بخشی از مقاله
چکیده:
افزایش روز افزون وسایل و تجهیزات حساس به تغییرات مقدار و شکل موج ولتاژ، استفاده رو به افزایش بارهای غیر خطی در مراکز صنعتی، تجاری و مصارف خانگی، مسائل ناشی از تاکید بر بهبود راندمان کلی شبکه های توزیع، افزایش آگاهی مشترکین نسبت به مسائل کیفیت برق، مسائل اقتصادی ناشی از اختلال در شبکه های برق تولیدات صنعتی و تجدید ساختار و قوانین رعایت کیفیت توان در ساختار رقابتی از جمله عوامل اهمیت به مسئله کیفیت توان در شبکه های توزیع،خصوصاً شبکه های توزیع برق صنعتی در سالهای اخیر می باشد.
در این مقاله به مساله کیفیت توان و راهکارهای بهبود آن در شبکه توزیع نیروی برق اهواز پرداخته شده است.
-1 مقدمه:
کیفیت مناسب برق نشان دهنده وضعیت مناسب تغییرات کمیت های ولتاژ، جریان و فرکانس می باشد. شبکه های برق جریان متناوب طوری طراحی می شوند که یک ولتاژ سینوسی با فرکانس ثابت و دامنه مشخص را تامین نمایند. هر گونه انحراف قابل توجه در دامنه، فرکانس و یا شکل موج ولتاژ یک پدیده منفی کیفیت توان نامیده می شود. کیفیت توان در حال حاضر به صورت یک عامل مهم در ارتباط میان شرکتهای برق و مشترکین آن در قالب مشترکین اولیه و ثانویه می باشد.
هدف اصلی از توجه به مسئله کیفیت توان ارائه راه حل مناسب برای صنایع و مشترکین شرکت های توزیع برق می باشد. برای حل پدیده های منفی عدم کیفیت توان می بایست در ابتدا کلیه عوامل مرتبط با اغتشاشات کیفیت توان مشخص شوند. در استاندارد کیفیت توان حدود مجاز اعوجاج ولتاژ در محل تغذیه مشترکین مطابق جدول زیر ارائه شده است
جدول شماره-1 - استاندارد کیفیت توان صنعت برق ایران - حدود مجاز اعوجاج ولتاژ در شین های محل تغذیه مشترکین
-2 پدیده های منفی کیفیت توان
-2-1 هارمونیکها
یکی از مهمترین پدیده های منفی کیفیت توان هارمونیکها می باشند. هارمونیکها از ترکیب ولتاژها و جریانهای سینوسی با فرکانس هایی که مضرب صحیحی از فرکانس اصلی ولتاژ با جریان می باشند تشکیل می شوند. علت ایجاد این پدیده منفی بارهای غیر خطی هستند. از اثرات هارمونیکها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
-1 عملکرد نادرست دستگاههای حساس
-2 عملکرد ناصحیح دستگاههای اندازه گیری
-3 ترکیدن خازنها یا سوختن فیوز آن
-4 عملکرد اشتباه حفاظت ها
-5 تداخل با خطوط مخابراتی
-6 تلفات و استهلاک تجهیزات زمانی که در هر قسمت از شبکه اعوجاج ولتاژ از مقدار استاندارد بیشتر شود می بایست شرکتهای توزیع اقدام به اندازه گیری هارمونیکها در نقاط مختلف شبکه نموده تا مشترکینی که بیش از حد مجاز جریان هارمونیکی تولید می نمایند شناسایی شده و این مشترکین با اقدامات کنترلی اعم از نصب فیلتر ملزم به کاهش جریان تولیدی هارمونیکی خود تا حد مجاز شوند
-2-2 فلیکر
یکی دیگر از پدیده های منفی کیفیت توان نامناسب فلیکر می باشد. کاهش ولتاژ در اثر تغییر و افزایش ناگهانی جریان بارهایی که تغییرات زیادی داشته و به توان راکتیو زیادی نیاز دارند را فلیکر یا سو سو زدن می نامند. انواع دستگاه های جوش، دستگاه های حفاری، کمپرسورها، موتورهای الکتریکی را می توان به عنوان منبع تولید فلیکر نام برد. از اثرات سوء فلیکر می توان به کاهش نور و سو سو زدن لامپها و عملکرد نادرست تجهیزات حساس اشاره نمود.
-2-3 میان هارمونیکها
بارهای نامتعادل و خطاها در شبکه نیز می تواند باعث کاهش کیفیت توان شده که تلفات بیشتر در شبکه را نیز موجب می شوند. بارهای قوس و موتورهای القایی نیز سبب تولید میان هارمونیکها می شوند. میان هارمونیکها به ولتاژ یا جریانهایی که مولفه فرکانس آنها مضرب صحیحی از فرکانس مولفه اصلی نباشد اطلاق می شوند.
2-4 نویز
یکی از پدیده های منفی کیفیت توان نامناسب نویز می باشد. نویز سیگنالهای ناخواسته ای با مولفه های طیفی وسیع کمتر از2 KHZ می باشد که بر روی ولتاژ و یا جریان سیستم تغذیه سوار می شوداصولاً نویز شامل کلیه اعوجاجات ناخواسته سیگنال قدرت است که آنها را نمی توان در طبقه بندی هارمونیکی جای داد. از علل ایجاد نویز می توان:
-1 منابع تغذیه سوئیچینگ
-2 بارهای قوس
-3 زمین نامناسب در سیستم را نام برد و اثرات آن عملکرد نادرست بعضی از لوازم الکترونیکی و مخابراتی حساس است.
-2-5 پدیدههای گذرا
صاعقه و کلید زنی نیز در شبکه می تواند سبب ایجاد امواج گذرا شود که اثرات نامطلوبی مانند خرابی تجهیزات دستگاههای برقی را به دنبال دارد. یک پدیده گذرای ضربه ای با تغییر ناگهانی در شرایط ماندگار ولتاژ، جریان یا هر دو بوده که فرکانس غیر از فرکانس قدرت دارد.
-2-6 تغییرات بلند مدت ولتاژ
تغییرات در مقدار موثر ولتاژ که برای بیشتر از 1 دقیقه تداوم داشته باشد می توان موجبات کیفیت نامناسب توان را به دنبال داشته باشد تغییرات بلند مدت ولتاژ می تواند به صورت اضافه ولتاژ، کاهش ولتاژ و قطعی بلند مدت رخ دهد. بالا بودن بار، قطعی خطوط، بی باری یا کم باری، وجود بانکهای خازنی، تنظیم نادرست تپ چنجر ترانسفورماتورها می توانند از علل تغییرات بلند مدت ولتاژ باشند که از اثرات آن می توان به موارد زیر اشاره نمود:
-1 کاهش روشنایی لامپها
-2 اضافه بار شدن موتورها
-3 خرابی تجهیزات
-4 عملکرد نادرست تجهیزات
-5 کم شدن عمر تجهیزات
-2-6-1کمبود ولتاژ
کمبود ولتاژ عبارتست از کاهش بین 0.1 تا 0.9 پریونیت در مقدار موثر ولتاژ در فرکانس قدرت و زمان تداوم 0.5 سیکل تا یک دقیقه، کمبود ولتاژ به سه دسته آنی، لحظه ای و موقتی تقسیم می شود. در صورتیکه این افت ولتاژ بیشتر از یک دقیقه طول بکشد این پدیده را افت ولتاژ می گویند. خطاهای روی شبکه، راه اندازی موتورها، قطع بانک های خازنی و وصل بارهای بزرگ از علل افت شدید ولتاژ می باشند که می تواند سبب قطع دستگاه های حساس مشترکین و خطوط تولید حساس شوند
-2-6-2 بیشبود ولتاژ
بیشبود ولتاژ در مقابل کمبود ولتاژ عنوان می شود. بیشبود ولتاژ عبارت از افزایش موقتی در مقدار موثر ولتاژ به اندازه 1.1 تا 1.8 پریونیت در مقدار موثر ولتاژ برای مدت 0.5 سیکل تا 1 دقیقه می باشد، در صورتیکه زمان تداوم آن بیش از یک دقیقه طول بکشد این پدیده را افزایش ولتاژ می نامند. خطاهای تکفاز به زمین، قطع بارهای بزرگ و وصل بانک های خازنی می توانند از علل بیشبود ولتاژ باشند که اثراتی همچون افزایش ولتاژ لحظه ای روی دستگاه ها و خرابی برقگیرهای متال اکسید را در پی داشته باشند.
-3 حدود مجاز پدیده های مختلف کیفیت برق
-3-1 حدود مجاز فلیکر در سطوح مختلف ولتاژ.
شاخص های فلیکر ولتاژ به دو دسته تقسیم می شوند:
شاخص : Pst شاخص کوتاه مدت شدت فلیکر با مدت زمان 10 دقیقه
