ولتاژ SAG به وضعیتی در یک سیستم قدرت اشاره دارد که ولتاژ به دلایل مختلف ناگهان به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این وضعیت معمولاً در مدت زمان بسیار کوتاهی بهبود می یابد، اما می تواند چندین ثانیه یا بیشتر ادامه یابد. علل کاهش ولتاژ ممکن است شامل صاعقه باشد, شروع ناگهانی بارهای بزرگ, خطاهای اتصال کوتاه, OTC. در کارهای برقی روزانه, ممکن است با کاهش ولتاژ مواجه شویم, اما آنها دقیقا چه هستند? چه آسیب هایی می توانند به زندگی و کار ما وارد کنند? و چگونه می توان آنها را به طور موثر مدیریت کرد?
نمای کلی از کاهش ولتاژ
مورد ولتاژ, همچنین به عنوان کاهش ولتاژ شناخته می شود, به کاهش ناگهانی یا تقریباً از دست دادن تقریباً کامل مقدار مؤثر ولتاژ تغذیه اشاره دارد, به دنبال آن بازیابی به مقادیر نزدیک به نرمال. افت ولتاژ به طور کلی با ولتاژ حفظ شده و مدت زمان توصیف می شود. تعریف کاهش ولتاژ توسط موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) افت ناگهانی در مقدار موثر ولتاژ منبع تغذیه به 10%-90% مقدار نامی آن در سیستم منبع تغذیه, که در یک دوره کوتاه بعدی به شرایط عملیاتی عادی باز می گردد 1 دقیقه.
خطرات کاهش ولتاژ
کاهش ولتاژ تأثیر کمی بر بسیاری از کاربران دارد, به ویژه کاربران ساختمان های عمومی و مسکونی, برخی از آنها ممکن است حتی متوجه وقوع آنها نشوند. به دلیل مدت زمان بسیار کوتاه, تشخیص افت ولتاژ بدون نصب ابزار نظارتی اختصاصی در شبکه برق دشوار است.
- تأثیر قابل توجهی بر صنایع IT و نیمه هادی ها
برای کاربران و امکانات حساس به کاهش ولتاژ (مانند صنعت نیمه هادی, تجهیزات کنترل عددی الکترونیکی, دستگاه های موتور با سرعت متغیر, شرکت های تجهیزات صنعت فناوری اطلاعات, و غیره), تلفات ناشی از کاهش ولتاژ می تواند بسیار زیاد باشد.
2. تاثیر بزرگی بر صنعت اطلاعات:
عملکرد نادرست دستگاه های کنترل خودکار, خرابی سیستم کامپیوتری, OTC.
آسیب به تجهیزات مکانیکی حساس: هنگامی که ولتاژ کمتر شود، احتمال آسیب به ژنراتورهای DC وجود دارد 80% از نرمال, به طور بالقوه باعث بروز حوادث در سفر مداری می شود.
برای کنترلرهای PLC:
کاهش ولتاژ یا اتصال کوتاه مدار می تواند باعث اختلال در برنامه کنترل شود.
برای درایوهای فرکانس متغیر:
اگر ولتاژ به طور مداوم پایین بماند، عملیات متوقف می شود 70% برای 120 ثانیه.
3. به عنوان مهم ترین مسئله کیفیت برق شناخته شده است
کاهش و نوسانات ولتاژ می تواند باعث زیان اقتصادی شود. برای کاربران حساس, تمام 90% مسائل مربوط به کیفیت توان به مشکلات ناشی از کاهش ولتاژ نسبت داده می شود, آن را به یک مسئله اصلی برای عملکرد عادی و ایمن چنین تجهیزات الکتریکی تبدیل می کند. طبق آمار, توجه به کاهش ولتاژ توسط بخش های برق اروپا و آمریکا و کاربران در مقایسه با سایر مسائل کیفیت برق بسیار قوی تر است.. یک عامل مهم این است که شکایات ناشی از کاهش ولتاژ بیشتر است 80% از تمام شکایات کیفیت برق, در حالی که آنهایی که توسط هارمونیک ایجاد می شوند, اضافه ولتاژهای عملکرد سوئیچ, و غیره, کمتر از 20%. کارشناسان بر این باورند که کاهش ولتاژ به مهمترین مسئله کیفیت برق تبدیل شده است, ایجاد چالش های جدید برای کیفیت تامین برق در جامعه اطلاعاتی.
آیا می توان از کاهش ولتاژ جلوگیری کرد?
پاسخ این است که حتی با قابلیت اطمینان بالای منبع تغذیه نیز نمی توان از آنها اجتناب کرد. دلایل زیادی می تواند باعث کاهش ولتاژ شود, مانند صاعقه های غیرمنتظره, تماس تصادفی با حیوانات یا اشیاء خارجی, گسل های خط ناشی از بادهای شدید و سایر عوامل محیطی طبیعی, و پدیده های تولید شده توسط سوئیچینگ خطای برق. تمام این خطاها که باعث قطعی لحظه ای برق یا کاهش ولتاژ می شوند در حال حاضر در سیستم های قدرت اجتناب ناپذیر هستند., با وقوع افت ولتاژ بسیار بیشتر از قطعی کامل برق. این قابل درک است که کاربران قدرت خارجی, به ویژه برخی از شرکت ها با تقاضای برق با کیفیت بالاتر, در ابتدا از شرکت های برق خواست تا قابلیت اطمینان منبع تغذیه را بهبود بخشند. این رویکرد به طور قابل توجهی هزینه های سرمایه گذاری اولیه را افزایش داد, با این حال، مشکل کاهش ولتاژ هرگز به طور موثر حل نشد. حتی با قابلیت اطمینان منبع تغذیه از 99.99999% (هدف نهایی شرکت های برق, که دستیابی به آن در عمل دشوار است), محاسبه شده است 365 روزهای سال, کل زمان قطع برق سالانه تنها چند ثانیه است. هر چند, با وجود چنین قابلیت اطمینان بالایی, کاهش ولتاژ همچنان می تواند تا حدود ده بار در سال رخ دهد. با وجود هزینه های قابل توجه سرمایه گذاری, اثر سرکوب در کاهش ولتاژ ایده آل نیست.
کاهش ولتاژ چگونه مدیریت می شود?
مطالعات نشان داده اند که هزینه و اثربخشی مدیریت کاهش ولتاژ از منبع تغذیه تا کل خط تولید, سطح تجهیزات, و سطح کنترل دستگاه به طور تصاعدی کاهش می یابد. از این رو, از منظر هزینه و اثربخشی مدیریت, از انجام مدیریت در نقطه پایانی دستگاه حمایت می شود, حتی در عمق اجزای کنترل الکتریکی دستگاه. هر چه مدیریت به نقطه پایانی نزدیکتر باشد, می توان به هزینه کمتر و همان اثر مدیریتی دست یافت.
معمولی ترین دستگاه های جبران ولتاژ نصب شده در مدارها، Restorer های ولتاژ دینامیک هستند (DVR) و منابع تغذیه بدون وقفه (غوغا).
غوغا
ولتاژ شبکه توسط یک اینورتر AC-DC به ولتاژ جریان مستقیم تبدیل می شود, به یک اینورتر DC-AC عرضه می شود, و ولتاژ AC پایدار به بار ارائه می شود. در ضمن, ولتاژ شبکه باتری ذخیره انرژی را شارژ می کند. هنگامی که ولتاژ شبکه کم است یا به طور ناگهانی کاهش می یابد, برق یو پی اس شروع به کار می کند, تامین نیروی مورد نیاز بار از باتری ذخیره انرژی برای حفظ تولید عادی. زمانی که بار به شدت اضافه بار شود, ولتاژ شبکه برق را مستقیماً از طریق یکسوسازی به بار می رساند. UPS می تواند به طور موثر مشکلاتی مانند کاهش ولتاژ و قطعی های کوتاه مدت منبع تغذیه را حل کند. هر چند, کل توان بار باید از طریق UPS تبدیل شود, افزایش تلفات سیستم و کاهش کارایی.
DVR
هنگامی که کاهش ولتاژ رخ می دهد, یک اینورتر DC-AC با تابع مدولاسیون عرض پالس، دامنه کنترل شده را سنتز می کند., فرکانس, و ولتاژ شکل موج, که از طریق ترانسفورماتور تقویت کننده سری به ولتاژ خط اضافه می شود, واکنش به کاهش ولتاژ داخل 1/4 چرخه, افزایش ولتاژ خروجی تا سطح مورد نیاز سیستم. موج مدولاسیون PWM اینورتر بر اساس یک موج سینوسی استاندارد است, و با مقایسه شکل موج ولتاژ جمع آوری شده با موج استاندارد, هارمونیک های ولتاژ را می توان به طور موثر جبران کرد. انرژی برای افزایش ولتاژ توسط یک خازن جریان مستقیم تامین می شود.
دستگاه DVR در حال حاضر بیشترین توجه را برای حل افت ولتاژ در داخل و خارج از کشور دارد. اگرچه DVR به صورت سری روی خط کار می کند, زیرا فقط باید بخشی از انرژی را در طول کاهش ولتاژ جبران کند, قدرت طراحی آن تنها است 1/5 به 1/3 از کل ظرفیت بار, باعث می شود قیمت آن نسبت به یو پی اس با همان ظرفیت مطلوب تر باشد و ضرر آن به مراتب کمتر از دومی باشد, پیشرفت فنی قابل توجهی را نشان می دهد.
