیت کلی سیستم قدرت با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری تخصصی تجزیه و تحلیل کرد
داده ها را می توان از ضبط کننده کیفیت توان استخراج کرد و برای تعیین وضعیت کلی سیستم قدرت با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری تخصصی تجزیه و تحلیل کرد

مترهای کیفیت توان جهت تجزیه و تحلیل کیفیت توان، قادر به محاسبه تعداد زیادی اندازه گیری توان در سرعت های بسیار بالا هستند. این اندازه گیری ها ممکن است شامل مقادیر حداقل، متوسط ​​و حداکثر برای پارامترهایی مانند:

  • جریان و ولتاژ RMS
  • رابطه فازی بین شکل موج ها
  • ضریب توان و فرکانس
  • توان اکتیو (کیلووات)، توان راکتیو (کیلو‌آر)، توان ظاهری (کیلو ولت آمپر)
  • انرژی فعال (کیلووات ساعت)، انرژی راکتیو (کیلو ولت ساعت) و انرژی ظاهری (کیلو ولت ساعت)
  • طیف هارمونیک، THD، TDD
مترهای کیفیت توان قادر به محاسبه تعداد زیادی اندازه گیری توان در سرعت های بسیار بالا هستند
مترهای کیفیت توان قادر به محاسبه تعداد زیادی اندازه گیری توان در سرعت های بسیار بالا هستند

تکنیک هایی برای بهبود کیفیت برق پس از تجزیه و تحلیل کیفیت توان

بسته به نتایج تجزیه و تحلیل کیفیت توان، می توان تعدادی توصیه برای بهبود کیفیت یک سیستم قدرت الکتریکی ارائه داد. برخی از راه حل های رایج موجود در گزارش های کیفیت توان به طور خلاصه در زیر توضیح داده شده است.

۱٫ تثبیت کننده های ولتاژ (یا رگولاتورها) ممکن است برای تنظیم دقیق ولتاژ برای محافظت از تجهیزات از اضافه ولتاژ، ولتاژ پایین، افتادگی و تورم استفاده شوند.

۲٫ تجهیزات الکترونیکی باید با سرکوبگرهای ولتاژ یا وسایل حفاظت از نوسانات، مانند SPD ها یا دستگاه های سرکوب کننده ولتاژ گذرا – TVSS، در برابر عوامل گذرا محافظت شوند. برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی حساس ممکن است سرکوبگرها در پانل های ورودی سرویس، پانل های توزیع و/یا بارهای جداگانه نصب شوند.

تجهیزات الکترونیکی باید با سرکوبگرهای ولتاژ در برابر حوادث گذرا محافظت شوند
تجهیزات الکترونیکی باید با سرکوبگرهای ولتاژ در برابر حوادث گذرا محافظت شوند

۳٫ مدارهای اسنابر را می توان در بارهای القایی برای سرکوب گذرا که به طور طبیعی هنگام قطع انرژی بار رخ می دهد، استفاده کرد. مدارهای اسنابر معمولی از مدار مقاومت-خازن (RC)، وریستور اکسید فلزی (MOV) یا دیود استفاده می کنند.

۴٫ مشکلات نویز را می توان با استفاده از فیلترهای خط، ترانسفورماتورهای ایزوله و تهویه کننده های خط برطرف کرد. فیلترهای خط همچنین فیلترهای تداخل الکترومغناطیسی (EMI) یا فیلترهای تداخل فرکانس رادیویی (RFI) نامیده می شوند. آنها باید در پانل های شاخه یا هر بار الکترونیکی حساس مانند رایانه و تجهیزات پزشکی نصب شوند.

۵٫ ضریب توان پایین را می توان با استفاده از بانک های خازن برای خنثی کردن بارهای القایی اصلاح کرد. بانک ها ممکن است در هر بار القایی قرار گیرند یا ممکن است در بالادست برای محافظت از گروهی از موتورها نصب شوند، یا ممکن است یک سیستم جبرانی واحد در مبدا نصب نصب شود. در هر مورد، بانک های خازن، ضریب توان در بالادست بانک را تصحیح می کنند، اما نه در پایین دست.

۶٫ موتورهای سنکرون بدون بار را می توان برای تصحیح مداوم ضریب توان سیستم با تنظیم تحریک میدان موتور سنکرون استفاده کرد. موتور را می توان طوری ساخت که مانند یک خازن متغیر عمل کند، دستگاهی که به آن کندانسور سنکرون گفته می شود.

کندانسور سنکرون 125MVA در پست Templestowe در ملبورن، ویکتوریا، استرالیا
کندانسور سنکرون ۱۲۵MVA در پست Templestowe در ملبورن، ویکتوریا، استرالیا

۷٫ عدم تعادل را می توان با توزیع مجدد بارهای تک فاز بر روی مدارهای مختلف به منظور به حداقل رساندن حداکثر عدم تعادل در یک دوره زمانی مانند یک هفته کامل اصلاح کرد. کنتورهای کیفیت برق برای نظارت بر جریان جریان در هر سه فاز و سیم نول برای چند روز یا چند هفته در یک زمان استفاده می شود.

۸٫ از فیلترهای هارمونیک می توان برای کاهش اعوجاج هارمونیک تا سطوح قابل قبول استفاده کرد. هر مرحله از یک فیلتر هارمونیک از خازن ها، سلف ها و مقاومت هایی تشکیل شده است که برای تضعیف فرکانس هارمونیک خاص طراحی شده اند.


استانداردهای کیفیت برق و روشهای صحیح تجزیه و تحلیل کیفیت توان

تعدادی استاندارد صنعتی موجود است که به پروتکل‌ها و روش های صحیح برای انجام تجزیه و تحلیل کیفیت توان می پردازد. این استانداردها باید برای کمک به درک بهتر علم پشت پایش و تصحیح کیفیت توان مورد بازنگری قرار گیرند:

    • ANSI C84.1 – استاندارد ملی آمریکا برای سیستم‌های قدرت الکتریکی و تجهیزات – رتبه‌بندی ولتاژ (۶۰ هرتز)
    • IEC 61000 – استانداردهای IEC در مورد سازگاری الکترومغناطیسی
    • تمرین و الزامات توصیه شده IEEE ۵۱۹ IEEE برای کنترل هارمونیک در سیستم های قدرت الکتریکی
    • IEEE 1159 – تمرین توصیه شده IEEE برای نظارت بر کیفیت توان الکتریکی
    • IEEE 1250 – راهنمای IEEE برای شناسایی و بهبود کیفیت ولتاژ در سیستم های قدرت
    • IEEE 1668 – تمرین توصیه شده برای استفاده آزمایشی IEEE برای آزمایش کاهش ولتاژ و وقفه کوتاه مدت برای تجهیزات الکتریکی مصرفی نهایی کمتر از ۱۰۰۰ ولت
    • IEEE 1789 – روش های توصیه شده IEEE برای تعدیل جریان در LED های با روشنایی بالا برای کاهش خطرات سلامتی بینندگان

منابع

بیشتر بخوانید:

جزیره ای شدن شبکه توزیع برق و مزایا و معایب جزیره ای شدن الکتریکی | اهمیت کیفیت توان الکتریکی (کیفیت برق) در چیست؟ | کیفیت توان (کیفیت برق) به زبان ساده | ۱۱ علتهای کاهش کیفیت توان انرژی الکتریکی چیست؟ | پارامترهای کیفیت توان کدامند؟ روشهای بهبود کیفیت توان (کیفیت برق) به زبان ساده (کامل)