برای خرید بانک‌خازنی و اطلاع از لیست قیمت ها فروشگاه تسلاکالا
آکادمی تسلا کالا
کیفیت توان
کیفیت توان

کیفیت توان و استانداردهای مرتبط با آن را بیشتر بشناسیم

کیفیت توان ، همان چیزی که مدتها در صنعت برق کمتر مورد توجه بود، اما امروزه استانداردهای متعددی، برای رسیدن به کیفیت مورد قبول انرژی الکتریکی ارائه میشوند که جا دارد در اولین قدم به بررسی این استانداردها پرداخت و با آنها آشنا شد.

ما به استانداردها در زمینه  کیفیت توان و هارمونیک ها  نیازمندیم تا تمامی کاربران و استفاده‌کنندگان (صنعتی، تجاری و مسکونی) و تولیدکنندگان برق در سطح توزیع یا انتقال، هنگام بحث بر روی کیفیت توان با زبان و اصطلاحات یکسانی صحبت کنند. همچنین استانداردها، محدودیت‌هایی را برای وقایعی که کیفیت توان را در سیستم کاهش می‌دهند، مشخص و معین کرده‌اند.

کیفیت توان
کیفیت توان

 

 استانداردهای ۵۱۹ و ۱۱۵۹ از IEEE

استانداردهای IEEE  تکنیک­ها و تجربیات طراحی قابل‌قبول را برای ما فراهم می‌کنند. استانداردهای IEEE ، مرتبط با کیفیت توان ، شامل دسته‌ای که  کیفیت توان مطلوب را بررسی می‌کند (استاندارد IEEE 519) و آن‌هایی که مربوط به اندازه‌گیری پدیده‌های کیفیت توان (استاندارد IEEE1159)است ، می‌باشد . هر دوی این استانداردها بر روی سیستم‌های AC و هارمونیک‌های آنها تمرکز دارند.

استاندارد IEEE 519[2.1] (منظور استاندارد IEEE 519-1992 می‌باشد) به عنوان ” تکنیک­ها و نیازمندی‌های کنترل هارمونیک در سیستم‌های قدرت الکتریکی”  نام‌گذاری شده است.  چکیده این استاندارد نشان می‌دهد که امروزه مبدل‌های توان، در تأسیسات صنعتی و تجاری زیادی استفاده می­شوند ولی چالش‌هایی در مورد هارمونیک زایی و کنترل توان راکتیو در چنین سیستم‌هایی پیش روی ما قرار دارد.

استانداردها محدودیت‌هایی برای اختلالات گوناگون سیستم‌های توزیع قدرت معین می‌کنند. استاندارد ۱۹۹۲ نسخه اصلاح شده استاندارد قبلی است که در سال ۱۹۸۱ چاپ شد و کنترل هارمونیک‌ها را مورد بررسی و پوشش قرار می‌دهد.

موضوعات اصلی و پایه‌ای استاندارد IEEE 519 مشتمل بر دو قسمت می‌باشند. قسمت اول اینکه شرکت توزیع موظف است، شکل موج ولتاژ سینوسی با کیفیت خوبی تولید کند و دوم این که، مصرف‌کننده‌ها موظف‌اند که جریان‌های هارمونیکی که بارهای آنها از شبکه می‌کشند را محدود کنند.

محدودیت‌های اعوجاج ولتاژی

(نکته: سیستم‌های قدرت فشارقوی می‌توانند تا میزان حداکثر ۲% ، THD داشته باشند)

 

مجموع اعوجاجات هارمونیکی(%)

THD

میزان اعوجاج برای هر مؤلفه هارمونیکی(%)ولتاژ در نقطه اتصال مشترک
۵۳۶۹ کیلوولت و پایین‌تر
۲٫۵۱٫۵۶۹ تا ۱۶۱ کیلوولت
۱٫۵۱

۱۶۱ کیلوولت به بالا

 

مصرف‌کننده شماره ۲ در ورودی خود، ولتاژ نقطه اتصال مشترک خود با مصرف‌کننده شماره ۱ را می‌بیند که این نقطه اتصال مشترک را معمولاً با PCC نشان می‌دهند. هارمونیک‌های کشیده شده از خط توسط مشتری  شماره ۱، باعث بروز اعوجاج ولتاژی در نقطه PCC می‌شوند یا به عبارت دیگر این اعوجاجات در اثر افت ولتاژ ناشی از عبور جریان‌های هارمونیکی در مقاومت و راکتانس خط بروز می‌کنند.

محدودیت‌های اعوجاجات هارمونیکی مربوط به نقطه اتصال مشترک مندرج در استاندارد  IEEE519 نشان داده شده است. این محدودیت‌ها بر کیفیت توانی که باید توزیع‌کننده به مصرف‌کننده تحویل دهد، اعمال می‌شوند. به عنوان مثال،در استاندارد  IEEE519 برای سیستم‌های با ولتاژ کمتر از ۶۹ کیلو ولت، حداکثر میزان اعوجاج ۳%  برای هر مؤلفه هارمونیک و ۵% برای مجموع اعوجاجات هارمونیکی بیان شده است.

حدود اعوجاجات هارمونیکی جریان برای سیستم‌های توزیع (از ۶۹ ولت تا ۶۹ کیلوولت)

حداکثر اعوجاج هارمونیکی جریان بر حسب درصدی از  IL
مرتبه هر مؤلفه هارمونیکی(مؤلفه‌های فرد)
Isc/IL۱۱>۱۷——–۱۱۲۳——–۱۷۳۵——۲۳h>35TDD
<20*۴٫۰۲٫۰۱٫۵۰٫۶۰٫۳۵٫۰
۲۰<50۷٫۰۳٫۵۲٫۵۱٫۰۰٫۵۸٫۰
۵۰<100۱۰٫۰۴٫۵۴٫۰۱٫۵۰٫۷۱۲٫۰
۱۰۰<1000۱۲٫۰۵٫۵۵٫۰۲٫۰۱٫۰۱۵٫۰
>1000۱۵٫۰۷٫۰۶٫۰۲٫۵۱٫۴۲۰٫۰
حدود هارمونیک‌های زوج، ۲۵% حدود هارمونیک‌های فرد ذکر شده در بالا می‌باشد
اعوجاجات جریان که منجر به بروز انحراف DC می‌شوند، مثلاً مبدل‌های نیم موج مجاز نیستند
همه تجهیزات توزیع توان صرف‌نظر از مقدار  Isc/ILبه مقادیر ذکر شده اعوجاجات جریان محدود شده‌اند
پارامترهای Isc و IL به صورت زیر تعریف می‌شوند:

Isc= حداکثر جریان اتصال کوتاه در نقطه  PCC

IL= حداکثر دیماند جریان بار(مؤلفه فرکانس اصلی) در PCC

 

انجمن  IEEE مجموعه گسترده­ای از استانداردهای مرتبط با کیفت توان را در مجموعه خود منتشر کرده است.

 

  فهرست استانداردها مرتبط به کیفیت توان IEEE

ردیفشماره استانداردتوضیح استاندارد
۱IEEE SCC-22کمیته‌ی هماهنگی استانداردهای کیفیت توان
۲IEEE 1159مانیتورینگ کیفیت توان الکتریکی
IEEE 1159.1راهنما و الزامات ضبط و ذخیره‌سازی داده­ها
IEEE 1159.2توصیف پدیده‌ی کیفیت توان
IEEE 1159.3قالب فایل داده‌ها برای تبادل داده‌های کیفیت توان
۳IEEE P1564شاخص‌های فرورفتگی ولتاژ
۴IEEE 1346سازگاری سیستم قدرت با تجهیزات پردازش
۵IEEE P1100برقدار و زمین کردن تجهیزات الکترونیکی
۶IEEE 1433تعاریف کیفیت توان
۷IEEE P1453فلیکر ولتاژ
۸IEEE 519کنترل هارمونیک‌ها در سیستم‌های قدرت الکتریکی
۹IEEE P446منبع تغذیه اضطراری و آماده به کار
۱۰IEEE P1409توزیع توان با شرایط خاص
۱۱IEEE P1547توزیع گسترده و  اتصالات درون شبکه‌ای سیستم‌های قدرت

  

 

استانداردهای IEC

سازمانی که عمدتاً به عنوان متصدی استانداردهای کیفیت توان شناخته می‌شود، IEC  می‌باشد که مقر آن در ژنو است. سازمانIEC در ارتباط با مباحث کیفیت توان، یک مجموعه از استانداردها را تعریف کرده است که استانداردهای سازگاری الکترومغناطیس  نامیده می‌شوند.

مجموعه استانداردهای IEC 61000 شامل هارمونیک‌ها و اینترهارمونیک‌ها به عنوان یکی از پدیده‌های انتشار یافته الکترومغناطیسی فرکانس پایین، می­باشد. یک جایگزین متداول برای استاندارد IEC، بخش ۳ از استاندارد IEEE519-1992 می‌باشد ، که راهکارها و دستورالعمل‌هایی را در مورد هارمونیک‌ها ارائه می‌دهد. استانداردهایی هم در رابطه با تأثیر اعوجاجات هارمونیکی بر تجهیزات خاص وجود دارد.

هرچند استانداردهای بین‌المللی به عنوان یک پایه و اساس برای هماهنگی جهانی می‌باشند، کشورهای مختلف نیز اصلاحات خود را جهت تطابق با اولویت‌های گوناگون ملی به اجرا  در آورده‌اند. این اصلاحات به طور معمول به خاطر مشخصات و ویژگی‌های خاص در ساختار  شبکه برق و مدیریت بار در آن کشورها می‌باشد

به عنوان مثال شبکه برق انگلستان و نیوزلند را در نظر بگیرید. در انگلستان شاهد یک شبکه برق به شدت به هم پیوسته هستیم، که تعداد زیادی بار به صورت تولید پراکنده تغذیه می‌شوند و نتیجتاً این بارها همیشه به نقاط تولید برق، نسبتاً نزدیک هستند. این موضوع در تقابل است با وضعیت نیوزلند، که در آنجا برق به صورت تولید متمرکز، برای نقاط دوردست، و بارهای اصلی یا تعداد زیادی بار کوچک پراکنده فرستاده می‌شود. در نتیجه خطوط انتقال بلند و پایین بودن سطوح اتصال کوتاه شبکه، آسیب‌پذیری سیستم به نفوذ هارمونیک‌ها افزایش می‌یابد. عوامل مذکور و علاوه بر آن، استفاده گسترده از کنترل ریپل، باعث بروز مشکلات گوناگون زیادی نسبت به مشکلات موجود در انگلستان برای کمیته‌های استاندارد می‌شود.

اتحادیه اروپا، تلاش کرده است تا به وسیله دستورالعمل و بخشنامه سازگاری الکترومغناطیس، از حذف شدن موانع فنی در تجهیزات و عملکرد رضایت‌بخش تجهیزات در شرایط الکترومغناطیسی خاص اطمینان حاصل کند و با محدود کردن اختلالات، شبکه توزیع عمومی برق را در برابر آنها محافظت کند.

پیشنهاد مهندسی شماره  ER G5/4 در مارس ۲۰۰۱ در انگلستان به اجرا در آمد تا از تناسب اهداف بخشنامه با اختلالات هارمونیکی شبکه اطمینان حاصل شود. در نسخه اصلاح شده پیشنهاد، میزان مؤلفه‌های هارمونیکی و اعوجاج هارمونیکی کل برای همه سطوح ولتاژی از ۴۰۰ ولت تا ۴۰۰ کیلوولت ارائه شده است. همچنین باید بدانیم که هیچ استانداردی، مرتبط با هارمونیک سیستم‌ها نمی‌تواند دائم و همیشگی باشد بلکه به عنوان تفسیر کنونی و موقت سیستم، تکنیک­های مانیتورینگ و مدل‌سازی را ارائه می‌کند. نتیجتاً به موازات افزایش درک و فهم ما نسبت به تکنیک­های تحلیلی از یک طرف و اندازه‌گیری‌های پیشرفته از طرف دیگر، استانداردها نیز باید تغییر کنند.

در استاندارد IEC 61000 1-4 قوانینی برای محدود کردن انتشار هارمونیک‌ها و اینترهارمونیک‌های جریان تا ۹ کیلوهرتز، که از طریق تجهیزات و بارها به شبکه اعمال می‌شوند ارائه شده است.

استاندارد IEC 61000 2-1 هم، عوامل اصلی هارمونیک زا را در سه گروه  شامل: تجهیزات شبکه، بارهای صنعتی و بارهای مسکونی به اجمال نشان می‌دهد.

استفاده روزافزون از مبدل HVDC و ادوات FACTS ، علت و منبع اصلی اعوجاج هارمونیکی در سیستم انتقال می‌باشد. مبدل‌های استاتیکی توان و کوره‌های قوس الکتریکی هم عوامل اصلی هارمونیک‌ها در صنعت می‌باشند، و تجهیزات و دستگاه‌هایی که دارای یکسوسازهای مجهز به فیلتر خازنی می‌باشند(عمدتاً رایانه‌ها و تلویزیون‌ها) عوامل اصلی هارمونیک‌ها در شبکه توزیع خانگی هستند.

استاندارد IEC 61000 2-2 شامل بخشی در مورد میزان اعوجاج هارمونیکی و اینترهارمونیکی مجاز ولتاژ در شبکه L.V صنعتی می‌باشد.

استاندارد IEC 61000 2-4 هم میزان مجاز هارمونیک و اینترهارمونیک‌ها را برای کارخانه‌های صنعتی مشخص می‌کند. این استاندارد همچنین آثار اصلی اینترهارمونیک‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.

کیفیت توان
کیفیت توان

فهرست استانداردها مرتبط به کیفیت توان IEC

ردیفشماره استانداردتوضیح استاندارد
۱IEC 61000-4-11ایمنی فرورفتگی ولتاژ-۱۶ آمپر و یا کمتر
۲IEC 61000-4-34ایمنی فرورفتگی ولتاژ- بیشتر از۱۶ آمپر
۳IEC 61000-4-30روش‌های اندازه‌گیری کیفیت توان
۴۶۱۰۰۰-۱-Xتعاریف و روش‌ها
۵۶۱۰۰۰-۲-X

 

محیط‌زیست( به عنوان مثال استاندارد شماره ۴-۲- ۶۱۰۰۰ سطح مجاز جهت کارخانجات صنعتی است)
۶۶۱۰۰۰-۳-X

 

محدودیت‌ها( به عنوان مثال استاندارد شماره ۴-۳-۶۱۰۰۰، مطابق با محدودیت‌های پخش هارمونیک‌ها)
۷۶۱۰۰۰-۴-Xاندازه‌گیری‌ها  و تست­ها (به عنوان مثال استاندارد شماره ۳۰-۴-۶۱۰۰۰ مربوط به اندازه‌گیری کیفیت توان می‌باشد)
 ۶۱۰۰۰-۵-Xروش نصب و کاهش خطرات احتمالی
۸۶۱۰۰۰-۶-Xاستاندارد ایمنی عمومی و استانداردهای تشعشع الکترومغناطیس
۹IEC SC77Aپدیده‌های سازگاری الکترومغناطیس فرکانس پایین، اساساً معادل کیفیت تواندر اصطلاحات فنی آمریکایی ا ست
۱۰TC 77/WG 1اصطلاحات
۱۱SC 77A/WG 1هارمونیک‌ها و دیگر اختلالات فرکانس پایین
۱۲SC 77A/WG 6آزمایش ایمنی فرکانس پایین
۱۳SC 77A/WG 2نوسانات ولتاژ و دیگر اختلالات فرکانس پایین
۱۴SC 77A/WG 8اختلالات الکترومغناطیسی مرتبط به فرکانس شبکه
۱۵SC 77A/WG 9روش‌های اندازه‌گیری کیفیت توان
۱۶SC 77A/PT 61000-3-1

 

سازگاری الکترومغناطیسی،

 

در زمینه ی اصلاح ضریب قدرت سوالی دارید؟

کارشناسان فنی ما آماده ی پاسخ گویی رایگان به سوالات شما هستند

برو به فروشگاه

تماس با ما : ۰۲۱۹۱۰۲۶۱۲۶

تسلا کالا

در آکادمی تسلا کالا مقالات آموزشی در زمینه های اصلاح ضریب قدرت و انواع خازن های فشار ضعیف ، متوسط و قوی را می توانید مطالعه کنید. هدف ما از این آموزش ها انتقال تجربیاتمان به مهندسین و همچنین کمک به استفاده ی درست تر و بهینه تر از ظرفیت شبکه ی انتقال برق می باشد.

اضافه کردن نظر

/* ]]> */