تحلیل و مدیریت کیفیت توان
کیفیت توان الکتریکی (کیفیت برق) تبدیل به یک دغدغه عمده هم برای ارائه دهندگان برق و هم مشتریان آنها شده است. برای مشتریان، تاثیر اقتصادی اختلالات برق می تواند از میلیون ها تومان برای تعمیر و یا جایگزینی لوازم خانگی تا میلیاردها تومان در ازای خسارت تولید و پاکسازی باشد. برای خدمات آب و برق، اختلالات سیستم می تواند منجر به نارضایتی مشتری و تلفات درآمد شود. بنابراین، اهمیت کیفیت توان الکتریکی (کیفیت برق) مساله‌ای غیرقابل انکار است. کيفيت برق به ويژگيهای قدرت و يا به طور خاص جريان و ولتاژ ارائه شده به مشتري اشاره دارد. قدرت باید در شکل موج سینوسی خالص در فرکانس Hz ۶۰ ارائه شود که شامل تضعیف نیست و به تجهیزات مشتری اجازه می دهد تا به طور قابل اعتماد کار کند.
آیا کیفیت برق مترادف با قابلیت اطمینان برق است؟ کیفیت مناسب برق نشان دهنده وضعیت مناسب تغییرات کمیتهای ولتاژ، جریان و فرکانس است که خرابی و یا عملکرد نادرست تجهیزات شبکه و مشترکین را به دنبال نخواهد داشت. لذا در صورت تنظیم و رعایت استانداردهای کیفی برق، رضایت مشترک و عدم وقوع قطعی، فراهم می گردد. کیفیت توان بالا، به طور ایده‌آل، توان برقی را ایجاد می‌کند که همیشه در دسترس است، کاملا خالص و بدون نویز است، شکل موج سینوسی دارد و همیشه در طول تلورانس‌های ولتاژ و فرکانس است. با افزایش تقاضای انرژی از فرآیندهای صنعتی مختلف، بسیاری از بارها به طور مرتب باعث اختلال در شبکه می‌شوند و انحراف از شرایط ایده آل در بسیاری از صنایع سنگین رخ می‌دهد که به عنوان توان ضعیف، یا افت کیفیت توان، شناخته می شود.
کیفیت توان، تناسب توان الکتریکی تحویلی به تجهیزات مصرفی مشترک را مشخص می کند. همزمانی فرکانس و فاز ولتاژ، به شبکه ی برق اجازه می دهد تا بدون افت کیفیت قابل توجه، عملکرد مطلوب را داشته باشد. بدون توان الکتریکی مناسب، یک تجهیز الکتریکی ممکن است درست کار نکند یا خرابی نابهنگام داشته باشد و یا کلاً از کار بیفتد. برخی از راه هایی که منجر به کاهش کیفیت توان می شود عبارتند از: تغییرات در اوج یا RMS ولتاژ برای انواع مختلف تجهیزات، افزایش ناگهانی و بسیار کوتاه در ولتاژ، تغییرات در فرکانس، اختلاف در شکل موج – معمولاً به عنوان هارمونیک، امپدانس فرکانس پایین غیر صفر (هرگاه یک بار توان بیشتری مصرف می کند)، امپدانس فرکانس بالای غیر صفر و …
صنعت برق شامل تولید برق، انتقال آن و درنهایت توزیع آن تا مصرف کننده نهایی است. برق از سیم ها عبور می کند تا بار نهایی را تغذیه کند. انتقال توان الکتریکی از تولید تا مصرف به پارامتر های مختلفی مانند: آب و هوا، تولید، تقاضا و … بستگی دارد که فرصت های زیادی برای افت کیفیت توان فراهم می آورد. در واقع کیفیت توان بیشتر متوجه ولتاژ است تا توان یا جریان. کیفیت توان (کیفیت برق) کم، افت توان و نحوه اجتناب از آن چگونه است؟ قدرت و توان در هر شبکه معمولا تا حدودی افت دارد. نتیجه این افت توان می‌تواند منجر به کاهش کارایی تجهیزات، خرابی تجهیزات و تلفات انرژی و … گردد.
با معرفی و استفاده گسترده از تجهیزات الکترونیکی حساس، مصرف کنندگان انرژی، به میزان مصرف و مشکلات توان تجهیزات خود، آگاه تر و دقیق تر شده اند. قبلاً، تجهیزات به اندازه کافی در مقابل نوسانات کوتاه مدت توان، ایمنی داشتند و مشکلات، دارای ساختار نرم افزاری نبود. در حال حاضر، با معرفی دستگاه¬های غیرخطی، ایجاد هارمونیک ها می تواند بر روی تجهیزات مورد نیاز مشتری تأثیر بگذارد. این ابزار، دیگر فقط برای فراهم کردن توان برای روشن کردن چراغ ها و شروع کار موتور نیست. در نتیجه، افزایش روزافزون وسایل و تجهیزات حساس به تغییرات مقدار و شکل موج ولتاژ، و همچنین استفاده رو به افزایش بارهای غیرخطی در مراکز صنعتی، تجاری و مصارف خانگی، مسائل ناشی از تاکید بر بهبود راندمان کلی شبکه¬ها را جدی تر از قبل کرده و ضمناً افزایش آگاهی مشترکین نسبت به کیفیت برق، ضررهای احتمالی اقتصادی ناشی از اختلال در شبکه برق تولیدات صنعتی و کیفیت توان پایین آن، اهمیت توجه به مفهموم کیفیت توان و تجدید ساختار و رعایت قوانین مسائل کیفیت توان در ساختار رقابتی را دو چندان کرده است.
مشکلات شایع در افت کیفیت توان:
- توان راکتیو: زاویه فاز بین جریان و ولتاژ در یک سیستمAC استفاده شده برای توسعه میدان مغناطیسی در موتورها
- هارمونیک: چند برابر بودن فرکانس عرضه، یعنی هارمونیک پنجم، اگر فرکانس منبع ۵۰ هرتز باشد، ۲۵۰ هرتز است. به علت بار الکتریکی توان، مانند درایوهای متغیر سرعت و سیستم های UPS ناشی می‌شود.
- نوسانات (رزونانس): جریان انرژی الکتریکی، به عنوان مثال بین میدان مغناطیسی یک سلف و میدان الکتریکی یک خازن، به صورت دوره ای، تغییر جهت می دهد.
- عدم تعادل شبکه: ولتاژ خط مختلف، ناشی از بارهای تک فاز، بارهای فاز به فاز و بارهای سه بعدی نامتعادل مثل تجهیزات جوشکاری است.
- سوسو زدن: تغییرات تصادفی یا تکراری در ولتاژ، به علت آسیاب های تولید شده، عملیات EAF (کوره‌های قوس الکتریکی)، تجهیزات جوشکاری و … .
نتایج نامطلوب افت و کاهش کیفیت توان:
- کاهش سرعت تولید یا توقف آن و در نتیجه بیکاری پرسنل
- افزایش مصرف انرژی
- هزینه های مصرف انرژی راکتیو
- خرابی یا آسیب دیدن تجهیزات
- کاهش طول عمر تجهیزات
- از دست دادن داده ها
- و …
علاوه بر تأثیرات مستقیم بالا، کیفیت برق ضعیف، اغلب تاثیر منفی نیز بر هزینه های تجاری می گذارد. نظیر:
- دوباره کاری و تکرار کارهای قبلی
- افزایش هزینه های راه اندازی
- به تعویق افتادن درآمد
- کاهش جریان نقدی
- شهرت ضعیف در میان مشتریان
- از دست دادن سهم بازار و …
لذا بهبود کیفیت توان باعث کاهش ریسک، افزایش بهره وری، کاهش هزینه های انجام کسب و کار و بهبود خط مشی شما می‌شود.
خدمات تحلیلی مهندسی توان برق و صنعت کاپاسیته
واحد خدمات مشاوره مهندسی برق و صنعت کاپاسیته، خدمات خود را در پنج دهه گذشته در زمینه مهندسی پایه و دقیق با هزینه های بهینه ارائه کرده است.
ما مطالعات متعددی را بر روی سیستم‌های الکتریکی جدید و موجود انجام داده‌ایم تا مشتریانمان بتوانند سیستم‌های الکتریکی خود را بسازند یا گسترش دهند و به آنها در دستیابی به راندمان، قابلیت اطمینان و ایمنی بهتر در کار کمک کنیم.
واحد خدمات تحلیلی با در نظر گرفتن محیط طراحی فعلی شما، محدودیت های عملیاتی و اهداف طراحی، شروع می شود. سپس، با همکاری نزدیک با شما، مؤثرترین راه‌ها برای غلبه بر موانع موفقیت شما را شناسایی می‌کنیم. برای تجزیه و تحلیل احتمالات مختلف طراحی، ما یک طیف کامل از تجزیه و تحلیل سیستم های توان را انجام می دهیم.
هم چنین شما می توانید برای مشاوره و تصمیم‌گیری در مورد مدیریت کیفیت توان سیستم برق فعال خود، یافتن علت‌های کاهش کیفیت توان و استفاده از تجهیزات دیجیتالی داینامیک با رویکرد فیلترینگ، که عوامل کاهش کیفیت توان تجهیزات الکتریکی را از بین می‌برند؛ با ما تماس بگیرید.
