کاربرد یو پی‌ اس در رفع نوسانات برق

امروزه قطعی برق ناگهانی 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 ناپایداری‌های برق شهر و اختلالات کیفیت توان و نوسانات و قطعی برق ، کاربرد یو پی اس و استابلایزر به منظور حفاظت بارهای حساس در برابر این نوسانات را شرح دهیم.

شما می‌توانید برای پیدا کردن یو پی اس مناسب خود برای جلوگیری از این آسیب‌ها و خسارات، از ابزار هوشمند انتخاب يو پي اس بهراد استفاده نماييد و یا با کارشناسان ما تماس بگیرید.

مطالعه راهنمای کامل و نکات ضروری برای خرید یو پی اس

انواع اختلالات کیفیت توان و نوسانات برق

برخی اختلالات کیفیت توان و نوسانات برق عبارتند از:

1) کاهش ولتاژ (voltage sag):

یکی از انواع نوسانات برق کاهش ولتاژ می‌باشد.

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.

شکل ۱ – کاهش ولتاژ (voltage sag)

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

مورد بعدی از انواع اختلالات و نوسانات برق ، قطعی برق کوتاه مدت است.

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

دلایل: عمدتاً به دلیل قطعی برق 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.

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

3) قطعی برق بلند مدت (long interruption):

تعریف: قطعی برق برای مدت بیشتر از یک الی دو ثانیه از دیگر موارد اختلالات و نوسانات برق می‌باشد.

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 لحظه­‌ای ولتاژ (voltage spike):

یکی از موارد آسیب زننده در بین انواع اختلالات توان و نوسانات برق ، نوسانات شدید و لحظه‌ای ولتاژ است.

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.

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

5) افزایش ولتاژ (voltage swell):

این مورد نیز مانند کاهش ولتاژ از انواع نوسانات برق می‌باشد.

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 نوسانات برق 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.

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

شکل ۴ – اعوجاج هارمونیکی (harmonic distortion)

7) نوسان ولتاژ (voltage flicker):

یکی از رایج ترین موارد نوسان برق و کیفیت توان نوسان ولتاژ است.

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.

شکل ۵ – نوسان ولتاژ (voltage fluctuation)

8) نویز (noise):

نویز نیز یکی از انواع اختلالات و نوسانات برق می‌باشد.

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.

شکل ۶ – نویز (noise)

9) عدم تعادل ولتاژ (voltage unbalance):

مورد آخر از اختلالات  کیفیت توان و نوسانات برق عدم تعادل ولتاژ است.

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 می­ بینند.

شکل ۷ – عدم تعادل ولتاژ (voltage unbalance)

رفع اختلالات کیفیت توان و نوسانات برق و جلوگیری از قطعی برق ناگهانی با یو پی اس یا استابلایزر

شرکت بهراد به منظور حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر نوسانات برق و جلوگیری از قطعی برق ناگهانی، 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 پی ­اس 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 بیش از 32 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.