يشير SAG الجهد إلى موقف في نظام الطاقة حيث ينخفض الجهد فجأة بشكل كبير لأسباب مختلفة. عادةً ما تتعافى هذه الحالة في وقت قصير جدًا ولكنها قد تستمر لعدة ثوانٍ أو أكثر. قد تشمل أسباب انخفاض الجهد ضربات البرق, البداية المفاجئة للأحمال الكبيرة, أخطاء الدائرة القصيرة, إلخ. في الأعمال الكهربائية اليومية, قد نواجه تراجع الجهد, ولكن ما هي بالضبط؟? ما الضرر الذي يمكن أن يجلبوه لحياتنا وعملنا؟? وكيف يمكن إدارتها بفعالية?
نظرة عامة أساسية على تراجع الجهد
حالة الجهد, المعروف أيضا باسم انخفاض الجهد, يشير إلى انخفاض مفاجئ أو خسارة شبه كاملة للقيمة الفعالة لجهد الإمداد, يليه التعافي إلى القيم شبه الطبيعية. يتم وصف تراجع الجهد عمومًا بالجهد المحتجز والمدة. تعريف تبلد الجهد من قبل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) هو انخفاض مفاجئ في القيمة الفعالة لجهد مصدر الطاقة 10%-90% من قيمتها المقدرة في نظام إمدادات الطاقة, والذي يعود إلى ظروف التشغيل العادية خلال فترة قصيرة لاحقة 1 دقيقة.
مخاطر انخفاض الجهد
انخفاض الجهد ليس له تأثير يذكر على العديد من المستخدمين, وخاصة مستخدمي المباني العامة والسكنية, والبعض منهم قد لا يلاحظ حتى حدوثها. نظرا للمدة القصيرة جدا, من الصعب اكتشاف تراجع الجهد دون تركيب أداة مراقبة مخصصة على شبكة الكهرباء.
- تأثير كبير على صناعات تكنولوجيا المعلومات وأشباه الموصلات
للمستخدمين والمرافق الحساسة لانخفاض الجهد (مثل صناعة أشباه الموصلات, معدات التحكم الرقمي الإلكترونية, الأجهزة الحركية ذات السرعة المتغيرة, شركات معدات صناعة تكنولوجيا المعلومات, إلخ.), يمكن أن تكون الخسائر الناجمة عن تراجع الجهد هائلة.
2. تأثير كبير على صناعة المعلومات:
سوء تشغيل أجهزة التحكم الآلي, أعطال نظام الكمبيوتر, إلخ.
ضرر للمعدات الميكانيكية الحساسة: من المحتمل حدوث ضرر لمولدات التيار المستمر عندما ينخفض الجهد إلى أقل من ذلك 80% من الطبيعي, يحتمل أن تسبب حوادث رحلة الدائرة.
لوحدات التحكم PLC:
يمكن أن يؤدي انخفاض الجهد أو قصر الدائرة إلى حدوث اضطرابات في برنامج التحكم.
لمحركات التردد المتغير:
يتم إيقاف التشغيل إذا ظل الجهد أقل بشكل مستمر 70% لمدة 120 ثانية.
3. معترف بها باعتبارها قضية جودة الطاقة الأكثر أهمية
انخفاض الجهد والتقلبات يمكن أن يسبب خسائر اقتصادية. للمستخدمين الحساسة, زيادة 90% من مشاكل جودة الطاقة تعزى إلى المشاكل الناجمة عن تراجع الجهد, مما يجعلها مشكلة رئيسية للتشغيل العادي والآمن لهذه المعدات الكهربائية. وفقا للإحصاءات, إن الاهتمام بانخفاض الجهد من قبل قطاعات الطاقة والمستخدمين الأوروبيين والأمريكيين أقوى بكثير مقارنة بقضايا جودة الطاقة الأخرى. أحد العوامل المهمة هو أن الشكاوى الناجمة عن انخفاض الجهد تمثل أكثر من ذلك 80% لجميع الشكاوى المتعلقة بجودة الطاقة, في حين أن تلك الناجمة عن التوافقيات, تبديل عملية الجهد الزائد, إلخ., حساب أقل من 20%. يعتقد الخبراء أن انخفاض الجهد أصبح أهم مشكلة تتعلق بجودة الطاقة, مما يفرض تحديات جديدة على جودة إمدادات الطاقة في مجتمع المعلومات.
هل يمكن تجنب تراجع الجهد؟?
الجواب هو أنه لا يمكن تجنبها حتى مع موثوقية مصدر الطاقة العالية. أسباب كثيرة يمكن أن تسبب تراجع الجهد, مثل ضربات البرق غير المتوقعة, الاتصال العرضي بالحيوانات أو الأجسام الغريبة, أخطاء الخطوط الناجمة عن الرياح القوية والعوامل البيئية الطبيعية الأخرى, والظواهر الناتجة عن تبديل خطأ الطاقة. كل هذه الأخطاء التي تسبب انقطاع التيار الكهربائي مؤقتًا أو انخفاض الجهد لا يمكن تجنبها حاليًا في أنظمة الطاقة, مع حدوث انخفاضات في الجهد تتجاوز بكثير انقطاع التيار الكهربائي الكامل. ومن المفهوم أن مستخدمي الطاقة الأجنبية, وخاصة بعض الشركات التي لديها متطلبات كهرباء عالية الجودة, طالبت في البداية شركات الطاقة بتحسين موثوقية إمدادات الطاقة. أدى هذا النهج إلى زيادة تكاليف الاستثمار الأولية بشكل كبير, ومع ذلك، لم يتم حل مشكلة انخفاض الجهد بشكل فعال. حتى مع موثوقية إمدادات الطاقة 99.99999% (الهدف النهائي لشركات الطاقة, وهو ما يصعب تحقيقه عمليا), محسوبة على 365 أيام في السنة, ويبلغ إجمالي وقت انقطاع التيار الكهربائي السنوي بضع ثوانٍ فقط. لكن, على الرغم من هذه الموثوقية العالية, لا يزال من الممكن أن يحدث انخفاض في الجهد حوالي عشر مرات في السنة. على الرغم من التكاليف الاستثمارية الكبيرة, إن تأثير القمع على تراجع الجهد ليس مثاليًا.
كيف تتم إدارة تراجع الجهد?
أظهرت الدراسات أن تكلفة وفعالية إدارة الجهد تتدلى من مصدر إمداد الطاقة إلى خط الإنتاج بأكمله, مستوى المعدات, وينخفض مستوى التحكم في الجهاز بشكل كبير. لذلك, من منظور تكاليف الإدارة وفعاليتها, يوصى بإجراء الإدارة عند نقطة نهاية الجهاز, حتى في أعماق مكونات التحكم الكهربائية بالجهاز. أقرب إلى نقطة النهاية يتم إجراء الإدارة, كلما قلت التكلفة ونفس التأثير الإداري يمكن تحقيقه.
أجهزة تعويض الجهد الأكثر شيوعًا المثبتة في الدوائر هي أجهزة استعادة الجهد الديناميكي (مسجل فيديو رقمي) وإمدادات الطاقة غير المنقطعة (يو بي إس).
يو بي إس
يتم تحويل جهد الشبكة إلى جهد التيار المباشر بواسطة عاكس AC-DC, يتم توفيره إلى العاكس DC-AC, ويتم توفير جهد تيار متردد ثابت للحمل. في أثناء, يقوم جهد الشبكة بشحن بطارية تخزين الطاقة. عندما يكون جهد الشبكة منخفضًا أو ينخفض فجأة, تبدأ طاقة UPS في العمل, إمداد الطاقة المطلوبة للحمل من بطارية تخزين الطاقة للحفاظ على الإنتاج الطبيعي. عندما يكون الحمل زائدا بشدة, يقوم جهد الشبكة بتزويد الطاقة مباشرة إلى الحمل من خلال التصحيح. يمكن لـ UPS حل المشكلات بشكل فعال مثل انخفاض الجهد وانقطاع إمدادات الطاقة على المدى القصير. لكن, يجب تحويل قوة الحمل بالكامل من خلال UPS, زيادة خسائر النظام وتقليل الكفاءة.
مسجل فيديو رقمي
عندما يحدث تبلد الجهد, يقوم عاكس DC-AC مع وظيفة تعديل عرض النبضة بتجميع سعة يمكن التحكم فيها, تكرار, والجهد الموجي, والذي يضاف إلى جهد الخط من خلال محول دفعة سلسلة, ردا على تبلد الجهد في الداخل 1/4 دورة, رفع جهد الخرج إلى المستوى المطلوب من قبل النظام. تعتمد موجة تعديل PWM للعاكس على موجة جيبية قياسية, ومن خلال مقارنة شكل موجة الجهد المجمعة مع الموجة القياسية, يمكن تعويض توافقيات الجهد بشكل فعال. يتم توفير الطاقة لتعزيز الجهد بواسطة مكثف التيار المباشر.
يعد DVR حاليًا الجهاز الأكثر جذبًا للانتباه لحل مشكلة انخفاض الجهد محليًا ودوليًا. على الرغم من أن DVR يعمل بشكل متسلسل على الخط, لأنه يحتاج فقط إلى تعويض جزء من الطاقة أثناء تراجع الجهد, قوتها التصميمية فقط 1/5 ل 1/3 من إجمالي سعة الحمولة, مما يجعل سعره أفضل من سعر UPS بنفس السعة وخسارته أقل بكثير من الأخير, مما يدل على التقدم التقني الكبير.
