پارامترهای کیفیت توان چیست؟ بررسی کیفیت برق، هارمونیک و شاخص‌های آن

کیفیت توان (کیفیت برق) یکی از عوامل مهم در عملکرد مطمئن تجهیزات و فرآیندهای صنعتی است. برق ممکن است بدون قطعی در اختیار مصرف‌کننده باشد، اما اگر ولتاژ، فرکانس یا شکل موج آن از شرایط مورد انتظار فاصله داشته باشد، تجهیزات می‌توانند دچار اختلال، افزایش تلفات، گرم‌شدن بیش از حد، تریپ یا حتی توقف فرآیند شوند.

به همین دلیل، بررسی کیفیت توان (کیفیت برق) فقط به کنترل «قطع یا وصل بودن برق» محدود نمی‌شود. هارمونیک‌ها، افت و بیشبود ولتاژ، فلیکر، عدم تعادل ولتاژ، گذراها، تغییرات سریع ولتاژ و فرکانس از مهم‌ترین پارامترهای کیفیت توان و پدیده‌هایی هستند که در ارزیابی کیفیت برق مورد توجه قرار می‌گیرند.

در این مقاله از تدبیر انرژی سپهر، پارامترهای اصلی کیفیت توان، مهم‌ترین اختلالات کیفیت برق، روش‌های اندازه‌گیری و تحلیل و راهکارهای بهبود کیفیت توان را به زبان ساده بررسی می‌کنیم.

کیفیت توان به زبان ساده: برقی باکیفیت است که ولتاژ آن در محدوده مجاز بماند، فرکانسش ثابت باشد، شکل موجش تا حد ممکن سینوسی بماند و بی‌دلیل قطع و وصل نشود.

هر جا یکی از این چهار ویژگی به هم بخورد، با مشکل کیفیت توان روبه‌رو هستیم؛ حتی اگر چراغ‌ها روشن باشند و ظاهراً «برق وصل» باشد.

کیفیت توان (کیفیت برق) چیست؟

کیفیت توان را می‌توان به زبان ساده، میزان سازگاری مشخصات برق تحویلی با شرایط مورد نیاز شبکه و تجهیزات مصرف‌کننده دانست. در یک سیستم ایده‌آل، ولتاژ و فرکانس در محدوده مناسب قرار دارند و شکل موج تا حد امکان از حالت سینوسی مطلوب فاصله نمی‌گیرد.

در شبکه واقعی، اما بارهای غیرخطی، تجهیزات الکترونیک قدرت، درایوهای سرعت متغیر، UPSها، کوره‌های قوس الکتریکی، عملیات کلیدزنی، راه‌اندازی موتورهای بزرگ و خطاهای شبکه می‌توانند باعث ایجاد اختلال در کیفیت برق شوند.

بنابراین کیفیت توان (کیفیت برق) یک مفهوم چندبعدی است و برای ارزیابی آن باید مجموعه‌ای از پارامترهای الکتریکی و رخدادهای شبکه بررسی شوند.

کیفیت توان الکتریکی

تعریف IEEE از کیفیت توان (کیفیت برق)

در ادبیات IEEE، کیفیت توان به «تغذیه و اتصال زمین تجهیزات حساس به شکلی که برای کار درست آن‌ها مناسب باشد» تعریف شده است. این تعریف یک نکته مهم دارد: کیفیت توان فقط ویژگی شبکه نیست، بلکه به رابطه شبکه و باری که به آن وصل است برمی‌گردد.

برقی که برای یک الکتروموتور ساده کاملاً قابل قبول است، ممکن است برای یک درایو، PLC یا سرور مشکل‌ساز باشد.

به همین دلیل بعضی از مهندسان ترجیح می‌دهند مسئله را از زاویه «سازگاری» ببینند: آیا تجهیزات با رخدادهایی که روی شبکه برق اتفاق می‌افتد کنار می‌آیند؟ و آیا شبکه برق می‌تواند اثر خود این تجهیزات را تحمل کند؟

هر مشکل سازگاری دست‌کم دو راه‌حل دارد: یا برق را تمیزتر کنیم، یا تجهیزات را مقاوم‌تر انتخاب کنیم. انتخاب بین این دو، معمولاً یک تصمیم اقتصادی است.

کیفیت توان یا کیفیت ولتاژ؟

اصطلاح «کیفیت توان» جاافتاده است، اما در عمل بیشتر چیزی که ارزیابی می‌شود کیفیت ولتاژ است. شرکت برق ولتاژ را تحویل می‌دهد و جریانی که از شبکه کشیده می‌شود را عمدتاً بار مصرف‌کننده تعیین می‌کند.

برای همین در استانداردهایی مثل EN ۵۰۱۶۰ مشخصات ولتاژ تغذیه تعریف می‌شود و در مقابل، استانداردهایی مثل IEEE ۵۱۹ و سری IEC ۶۱۰۰۰-۳ حدودی برای جریانی که مصرف‌کننده یا تجهیز به شبکه تزریق می‌کند قرار می‌دهند.

چرا کیفیت توان الکتریکی اهمیت دارد؟

افت کیفیت توان می‌تواند پیامدهای مختلفی برای تأسیسات صنعتی و تجهیزات حساس داشته باشد. برخی از مهم‌ترین پیامدها عبارت‌اند از:

• تریپ یا خاموش‌شدن تجهیزات حساس
• اختلال در عملکرد درایوها و سیستم‌های کنترل
• افزایش تلفات و دمای تجهیزات
• کاهش عمر مفید تجهیزات
• آسیب به خازن‌ها و تجهیزات جبران توان راکتیو
• افزایش هزینه تعمیر و نگهداری
• کاهش قابلیت اطمینان فرآیند تولید
• توقف یا کاهش تولید
• از دست رفتن داده یا راه‌اندازی مجدد تجهیزات الکترونیکی

به همین دلیل، در تأسیسات حساس بهتر است پیش از انتخاب تجهیزات اصلاحی، ابتدا وضعیت شبکه اندازه‌گیری و تحلیل شود.

نشانه‌های افت کیفیت توان در یک تأسیسات

مشکل کیفیت توان (کیفیت برق) معمولاً اول خودش را به شکل یک خرابی «بی‌دلیل» نشان می‌دهد. اگر چند مورد از نشانه‌های زیر را در یک سایت می‌بینید، احتمال دارد ریشه مشکل در کیفیت برق باشد:

• تریپ‌های تکراری درایو یا UPS بدون اینکه خطای مشخصی در خود دستگاه پیدا شود
• سوختن پی‌درپی بردهای الکترونیکی، منبع تغذیه‌ها یا فیوز خازن‌ها
• گرم شدن غیرعادی ترانسفورماتور، کابل یا شینه نول، در حالی که بار از ظرفیت نامی کمتر است
• ریست شدن کنترلرها، دیتالاگرها یا سیستم‌های BMS
• عملکرد ناخواسته رله‌ها و کلیدها
• سوسو زدن روشنایی هم‌زمان با کار کوره، دستگاه جوش یا راه‌اندازی موتورهای بزرگ
• جریمه توان راکتیو در قبض برق با وجود نصب بانک خازنی

نمونه‌هایی از همین الگوها را در پروژه‌های اجراشده تدبیر انرژی سپهر می‌توانید ببینید؛ مثلاً بررسی علت سوختن UPSهای مرکز اطلاعات بانک صادرات، علت عملکرد رله‌های ۲۰ کیلوولت خط ۷ متروی تهران و افزایش جریان نول ترانس‌های پست‌های زمینی منطقه بازار تهران.

هزینه‌های پنهان کیفیت توان پایین

خسارت مستقیم، یعنی تجهیزی که می‌سوزد، فقط بخشی از ماجراست. در بیشتر کارخانه‌ها هزینه اصلی جای دیگری است: ساعت‌هایی که خط تولید می‌خوابد، محصولی که وسط فرآیند خراب می‌شود و باید دوباره تولید شود، نیروی انسانی بیکار، تأخیر در تحویل سفارش و اعتمادی که مشتری از دست می‌دهد.

برای همین وقتی هزینه یک مطالعه کیفیت توان و شبیه‌سازی کیفیت توان را با هزینه این توقف‌ها مقایسه کنید، معمولاً تصمیم سخت نیست.

پارامترهای اصلی کیفیت توان یا شاخص‌های کیفیت توان کدامند؟

مهم‌ترین پارامترها و پدیده‌هایی که در ارزیابی کیفیت توان بررسی می‌شوند شامل موارد زیر هستند:

هفت مشکل رایج کیفیت توان در یک نگاه

اگر بخواهیم پارامترهای کیفیت توان را به زبان کارگاه خلاصه کنیم، بیشتر شکایت‌هایی که از سایت‌های صنعتی می‌رسد در یکی از این هفت دسته قرار می‌گیرد:

توان راکتیو: اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان که برای ساختن میدان مغناطیسی موتورها و ترانس‌ها لازم است، اما زیادش ضریب توان را پایین می‌آورد، جریان و تلفات را بالا می‌برد و جریمه به دنبال دارد.

هارمونیک: مولفه‌هایی با فرکانس مضرب صحیح ۵۰ هرتز (مثلاً هارمونیک پنجم = ۲۵۰ هرتز) که بیشتر از درایوها، UPSها و یکسوسازها می‌آیند.

عدم تعادل شبکه: اختلاف ولتاژ بین فازها، معمولاً به خاطر بارهای تک‌فاز، بارهای فاز به فاز و تجهیزاتی مثل دستگاه‌های جوش.

گذراها: تغییرات بسیار سریع در شکل موج ولتاژ و جریان، ناشی از کلیدزنی، قطع و وصل تجهیزات پرقدرت و صاعقه.

تغییرات ولتاژ: افت (Sag یا Dip)، بیشبود (Swell) و افت‌های طولانی‌تر که ولتاژ را برای مدتی بالاتر یا پایین‌تر از مقدار نامی نگه می‌دارند. خطای شبکه، کلیدزنی بارهای خازنی و اضافه‌بار از علت‌های رایج آن‌ها هستند.

فلیکر: نوسان‌های تصادفی یا تکراری ولتاژ که در روشنایی به شکل سوسو دیده می‌شود. کوره‌های قوس الکتریکی، آسیاب‌ها، دستگاه‌های جوش و خردکن‌ها منبع‌های شناخته‌شده آن هستند.

نوسان و رزونانس: رفت‌وبرگشت انرژی بین اندوکتانس شبکه و خازن‌ها. اگر فرکانس تشدید نزدیک یکی از هارمونیک‌های موجود باشد، ولتاژ و جریان آن هارمونیک می‌تواند چند برابر شود؛ همان اتفاقی که گاهی پشت ترکیدن خازن‌ها پنهان است.

طبقه‌بندی رخدادهای ولتاژ پارامترهای کیفیت توان بر اساس دامنه و مدت

رخدادهای ولتاژ مهم‌ترین گروه از پارامترهای کیفیت توان هستند. برای اینکه گزارش‌ها قابل مقایسه باشند، این رخدادها را بر اساس دو چیز دسته‌بندی می‌کنند: چقدر ولتاژ تغییر کرده (بر حسب پریونیت، یعنی نسبت به ولتاژ نامی) و چقدر طول کشیده است.

جدول زیر خلاصه طبقه‌بندی رایج در استاندارد IEEE ۱۱۵۹ کیفیت توان است:

یک نکته عملی: وقتی در گزارش آنالایزر به «Dip» برمی‌خورید، منظور همان Sag است؛ اولی اصطلاح IEC و دومی اصطلاح IEEE است. اصطلاح «براون‌اوت» هم که گاهی شنیده می‌شود تعریف استاندارد ندارد و معمولاً به افت طولانی ولتاژ در ساعات پرباری گفته می‌شود.

تغییرات فرکانس شبکه و تغییرات کیفیت توان

فرکانس شبکه سراسری به تعادل لحظه‌ای تولید و مصرف بستگی دارد. در شبکه‌های بزرگ و به‌هم‌پیوسته این تغییرات معمولاً کوچک‌اند، اما در شبکه‌های جزیره‌ای، سایت‌هایی که با دیزل‌ژنراتور کار می‌کنند یا هنگام خروج ناگهانی یک واحد نیروگاهی، انحراف فرکانس می‌تواند برای تجهیزات حساس و ساعت‌های سنکرون‌شده مشکل‌ساز شود.

پارامترهای کیفیت توان و شاخص‌های اندازه‌گیری کیفیت توان

در کنار رخدادهای کیفیت توان، پارامترهایی مانند توان اکتیو، توان راکتیو، توان ظاهری، جریان، ولتاژ، ضریب توان و اعوجاج هارمونیکی نیز در اندازه‌گیری‌های کیفیت توان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاهش کیفیت توان و انحراف شکل موج از حالت ایده‌آل

یکی از ساده‌ترین راه‌های درک کیفیت توان، مقایسه شکل موج واقعی با شکل موج ایده‌آل است. بارهای غیرخطی و تجهیزات الکترونیک قدرت می‌توانند باعث تغییر شکل موج جریان شوند و در شرایط خاص این اعوجاج بر ولتاژ شبکه نیز اثر بگذارد.

انحراف شکل موج از حالت ایده‌آل

برای مشاهده و ثبت این تغییرات می‌توان از آنالایزر کیفیت توان یا Power Quality Analyzer استفاده کرد. اندازه‌گیری مناسب به مهندس کمک می‌کند نوع اختلال، زمان وقوع و ارتباط آن با بارهای شبکه را شناسایی کند.

هارمونیک چیست و چرا در کیفیت توان اهمیت دارد؟

هارمونیک‌ها مولفه‌هایی با فرکانس‌هایی هستند که مضرب صحیح فرکانس اصلی شبکه‌اند. برای مثال، در شبکه ۵۰ هرتز، هارمونیک پنجم دارای فرکانس ۲۵۰ هرتز است.

بارهای غیرخطی مانند درایوهای سرعت متغیر، رکتیفایرها، UPSها و منابع تغذیه سوئیچینگ می‌توانند جریان‌های هارمونیکی ایجاد کنند.

هارمونیک‌ها

افزایش هارمونیک‌ها می‌تواند باعث افزایش تلفات، گرم شدن کابل‌ها و ترانسفورماتورها، عملکرد نامناسب برخی تجهیزات و ایجاد شرایط نامطلوب برای بانک‌های خازنی شود.

THD یا اعوجاج هارمونیکی کل چیست؟

یکی از شاخص‌های رایج برای بیان میزان اعوجاج شکل موج، THD یا Total Harmonic Distortion است. برای ولتاژ، رابطه عمومی آن به صورت زیر نوشته می‌شود:

THD_V = √(Σ V_h²) / V₁ × 100

فرمول THD ولتاژ

در این رابطه، V₁ مولفه اصلی و V_h مولفه هارمونیکی مرتبه h است. در تحلیل واقعی، مقدار THD باید در کنار طیف هارمونیکی، مقدار جریان و ولتاژ، محل اندازه‌گیری و شرایط بار تفسیر شود.

هارمونیک‌های فرد، زوج و مضرب سه

در حالت ماندگار، بیشتر بارهای غیرخطی هارمونیک‌های فرد (۳، ۵، ۷، ۱۱، ۱۳ و…) تولید می‌کنند. هارمونیک‌های زوج معمولاً نشانه یک وضعیت خاص هستند؛ مثلاً یکسوسازی نیم‌موج، جریان هجومی ترانسفورماتور یا مولفه DC در شبکه.

هارمونیک‌های مضرب سه (۳، ۹، ۱۵) رفتار ویژه‌ای دارند: در سیستم سه‌فاز چهارسیمه به جای اینکه همدیگر را خنثی کنند، در سیم نول با هم جمع می‌شوند. به همین دلیل در ساختمان‌های اداری، مراکز داده و هر جا که تعداد زیادی منبع تغذیه سوئیچینگ تک‌فاز وجود دارد، جریان نول گاهی از جریان فازها هم بیشتر می‌شود و کابل و ترانس نول را گرم می‌کند.

هارمونیک‌های پنجم و هفتم هم به ترتیب توالی منفی و مثبت دارند و روی گشتاور و دمای موتورها اثر مستقیم می‌گذارند.

ضریب تاج (Crest Factor) در شکل موج

ضریب تاج نسبت مقدار پیک یک شکل موج به مقدار مؤثر (RMS) آن است. برای یک موج سینوسی خالص این عدد حدود ۱٫۴۱ (رادیکال ۲) است.

جریان منبع تغذیه‌های سوئیچینگ و یکسوسازهای تک‌فاز به صورت پالس‌های باریک کشیده می‌شود و ضریب تاج آن می‌تواند به ۲ تا ۳ برسد. این شاخص برای انتخاب UPS، ترانس و حتی خود دستگاه اندازه‌گیری مهم است، چون تجهیزی که برای ضریب تاج پایین طراحی شده، با چنین جریانی زودتر به حد خود می‌رسد.

توان راکتیو و ضریب توان

ضریب توان (Power Factor) نسبت توان اکتیو به توان ظاهری است. در حالت ساده سینوسی می‌توان نوشت:

PF = P / S = cos(φ)

ضریب توان

در شبکه‌هایی که اعوجاج هارمونیکی وجود دارد، ضریب توان فقط به اختلاف زاویه بین ولتاژ و جریان محدود نیست و اثر اعوجاج نیز باید در تحلیل در نظر گرفته شود.

عدم تعادل ولتاژ چیست؟

در یک سیستم سه‌فاز متعادل، ولتاژهای سه فاز از نظر مقدار و زاویه فاز شرایط متناسبی دارند. تفاوت قابل توجه در دامنه ولتاژها یا انحراف زاویه فاز از حالت متعادل می‌تواند باعث ایجاد عدم تعادل ولتاژ شود.

عدم تعادل شبکه

بارهای تک‌فاز نامتعادل، توزیع نامناسب بار بین فازها و برخی خطاهای شبکه از عوامل ایجاد عدم تعادل هستند. این پدیده می‌تواند برای موتورهای سه‌فاز اهمیت ویژه‌ای داشته باشد.

افت ولتاژ یا Voltage Sag در افت کیفیت توان چیست؟

افت ولتاژ (Sag) یک کاهش موقتی در مقدار RMS ولتاژ است. خطاهای شبکه، راه‌اندازی موتورهای بزرگ و اتصال بارهای سنگین از عوامل رایج ایجاد افت ولتاژ هستند.

افت ولتاژ Voltage Sag

افت ولتاژ می‌تواند باعث تریپ درایوها، خاموش شدن کنترلرها، عملکرد نامناسب رله‌ها و توقف برخی تجهیزات حساس شود.
طبق طبقه‌بندی بالا، افتی که ولتاژ را بین ۰٫۱ تا ۰٫۹ پریونیت پایین بیاورد و بین نیم سیکل تا یک دقیقه طول بکشد Sag حساب می‌شود؛ اگر بیشتر از یک دقیقه ادامه پیدا کند، دیگر با «کاهش ولتاژ» (Undervoltage) سروکار داریم.

علت‌های رایج افت ولتاژ عبارتند از: خطای شبکه (حتی روی فیدر مجاور)، جریان راه‌اندازی موتورهای بزرگ، وصل بارهای سنگین و ترانسفورماتورها.
اثرات افت ولتاژ: قطع درایوها و کنتاکتورها، ریست شدن کنترلرها و از کار افتادن فرآیندهای پیوسته. نکته‌ای که خیلی‌ها نمی‌دانند این است که یک Sag صد میلی‌ثانیه‌ای می‌تواند یک خط تولید را به اندازه یک قطعی کامل متوقف کند، چون کنتاکتورها و درایوها با همان افت کوتاه رها می‌شوند.

بیشبود ولتاژ یا Voltage Swell در افت کیفیت توان چیست؟

بیشبود ولتاژ (Swell) افزایش موقتی مقدار RMS ولتاژ است. خطاهای تک‌فاز به زمین، قطع ناگهانی بارهای بزرگ و برخی عملیات کلیدزنی می‌توانند از عوامل ایجاد آن باشند.

بیشبود ولتاژ Voltage Swell

بیشبود در مقابل کمبود تعریف می‌شود: افزایش موقت ولتاژ به ۱٫۱ تا ۱٫۸ پریونیت به مدت نیم سیکل تا یک دقیقه. اگر از یک دقیقه بیشتر شود، به آن اضافه‌ولتاژ (Overvoltage) می‌گویند.

رایج‌ترین علت بیشبود ولتاژ، خطای تک‌فاز به زمین است که ولتاژ فازهای سالم را بالا می‌برد. قطع ناگهانی بارهای بزرگ و وصل بانک‌های خازنی هم می‌توانند بیشبود ایجاد کنند.

اثر آن بیشتر روی منابع تغذیه، خازن‌ها و برقگیرهای اکسید فلزی است که اگر بیش از حد به ناحیه هدایت بروند، آسیب می‌بینند.

قطعی ولتاژ یا Voltage Interruption در افت کیفیت توان چیست؟

قطعی ولتاژ به کاهش بسیار شدید یا از دست رفتن ولتاژ تغذیه گفته می‌شود. اثر قطعی به شدت و مدت آن و همچنین حساسیت تجهیزات متصل به شبکه بستگی دارد.

قطعی ولتاژ

گذراهای الکتریکی یا Transient در افت کیفیت توان چیستند؟

گذرا به تغییرات بسیار سریع و کوتاه‌مدت در ولتاژ، جریان یا هر دو گفته می‌شود. کلیدزنی، خطاهای شبکه و صاعقه از جمله عوامل مهم ایجاد برخی گذراها هستند.

گذراهای الکتریکی

گذرای ضربه‌ای

گذرای ضربه‌ای تغییر ناگهانی و یک‌جهته در شرایط ولتاژ یا جریان است. صاعقه یکی از منابع مهم ایجاد این نوع رخداد است.

گذرای ضربه‌ای

گذرای نوسانی

گذرای نوسانی شامل تغییرات سریع با ماهیت نوسانی است و می‌تواند در اثر کلیدزنی بانک‌های خازنی و برخی رخدادهای شبکه ایجاد شود.

گذرای نوسانی

فلیکر یا Flicker در افت کیفیت توان چیست؟

فلیکر نتیجه نوسانات ولتاژ است که در شرایط مناسب می‌تواند به صورت تغییرات قابل مشاهده در شدت نور دیده شود. کوره‌های قوس الکتریکی، تجهیزات جوشکاری و بارهایی که تغییرات سریع و تکراری در توان مصرفی دارند می‌توانند از عوامل ایجاد فلیکر باشند.

فلیکر (Flicker)

هارمونیک‌ها و اعوجاج شکل موج

هارمونیک‌ها مولفه‌های فرکانسی مضرب صحیح فرکانس اصلی هستند که در اثر رفتار غیرخطی برخی بارها ایجاد می‌شوند.

هارمونیک

از آثار احتمالی هارمونیک‌های قابل توجه می‌توان به افزایش تلفات و حرارت، عملکرد نامناسب برخی تجهیزات، تنش روی خازن‌ها و افزایش احتمال ایجاد شرایط تشدید اشاره کرد.

میان‌هارمونیک‌ها چیستند؟

میان‌هارمونیک‌ها (Interharmonics) مولفه‌های فرکانسی هستند که فرکانس آن‌ها مضرب صحیحی از فرکانس اصلی نیست. این مولفه‌ها می‌توانند در اثر برخی تجهیزات الکترونیک قدرت و بارهای خاص ایجاد شوند و در تحلیل کیفیت توان باید در صورت ارتباط با مسئله مورد بررسی قرار گیرند.

چگونه کیفیت توان را اندازه‌گیری کنیم؟

اندازه‌گیری کیفیت توان باید با تجهیزات مناسب و در محل مناسب انجام شود. یک پاور آنالایزر یا Power Quality Analyzer، بسته به قابلیت‌های خود، می‌تواند پارامترهایی مانند ولتاژ، جریان، فرکانس، توان، ضریب توان، هارمونیک‌ها، THD و رخدادهای ولتاژی را ثبت کند.

برای تشخیص مشکل، یک اندازه‌گیری لحظه‌ای همیشه کافی نیست. ثبت داده در طول زمان کمک می‌کند ارتباط میان رخدادهای کیفیت توان و تغییر بار، راه‌اندازی موتورها، کلیدزنی یا سایر اتفاقات شبکه مشخص شود.

اندازه‌گیری کیفیت توان و کیفیت برق یکی از مراحل اصلی تشخیص و عیب‌یابی مشکلات کیفیت توان است.

اندازه‌گیری کیفیت توان در عمل: قدم‌به‌قدم

یک اندازه‌گیری خوب از قبل از نصب دستگاه شروع می‌شود. ترتیبی که معمولاً جواب می‌دهد این است:

1. هدف را روشن کنید. دنبال علت یک خرابی مشخص هستید، می‌خواهید انطباق با استاندارد را بسنجید یا برای طراحی فیلتر و بانک خازنی داده جمع می‌کنید؟ جواب این سؤال تعیین می‌کند کدام پارامترهای کیفیت توان، در کجا و برای چه مدتی باید ثبت شوند.
2. نقطه اندازه‌گیری را درست انتخاب کنید. برای سنجش سهم مشترک در آلودگی شبکه، نقطه اتصال مشترک (PCC) مهم است؛ برای پیدا کردن علت تریپ یک دستگاه، باید تا حد ممکن نزدیک همان دستگاه اندازه گرفت.
3. اتصال‌ها را کنترل کنید. نسبت CT و PT، جهت CTها و ترتیب فازها را قبل از شروع ثبت چک کنید. بخش بزرگی از گزارش‌های غلط، از یک CT برعکس یا نسبت تبدیل اشتباه شروع می‌شود.
4. مدت کافی ثبت کنید. برای ارزیابی طبق EN ۵۰۱۶۰ حداقل یک هفته کامل لازم است تا چرخه کاری روزهای کاری و تعطیل دیده شود. برای شکار یک رخداد نادر ممکن است چند هفته ثبت لازم باشد.
5. آستانه رخدادها را تنظیم کنید. آستانه Sag و Swell، تریگر ثبت شکل موج و بازه تجمیع داده‌ها (معمولاً ۱۰ دقیقه) باید از قبل مشخص باشد؛ وگرنه یا حافظه دستگاه پر می‌شود یا رخداد اصلی ثبت نمی‌شود.

آنالایزر کلاس A و کلاس S چه فرقی دارند؟

استاندارد IEC ۶۱۰۰۰-۴-۳۰ برای دستگاه‌های اندازه‌گیری کیفیت توان کلاس تعریف می‌کند. دستگاه کلاس A روش اندازه‌گیری، دقت و همگام‌سازی زمانی را طوری رعایت می‌کند که دو دستگاه کلاس A مختلف روی یک نقطه، نتیجه یکسان بدهند.

به همین دلیل برای بررسی انطباق با قرارداد یا استاندارد و هر جا احتمال اختلاف بین مشترک و شرکت برق وجود دارد، کلاس A انتخاب درست است. دستگاه کلاس S برای پایش‌های آماری و مطالعات عمومی کافی است، اما نتایجش برای داوری بین دو طرف قابل اتکا نیست.

در هر دو کلاس، مقادیر پایه روی پنجره‌های ۱۰ سیکلی (در شبکه ۵۰ هرتز، حدود ۲۰۰ میلی‌ثانیه) محاسبه و سپس در بازه‌های ۱۵۰ سیکل (حدود ۳ ثانیه)، ۱۰ دقیقه و ۲ ساعت تجمیع می‌شوند.

وقتی گزارشی می‌گوید «THD ولتاژ ۵ درصد است» باید پرسید این عدد مربوط به کدام بازه تجمیع و کدام صدک است.

چه مقدار داده باید ذخیره شود؟

ثبت پیوسته شکل موج حجم عظیمی داده تولید می‌کند. اگر یک آنالایزر هشت‌کاناله (چهار ولتاژ و چهار جریان) در هر سیکل ۲۵۶ نمونه بردارد، در شبکه ۵۰ هرتز در هر ثانیه بیش از ۱۰۰ هزار نمونه ثبت می‌شود.

برای همین دستگاه‌ها معمولاً مقادیر تجمیع‌شده را دائماً و شکل موج را فقط هنگام وقوع رخداد ذخیره می‌کنند. در سال‌های اخیر روش‌های فشرده‌سازی هم توسعه یافته‌اند که اجازه می‌دهند شکل موج برای ماه‌ها نگه داشته شود، اما هنوز تنظیم درست تریگرها مهم‌ترین عامل است.

یک گزارش اندازه‌گیری کیفیت توان چه چیزهایی باید داشته باشد؟

• مشخصات نقطه اندازه‌گیری، تک‌خطی ساده و نسبت CT و PT
• مدل و کلاس دستگاه و تاریخ کالیبراسیون
• بازه زمانی ثبت و شرایط بهره‌برداری در آن دوره
• روند ولتاژ، جریان، توان و ضریب توان
• THD و طیف هارمونیکی ولتاژ و جریان، همراه با TDD
• فلیکر (Pst و Plt) و عدم تعادل
• فهرست رخدادها (Sag، Swell، قطعی، گذرا) با زمان وقوع و شکل موج
• مقایسه نتایج با استاندارد مرجع و نتیجه‌گیری فنی
• پیشنهاد راهکار به همراه پیش‌شرط‌های اجرای آن

اشتباه‌های رایج در اندازه‌گیری کیفیت توان

• اندازه‌گیری فقط برای چند ساعت و تعمیم نتیجه به کل هفته
• نتیجه‌گیری از THD جریان در بار کم؛ در بار پایین درصد THD جریان بزرگ دیده می‌شود، در حالی که مقدار مطلق هارمونیک ناچیز است. TDD برای همین تعریف شده است.
• انتخاب فیلتر یا بانک خازنی بر اساس یک عدد، بدون بررسی امپدانس شبکه و احتمال رزونانس
• نادیده گرفتن زمان رخدادها؛ بیشتر وقت‌ها مقایسه زمان یک Sag با دفتر بهره‌برداری، علت آن را مشخص می‌کند.

برای جزئیات بیشتر درباره روش و ابزار، مقاله اندازه‌گیری کیفیت توان چیست و چگونه انجام می‌شود؟ را بخوانید.

تحلیل کیفیت توان چگونه انجام می‌شود؟

پس از اندازه‌گیری، داده‌های ثبت‌شده باید تحلیل شوند تا مشخص شود مشکل از کجا ایجاد شده و چه اثری بر شبکه و تجهیزات دارد.

برای مثال، مشاهده THD بالا به تنهایی برای انتخاب فیلتر کافی نیست. باید طیف هارمونیکی، جریان بار، ساختار شبکه، امپدانس، محل اندازه‌گیری و تغییرات بار نیز بررسی شود.

به همین ترتیب، در مورد افت ولتاژ باید زمان وقوع رخداد با راه‌اندازی موتور، اتصال بار بزرگ یا خطای شبکه مقایسه شود.

برای مطالعه تخصصی‌تر، مقاله تجزیه و تحلیل کیفیت توان را مطالعه کنید.

استانداردهای کیفیت توان

استانداردهای مختلفی برای جنبه‌های گوناگون کیفیت توان وجود دارد و انتخاب استاندارد مرجع به نوع مسئله، محل اندازه‌گیری و هدف مطالعه بستگی دارد.

استاندارد IEC ۶۱۰۰۰-۴-۳۰ کیفیت توان

استاندارد IEC ۶۱۰۰۰-۴-۳۰:۲۰۲۵ استاندارد روش‌های اندازه‌گیری و تفسیر نتایج کیفیت توان در سیستم‌های AC با فرکانس پایه ۵۰ یا ۶۰ هرتز است. این استاندارد پارامترهایی مانند فرکانس، مقدار ولتاژ، فلیکر، افت و بیشبود ولتاژ، قطعی، گذرا، عدم تعادل ولتاژ، هارمونیک‌ها و میان‌هارمونیک‌ها، تغییرات سریع ولتاژ و برخی پارامترهای جریان را پوشش می‌دهد. این ویرایش چهارم، ویرایش ۲۰۱۵ را جایگزین کرده است.

استاندارد IEEE ۵۱۹-۲۰۲۲ کیفیت توان

استاندارد IEEE ۵۱۹-۲۰۲۲ استاندارد فعال IEEE برای کنترل هارمونیک در سیستم‌های قدرت است. این استاندارد اهداف مربوط به اعوجاج ولتاژ و جریان را در نقطه اتصال مشترک یا PCC برای سیستم‌های دارای بارهای خطی و غیرخطی مشخص می‌کند.

بنابراین در گزارش‌های تخصصی کیفیت توان، بهتر است علاوه بر مقدار شاخص، محل اندازه‌گیری، روش اندازه‌گیری، بازه زمانی و استاندارد مرجع نیز مشخص شود.

حدود هارمونیک ولتاژ در استاندارد IEEE ۵۱۹

استاندارد IEEE ۵۱۹ حد اعوجاج ولتاژ را در نقطه اتصال مشترک (PCC) بر اساس سطح ولتاژ تعیین می‌کند:

برای جریان، معیار TDD است، یعنی اعوجاج هارمونیکی نسبت به حداکثر جریان بار، نه جریان لحظه‌ای. حد مجاز آن به نسبت جریان اتصال کوتاه به جریان بار (Isc/IL) بستگی دارد؛ هرچه شبکه نسبت به مصرف‌کننده قوی‌تر باشد، سهم بیشتری مجاز است. برای ولتاژهای ۱۲۰ ولت تا ۶۹ کیلوولت:

این حدود به صورت آماری و روی دست‌کم یک هفته داده ارزیابی می‌شوند، نه با یک قرائت لحظه‌ای. شرح کامل‌تر را در راهنمای استاندارد IEEE ۵۱۹ آورده‌ایم.

استاندارد EN ۵۰۱۶۰؛ مشخصات ولتاژ شبکه عمومی

استاندارد EN ۵۰۱۶۰ استاندارد اروپایی است که مشخص می‌کند ولتاژ تحویلی شبکه‌های عمومی فشار ضعیف و فشار متوسط در شرایط عادی بهره‌برداری چه ویژگی‌هایی داشته باشد. بخش زیادی از ارزیابی‌های کیفیت ولتاژ با همین مرجع مقایسه می‌شود:

استاندارد IEEE ۱۱۵۹ و استانداردهای مکمل

استاندارد IEEE ۱۱۵۹ راهنمای پایش کیفیت توان است و طبقه‌بندی رخدادهایی که بالاتر در جدول آمد از همین استاندارد گرفته شده است. چند استاندارد دیگر هم در کار روزمره زیاد به آن‌ها برمی‌خوریم:

• استاندارد IEC ۶۱۰۰۰-۴-۷: روش اندازه‌گیری هارمونیک و میان‌هارمونیک؛ آنالایزرهای کلاس A برای محاسبه هارمونیک‌ها از آن پیروی می‌کنند.
• استاندارد IEC ۶۱۰۰۰-۴-۱۵: مشخصات فلیکرمتر و نحوه محاسبه Pst (هر ۱۰ دقیقه) و Plt (هر ۲ ساعت).
• استاندارد IEC ۶۱۰۰۰-۳-۲ و IEC ۶۱۰۰۰-۳-۱۲: حدود هارمونیک جریان تجهیزات؛ اولی برای جریان تا ۱۶ آمپر در هر فاز و دومی برای ۱۶ تا ۷۵ آمپر.
• استاندارد IEC ۶۱۰۰۰-۲-۲ و IEC ۶۱۰۰۰-۲-۴: سطوح سازگاری در شبکه‌های عمومی و صنعتی.

کدام استاندارد کیفیت توان برای چه کاری؟

پیش از شروع هر مطالعه، استاندارد مرجع را با کارفرما یا شرکت برق توافق کنید. حدود این استانداردها یکسان نیستند و گزارشی که بدون مرجع مشخص نوشته شود، به سادگی قابل اعتراض است.

منحنی CBEMA و کیفیت توان

یکی از ابزارهای شناخته‌شده برای بررسی تحمل تجهیزات الکترونیکی در برابر تغییرات ولتاژ، منحنی‌های دامنه-مدت مانند CBEMA است. این نمودارها رابطه میان مقدار تغییر ولتاژ و مدت زمان رخداد را برای بررسی محدوده تحمل تجهیزات نشان می‌دهند.

منحنی CBEMA و کیفیت توان

این نوع نمودارها بیشتر برای درک اثر رخدادهای ولتاژی بر تجهیزات استفاده می‌شوند و نباید بدون توجه به نوع تجهیز و استاندارد مورد استفاده، به عنوان یک حد مجاز عمومی برای تمام تجهیزات در نظر گرفته شوند.

روش‌های بهبود کیفیت توان چیست؟

راهکار بهبود کیفیت توان باید بر اساس نوع و منشأ اختلال انتخاب شود. برخی از راهکارهای رایج عبارت‌اند از:

• اصلاح ضریب توان با طراحی مناسب سیستم جبران توان راکتیو
• فیلتر هارمونیک برای کاهش اعوجاج هارمونیکی در شرایط مناسب
• تنظیم ولتاژ برای کنترل تغییرات سطح ولتاژ
• UPS و تجهیزات حفاظت برای بارهای حساس و شرایط مشخص
• متعادل‌سازی بارهای سه‌فاز
• حفاظت در برابر گذراها و اضافه‌ولتاژ
• اصلاح طراحی و بهره‌برداری شبکه
• مانیتورینگ مستمر کیفیت توان در تأسیسات حساس

نکته مهم این است که نصب یک تجهیز اصلاحی بدون شناخت منشأ مشکل همیشه راهکار مناسبی نیست. برای مثال، انتخاب فیلتر پسیو باید با توجه به مشخصات شبکه و احتمال تشدید انجام شود.

تهویه توان: UPS، DVR، STATCOM و حفاظت در برابر اضافه‌ولتاژ

به مجموعه تجهیزاتی که برق را پیش از رسیدن به بار «اصلاح» می‌کنند، تجهیزات تهویه توان (Power Conditioning) می‌گویند. انتخاب بین آن‌ها کاملاً به نوع اختلال بستگی دارد:

• UPS آنلاین (دوتبدیله): برق ورودی را به DC و دوباره به AC تبدیل می‌کند و بار را از بیشتر اختلال‌های شبکه جدا نگه می‌دارد. UPSهای ارزان‌تر آفلاین یا لاین‌اینتراکتیو چنین جداسازی‌ای ندارند و بعضی‌شان در حالت باتری موج غیرسینوسی تحویل می‌دهند.
• DVR (بازیاب پویای ولتاژ): به صورت سری در مسیر بار قرار می‌گیرد و در زمان Sag، ولتاژ کم‌شده را جبران می‌کند؛ گزینه‌ای اقتصادی برای فرآیندهایی که با افت‌های کوتاه متوقف می‌شوند.
• STATCOM و SVC: جبران‌سازهای موازی و سریع توان راکتیو که برای مهار فلیکر کوره‌های قوس و تثبیت ولتاژ بارهای پرنوسان به کار می‌روند.
• ترانسفورماتورهای جابه‌جاکننده فاز و ترانس K-Factor: اولی با ساختار ۱۲ یا ۱۸ پالسه بخشی از هارمونیک‌های پنجم و هفتم را خنثی می‌کند و دومی برای کار با جریان هارمونیکی بدون گرم شدن بیش از حد طراحی شده است.
• حفاظت در برابر اضافه‌ولتاژ: برقگیرها و تجهیزات حفاظت از سرج (SPD) در برابر گذراهای ضربه‌ای و صاعقه، و فیلترهای EMI در برابر نویزهای فرکانس بالا.

افزایش ضریب توان با خازن

در بارهای دارای توان راکتیو، اصلاح ضریب توان می‌تواند جریان مورد نیاز از شبکه و تلفات را کاهش دهد. انتخاب ظرفیت بانک خازنی باید با توجه به شرایط بار، هارمونیک‌ها و مشخصات شبکه انجام شود.

بهبود ضریب توان با استفاده از خازن‌ها

در شبکه‌های دارای هارمونیک، بررسی احتمال رزونانس پیش از نصب بانک خازنی اهمیت ویژه‌ای دارد.

گراندینگ و کیفیت توان

سیستم اتصال زمین (Grounding System) مناسب از نظر ایمنی و عملکرد تجهیزات اهمیت دارد. با این حال، اتصال زمین نباید به عنوان راهکاری برای حل تمام مشکلات کیفیت توان در نظر گرفته شود. مشکلات ارت، نویز، جریان‌های ناخواسته و مسائل کیفیت توان باید بر اساس اندازه‌گیری و تحلیل صحیح از یکدیگر تفکیک شوند.

گراندینگ سیستم و تجهیزات

مقایسه فیلترهای هارمونیک اکتیو و پسیو

برای انتخاب بین فیلتر اکتیو و پسیو، صرفاً مقایسه قیمت یا THD کافی نیست. نتایج اندازه‌گیری، طیف هارمونیکی، تغییرات بار، ساختار شبکه و شرایط بهره‌برداری باید بررسی شوند.

برای مطالعه بیشتر، مقاله راهنمای کامل فیلترهای هارمونیک را ببینید.

دستگاه آنالیزر کیفیت توان چه اطلاعاتی ارائه می‌دهد؟

دستگاه‌های تحلیل توان و آنالایزرهای کیفیت توان، بسته به مدل و کلاس اندازه‌گیری، می‌توانند اطلاعاتی مانند ولتاژ، جریان، فرکانس، توان اکتیو و راکتیو، ضریب توان، هارمونیک‌ها، THD و رخدادهای ولتاژی را ثبت کنند.

دستگاه‌های پاور آنالایزر و تجهیزات اندازه‌گیری می‌توانند برای ثبت و تحلیل داده‌های شبکه در پروژه‌های کیفیت توان مورد استفاده قرار گیرند.

کیفیت توان در صنایع و بارهای غیرخطی

در صنایع مدرن، استفاده گسترده از درایوها، رکتیفایرها، UPSها، منابع تغذیه سوئیچینگ و تجهیزات الکترونیک قدرت باعث شده است تحلیل رفتار بارهای غیرخطی اهمیت بیشتری پیدا کند.

در چنین شرایطی، اندازه‌گیری فقط در یک لحظه مشخص ممکن است تصویر کاملی از وضعیت شبکه ارائه نکند. ثبت طولانی‌مدت و تحلیل رخدادها می‌تواند به شناسایی ارتباط میان تغییرات بار و مشکلات کیفیت توان کمک کند.

آنالیز کیفیت توان در دیتاسنترها و مراکز پرمصرف الکترونیکی

در مراکز داده و سایت‌هایی که هزاران منبع تغذیه سوئیچینگ دارند، تقریباً تمام بار غیرخطی است. نتیجه معمول این است: هارمونیک‌های مضرب سه و جریان نول بالا، ضریب تاج بالا، گرم شدن ترانسفورماتورها و حساسیت زیاد به Sag. در چنین سایت‌هایی ترکیب UPS آنلاین، فیلتر اکتیو و پایش دائمی کیفیت توان معمولاً منطقی‌تر از اقدام‌های تکی است. پروژه بررسی سوختن UPSهای مرکز اطلاعات بانک صادرات نمونه‌ای از همین نوع مسائل است.

تحلیل کیفیت توان صنایع فولاد و کوره‌های قوس

کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) و کوره‌های پاتیلی (LF) هم‌زمان فلیکر، هارمونیک و عدم تعادل تولید می‌کنند و اغلب بزرگ‌ترین منبع آلودگی کیفیت توان در شبکه منطقه‌ای خود هستند. مطالعه این بارها بدون ثبت طولانی‌مدت در چند نقطه عملاً ممکن نیست؛ نمونه آن را در اندازه‌گیری کیفیت توان کوره‌های EAF و LF فولاد کاوه جنوب می‌بینید.

نقش مانیتورینگ و فناوری‌های جدید در کیفیت توان

سیستم‌های مانیتورینگ جدید می‌توانند داده‌های ولتاژ، جریان و رخدادهای کیفیت توان را به صورت پیوسته ثبت کنند. این اطلاعات در صورت طراحی صحیح می‌تواند برای شناسایی الگوهای تکرارشونده، بررسی رخدادها و نگهداری پیشگیرانه تجهیزات مورد استفاده قرار گیرد.

فناوری‌هایی مانند شبکه‌های هوشمند، ثبت داده از راه دور و تحلیل داده می‌توانند فرآیند پایش کیفیت توان را توسعه دهند؛ اما استفاده از آن‌ها جایگزین اندازه‌گیری صحیح و تحلیل مهندسی نمی‌شود.

شبکه هوشمند و پایش پیوسته کیفیت توان

در شبکه‌های هوشمند، واحدهای اندازه‌گیری فازور (PMU) و آنالایزرهای ثابت در نقاط مختلف شبکه نصب می‌شوند و داده‌ها را هم‌زمان به مرکز کنترل می‌فرستند. این کار به بهره‌بردار اجازه می‌دهد منشأ یک رخداد را در کل شبکه دنبال کند و با رشد منابع تولید پراکنده و خورشیدی، که خودشان می‌توانند منشأ هارمونیک و تغییرات ولتاژ باشند، کنترل بهتری داشته باشد. در مقیاس کوچک‌تر هم نصب دائم چند آنالایزر روی فیدرهای اصلی یک کارخانه، تصویر بسیار دقیق‌تری از یک اندازه‌گیری یک‌هفته‌ای به دست می‌دهد.

تجربه و خدمات تدبیر انرژی سپهر در زمینه کیفیت توان

در پروژه‌های کیفیت توان، مسیر صحیح معمولاً با اندازه‌گیری و ثبت داده‌ها آغاز می‌شود، سپس نتایج برای شناسایی نوع و منشأ اختلال تحلیل می‌شوند و در نهایت راهکار اصلاحی متناسب با شرایط شبکه پیشنهاد می‌شود.

تدبیر انرژی سپهر در زمینه اندازه‌گیری و تحلیل کیفیت توان، بررسی هارمونیک‌ها و ارائه راهکارهای بهبود کیفیت برق فعالیت می‌کند.

برای آشنایی با خدمات مرتبط می‌توانید به صفحه خدمات کیفیت توان مراجعه کنید.
چند نمونه از پروژه‌هایی که در این حوزه اجرا شده‌اند:

• اندازه‌گیری و تحلیل کیفیت توان در ۲۰ نقطه از شبکه برق جزیره هرمز
• طراحی و نصب فیلتر هارمونیک برای درایوهای الکتروپمپ‌های نیروگاه شهید منتظرالقائم
• تحلیل علت عملکرد رله‌های ۲۰ کیلوولت خط ۷ متروی تهران
• بررسی علت افزایش جریان نول ترانس‌های ۱۰ پست زمینی منطقه بازار تهران

جمع‌بندی

کیفیت توان الکتریکی مجموعه‌ای از پارامترها و رخدادهای مختلف را شامل می‌شود و نمی‌توان وضعیت یک شبکه را تنها با یک شاخص مانند ولتاژ یا THD ارزیابی کرد.

هارمونیک‌ها، افت و بیشبود ولتاژ، فلیکر، عدم تعادل، قطعی و گذراها از مهم‌ترین پدیده‌هایی هستند که در بررسی کیفیت برق مورد توجه قرار می‌گیرند و از آنها به پارامترهای کیفیت توان یا شاخص‌های کیفیت توان تعبیر می‌شود.

برای بهبود کیفیت توان نیز ابتدا باید نوع و منشأ مشکل مشخص شود. سپس می‌توان بر اساس نتایج اندازه‌گیری، راهکارهایی مانند اصلاح ضریب توان، فیلتر هارمونیک، تنظیم ولتاژ، حفاظت در برابر گذراها یا اصلاح نحوه توزیع بار را برای بهبود کیفیت توان انتخاب کرد.

بنابراین، بهترین نقطه شروع برای یک پروژه کیفیت توان، اندازه‌گیری صحیح کیفیت توان، ثبت داده و تحلیل مهندسی شبکه است؛ نه انتخاب مستقیم یک تجهیز اصلاحی.

سؤالات متداول درباره کیفیت توان

کیفیت توان چیست؟

کیفیت توان میزان سازگاری مشخصات برق، از جمله ولتاژ، فرکانس و شکل موج، با شرایط مورد انتظار شبکه و تجهیزات مصرف‌کننده است.

پارامترهای کیفیت توان کدامند؟

شاخص‌هایی نظیر فرکانس، مقدار ولتاژ، افت و بیشبود ولتاژ، قطعی، فلیکر، هارمونیک‌ها، میان‌هارمونیک‌ها، عدم تعادل ولتاژ، گذراها و تغییرات سریع ولتاژ از مهم‌ترین پارامترها و پدیده‌های کیفیت توان هستند.

THD یا اعوجاج هارمونیکی در کیفیت توان چیست؟

THD یا اعوجاج هارمونیکی کل، میزان مولفه‌های هارمونیکی نسبت به مولفه اصلی را بیان می‌کند و یکی از شاخص‌های مهم برای بررسی اعوجاج شکل موج ولتاژ یا جریان است.

چگونه کیفیت برق یا کیفیت توان را اندازه‌گیری کنیم؟

برای اندازه‌گیری کیفیت برق از پاور آنالایزرها و آنالایزرهای تخصصی کیفیت توان استفاده می‌شود. بسته به تجهیزات، می‌توان ولتاژ، جریان، فرکانس، توان، ضریب توان، هارمونیک‌ها، THD و رخدادهای ولتاژی را ثبت کرد.

آیا نصب فیلتر هارمونیک همیشه مشکل کیفیت توان را حل می‌کند؟

خیر. فیلتر باید بر اساس نتایج اندازه‌گیری، طیف هارمونیکی، مشخصات بار و ساختار شبکه انتخاب شود. در برخی شبکه‌ها، طراحی نامناسب فیلتر پسیو می‌تواند باعث ایجاد شرایط نامطلوب رزونانس شود.

برای بهبود کیفیت توان از کجا شروع کنیم؟

بهترین نقطه شروع، اندازه‌گیری و ثبت پارامترهای کیفیت توان در محل مناسب است. پس از مشخص شدن نوع و منشأ اختلال، می‌توان راهکار مناسب را طراحی و انتخاب کرد.

مهم‌ترین استانداردهای کیفیت توان کدامند؟

IEC ۶۱۰۰۰-۴-۳۰ برای روش اندازه‌گیری، EN ۵۰۱۶۰ برای مشخصات ولتاژ شبکه عمومی، IEEE ۵۱۹ برای حدود هارمونیک در نقطه اتصال مشترک، IEEE ۱۱۵۹ برای طبقه‌بندی و پایش رخدادها، و IEC ۶۱۰۰۰-۴-۷ و ۴-۱۵ برای اندازه‌گیری هارمونیک و فلیکر، پرکاربردترین استانداردهای کیفیت توان هستند.

حد مجاز THD ولتاژ چقدر است؟

به استاندارد و سطح ولتاژ بستگی دارد. EN ۵۰۱۶۰ برای شبکه‌های فشار ضعیف و متوسط حداکثر ۸ درصد را تعیین می‌کند. در IEEE ۵۱۹ این حد برای ولتاژهای تا ۱ کیلوولت ۸ درصد، برای ۱ تا ۶۹ کیلوولت ۵ درصد و برای سطوح بالاتر کمتر است.

اندازه‌گیری کیفیت توان چقدر طول می‌کشد؟

برای ارزیابی شاخص‌هایی مثل THD، فلیکر و عدم تعادل حداقل یک هفته ثبت پیوسته لازم است تا چرخه بار روزهای کاری و تعطیل پوشش داده شود. اگر هدف پیدا کردن علت یک رخداد نادر باشد، ممکن است ثبت چند هفته‌ای یا پایش دائمی لازم شود.

پارامترهای کیفیت توان کدامند؟ شرح روشهای بهبود کیفیت توان (کیفیت برق) به زبان ساده

آنالایزر کلاس A چیست و چه زمانی لازم است؟

آنالایزری است که روش اندازه‌گیری، دقت و همگام‌سازی زمانی آن مطابق کلاس A استاندارد IEC ۶۱۰۰۰-۴-۳۰ باشد. هر جا نتایج قرار است مبنای قرارداد، انطباق با استاندارد یا حل اختلاف بین مشترک و شرکت برق باشد، باید از دستگاه کلاس A استفاده کرد.

کیفیت توان با کیفیت برق چه فرقی دارد؟

در کاربرد روزمره هر دو به یک مفهوم اشاره می‌کنند. از نظر فنی بیشتر چیزی که ارزیابی می‌شود کیفیت ولتاژ است، چون شرکت برق ولتاژ را تحویل می‌دهد و جریان را عمدتاً بار مصرف‌کننده تعیین می‌کند.

مقالات مرتبط با کیفیت توان

• اهمیت کیفیت توان الکتریکی
• اندازه‌گیری کیفیت توان و کیفیت برق
• تجزیه و تحلیل کیفیت توان
• راهنمای کامل فیلترهای هارمونیک
• تکنیک‌های ارتقای کیفیت توان
• روش‌های جلوگیری از افت کیفیت توان

مطالعه بیشتر کیفیت توان در Quick guide to power quality problems and causes