کاربرد یو پی‌ اس در رفع نوسانات برق

نویسنده : administrator موضوع : یو پی اس بدون دیدگاه

مقدمه : امروزه قطع ناگهانی برق در بسیاری موارد باعث اختلال در جنبه­‌های مختلف زندگی روزمره می­شود. فعالیت­های تجاری، صنعتی، اداری، پزشکی و سایر مشاغل نیز از این قاعده مستثنی نیستند. همچنین بسیاری از دستگاه­ های الکتریکی (نظیر سیستم­‌های کامپیوتری و دیتاسنترها) به نوسانات برق شهر مانند کاهش یا افزایش لحظه­‌ای یا بلند مدت ولتاژ و تغییرات فرکانس برق ورودی حساس هستند. معمولاً عملکرد مداوم این تجهیزات، به صورت بدون وقفه و بدون اختلال حائز اهمیت است. به همین دلیل این‌گونه بارها برای عملکرد صحیح، به یک منبع تأمین برق با قابلیت اطمینان بالا نیاز دارند. در این مقاله قصد داریم ضمن معرفی انواع آلودگی­‌های برق شهر و اختلالات کیفیت توان و نوسانات برق ، کاربرد یو پی اس و استابلایزر به منظور حفاظت بارهای حساس در برابر این نوسانات را شرح دهیم.

انواع اختلالات کیفیت توان

برخی اختلالات کیفیت توان عبارتند از:

1) کاهش ولتاژ (voltage sag) :

تعریف: کاهش دامنه ولتاژ بین 10% تا 90% مقدار نامی در فرکانس نامی سیستم قدرت (50 هرتز) به مدت نیم سیکل (10 میلی‌ثانیه) تا یک دقیقه. شکل 1 نمونه‌ای از این کاهش ولتاژ را نشان می‌دهد.

دلایل: وقوع خطا مثل اتصال کوتاه در شبکه­ انتقال و توزیع (اکثر مواقع در فیدرهای موازی) – اتصال بارهای سنگین و راه ­اندازی موتورهای بزرگ.

نتایج: اختلال در عملکرد تجهیزات IT که حتی ممکن است منجر به خاموشی آن‌ها شود – اختلال در عملکرد کنتاکتورها و رله­ های الکترومکانیکی و خاموشی یا کاهش بازده موتورهای الکتریکی.

اختلالات کیفیت توان - کاهش ولتاژ (voltage sag) - یو پی اس - UPS - استابلایزر - استابیلایزر

شکل ۱ – کاهش ولتاژ (voltage sag)

2) قطع کوتاه مدت برق (very short interruption) :

تعریف: قطع کامل برق به مدت چند میلی ثانیه تا یک الی دو ثانیه.

دلایل: عمدتاً به دلیل قطع و وصل مجدد اتوماتیک دستگاه­های حفاظتی برای حذف یک بخش معیوب شبکه. علل اصلی خطا عبارتند از: شکست عایقی و رعد و برق. شکل 2 نمونه‌ای از این قطع برق را نشان می‌دهد.

نتایج: اختلال در عملکرد تجهیزات حفاظتی – از بین رفتن اطلاعات و عملکرد نامطلوب تجهیزات پردازش داده – خاموشی تجهیزات حساس مانند رایانه‌های شخصی و PLC ها.

 

اختلالات کیفیت توان - قطع کوتاه مدت برق (very short interruption) - یو پی اس - UPS - استابلایزر - استابیلایزر

شکل ۲ – قطع کوتاه مدت برق (very short interruption)

3) قطع بلند مدت برق (long interruption) :

تعریف: قطع کامل برق برای مدت بیشتر از یک الی دو ثانیه.

دلایل: خرابی تجهیزات شبکه قدرت – قطع خطوط انتقال مثلاً به دلیل طوفان یا آتش سوزی – خطاهای انسانی – هماهنگی نامناسب رله­ های حفاظتی.

نتایج: خاموشی تمام تجهیزات.

 

4) نوسانات شدید و لحظه­ ای ولتاژ (voltage spike) :

تعریف: تغییر بسیار سریع دامنه ولتاژ برای مدت زمان چند میکرو ثانیه تا چند میلی ثانیه. این تغییرات ممکن است به هزار ولت، حتی در ولتاژ فشار ضعیف برسد. شکل 3 نمونه‌ای از این نوسانات شدید را نشان می‌دهد.

دلایل: رعد و برق – کلیدزنی خطوط انتقال یا خازن­ های اصلاح ضریب توان و قطع بارهای سنگین.

نتایج: از بین رفتن تجهیزات به ویژه قطعات الکترونیکی و مواد عایق – خطاهای پردازش داده یا از دست دادن اطلاعات – تداخل الکترومغناطیسی.

اختلالات کیفیت توان - نوسانات شدید و لحظه‌ای ولتاژ (voltage spike) - یو پی اس - UPS - استابلایزر - استابیلایزر

شکل ۳ – نوسانات شدید و لحظه‌ای ولتاژ (voltage spike)

5) افزایش ولتاژ (voltage swell) :

تعریف: افزایش موقت دامنه­‌ی ولتاژ فراتر از محدوده­ استاندارد در فرکانس نامی سیستم قدرت (50 هرتز) به مدت بیش از یک سیکل و معمولاً کمتر از چند ثانیه.

دلایل: راه اندازی یا توقف بارهای سنگین، تنظیم نامناسب تپ ترانسفورماتورهای قدرت (عمدتاً در ساعات غیر اوج).

نتایج: از بین رفتن اطلاعات – سوسو زدن لامپ و صفحه نمایش – خاموشی یا خسارت به تجهیزات حساس در صورتی که ولتاژ خیلی زیاد باشد.

 

6) اعوجاج هارمونیکی (harmonic distortion) :

تعریف: غیر سینوسی شدن شکل موج جریان یا ولتاژ. شکل موج نهایی، مجموع امواج سینوسی مختلف با دامنه و فاز مختلف است و دارای فرکانس­‌هایی است که چند برابر فرکانس سیستم قدرت (50 هرتز) هستند. شکل 4 نمونه‌ای از این اعوجاجات را نشان می‌دهد. منابع کلاسیک: ماشین­های الکتریکی که در بالای نقطه­ زانویی (knee point) منحنی اشباع مغناطیسی کار می‌کنند. کوره­ های قوس – دستگاه ­های جوشکاری – یکسو کننده ها و موتورهای dc جاروبک‌دار.منابع مدرن: تمام بارهای غیر خطی مانند تجهیزات الکترونیک قدرت نظیر منابع تغذیه سوئیچینگ – تجهیزات پردازش داده – لامپ­های FPL ، CFL و فلوئورسنت.

بیشتر بخوانید:  چطور یو پی اس صنعتی را از یو پی اس اداری تشخیص دهیم؟

نتایج: افزایش احتمال وقوع تشدید (رزونانس) – عبور جریان از سیم نول در سیستم‌های 3 فاز – گرم شدن بیش از حد تمام کابل­ها و تجهیزات – کاهش بازده ماشین­ های الکتریکی – تداخل الکترومغناطیسی با سیستم­های مخابراتی – خطا در کار دستگاه­های اندازه­‌گیری

 

اختلالات کیفیت توان - اعوجاج هارمونیکی (harmonic distortion) - یو پی اس - UPS - استابلایزر - استابیلایزر

شکل ۴ – اعوجاج هارمونیکی (harmonic distortion)

7) نوسان ولتاژ (voltage flicker) :

تعریف: نوسان دامنه ولتاژ توسط یک سیگنال با فرکانس صفر تا 30 هرتز. شکل 5 نمونه‌ای از فلیکر ولتاژ را نشان می‌دهد.

منابع: کوره ­های قوس – راه ­اندازی و توقف مکرر موتور الکتریکی (به عنوان مثال آسانسور).

نتایج: شبیه کاهش ولتاژ – سوسو زدن نور لامپ‌ها و صفحه نمایش.نوسان ولتاژ (voltage fluctuation) - نوسانات برق - یو پی اس - UPS - استابلایزر - استابیلایزر

شکل ۵ – نوسان ولتاژ (voltage fluctuation)

8) نویز (noise) :

تعریف: قرار گرفتن سیگنال­ های فرکانس بالا بر شکل موج اصلی سیستم قدرت. شکل 6 نمونه‌ای از نویز ولتاژ را نشان می‌دهد.

دلایل: تداخل الکترومغناطیسی ناشی از امواج فرکانس بالا مانند مایکروویو – اختلالات ناشی از دستگاه­ های جوشکاری – کوره­ های قوس و تجهیزات الکترونیکی – سیستم زمین نامناسب.

نتایج: اختلال در تجهیزات الکترونیکی حساس که معمولاً مخرب نیست. ممکن است باعث از دست رفتن داده­ها و خطاهای پردازش داده شود.

نویز (noise) - نوسانات برق - یو پی اس - UPS - استابلایزر - استابیلایزر

شکل ۶ – نویز (noise)

9) عدم تعادل ولتاژ (voltage unbalance) :

تعریف: عدم برابری دامنه ­ی ولتاژ یا اختلاف فاز بین فازهای مختلف در یک سیستم سه فاز. شکل 7 نمونه‌ای از عدم تعادل ولتاژ را نشان می‌دهد.

دلایل: بارهای تک فاز بزرگ مثل کوره القایی – توزیع نادرست تمام بارهای تک فاز در سه فاز سیستم – وقوع خطاهای طبیعی و انسانی.

نتایج: سیستم‌های نامتقارن حاکی از وجود یک توالی منفی است که برای تمام بارهای سه فاز مضر است. در این بین ماشین­های القایی سه فاز بیشترین آسیب را می­بینند.

عدم تعادل ولتاژ (voltage unbalance) - نوسانات برق - یو پی اس - UPS - استابلایزر - استابیلایزر

شکل ۷ – عدم تعادل ولتاژ (voltage unbalance)

رفع اختلالات کیفیت توان و نوسانات برق با یو پی اس یا استابلایزر

شرکت بهراد به منظور حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر نوسانات برق و آلودگی‌های برق شهر، استفاده از یو پی اس یا استابلایزر را توصیه می­کند.

  • یو پی­ اس آنلاین به دلیل تبدیل پیوسته ولتاژ ac به dc و تبدیل مجدد ولتاژ dc به ac ، بارهای حساس را در برابر کاهش یا افزایش ولتاژ، قطع کوتاه مدت یا بلند مدت برق، اعوجاج هارمونیکی، نوسان ولتاژ و عدم تعادل ولتاژ، ایزوله و حفاظت می­کند. در صورت استفاده از UPS آنلاین، بارهای خروجی در برابر نوسانات شدید ولتاژ (voltage spike) ایزوله می­شوند اما ممکن است خود UPS آسیب ببیند. نویز الکتریکی هم ممکن است به خروجی منتقل شود که در اینصورت استفاده از یو پی­ اس آنلاین transformer based توصیه می­شود. یو پی­ اس ترانسفورمر بیس به دلیل استفاده از ترانسفورمر در خروجی اینورتر، بارهای خروجی را کاملاً از نظر الکتریکی و مغناطیسی ایزوله می­کند.
  • یو پی­اس لاین اینتراکتیو بارهای خروجی را در برابر کاهش و افزایش ولتاژ و قطع کوتاه مدت و بلند مدت برق حفاظت می­کند.
  • یو پی ­اس آفلاین بارهای خروجی را فقط در برابر قطع کوتاه مدت و بلند مدت برق حفاظت می­کند. لازم به ذکر است یو پی­ اس های آفلاین شرکت بهراد، همگی از نوع لاین اینتراکتیو بوده که با توجه با مطالب بیان‌شده حفاظت بیشتری برای بارهای خروجی فراهم می­کند.
  • استابیلایزر بارهای خروجی را تنها در برابر کاهش یا افزایش بلندمدت ولتاژ حفاظت می­کند.

به منظور آشنایی بیشتر با ویژگیهای انواع UPS و استابلایزر، شما را به مطالعه مقالات « تفاوت یو پی اس آنلاین ،‌ آفلاین و لاین اینتر اکتیو » و « مقایسه UPS و استابلایزر » دعوت می­کنیم.

مشاوره رایگان با متخصصان بهراد

متخصصین شرکت بهراد با 29 سال تجربه در زمینه تولید، نصب و خدمات پس از فروش انواع یو پی اس و استابلایزر در اصفهان، همواره آماده پاسخگویی و مشاوره به شما هستند. بدین منظور می­توانید از طریق بخش « تماس با بهراد » با ما در ارتباط باشید.