مشکلات کیفیت برق

کیفیت برق به کیفیت ولتاژ ، فرکانس و شکل موج منبع تغذیه اشاره دارد. اغلب تجهیزات الکتریکی برای استفاده از برق با ویژگی های خاص مانند 12 یا 24 ولت یا اگر برای برق متناوب ، فرکانس 50 یا 60 هرتز طراحی شده اند. به همین دلیل، برق تأمین شده توسط شبکه یا منبع دیگری مانند ژنراتور یا باتری برای تأمین سطح ولتاژ یا فرکانس استاندارد و مشخصی در نظر گرفته شده می شود.

اکثر سیستم های برقی بر خلاف سیستم هایی که با جریان مستقیم کار می کنند (DC) (از جمله شبکه)، با جریان متناوب (AC) کار می کنند. برق AC توسط یک موج سینوسی نشان داده می شود، طوری که جریان به طور منظم تغییر جهت می دهد. میزان این تغییر جهت به فرکانس جریان بستگی دارد که معمولاً 50 یا 60 هرتز است (50 یا 60 تغییر در ثانیه).

همانطور که گفته شد تجهیزات الکتریکی طوری طراحی شده اند که از برق با ویژگیهای استاندارد ولتاژ و فرکانس ، به شکل یک موج سینوسی کامل استفاده کنند. منابع تغذیه ، هرگز کامل و عاری از اختلال نیستند و به طور اجتناب ناپذیری در ولتاژ ، فرکانس و شکل موج برق AC اختلالاتی به وجود می آید. برای اکثر وسایل رایج و دستگاه های الکتریکی، این تغییرات قابل قبول است ، اما برخی از تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی به دلیل داشتن مدار پیچیده و حساس قادر به تحمل برق ناسالم نیستند. در حالی که همه مشکلات کیفیت برق منجر به آسیب فوری نمی شود ، اما اثرات تجمعی با گذشت زمان به تجهیزات آسیب می رساند و یا باعث می شود که مصرف کننده ها عملکرد نامناسبی را تجربه کنند.

یکی از اهداف اصلی سیستم UPS با تبدیل دوگانه ، تأمین انرژی مناسب برای بارهای حساس است ، مانند مواردی که اغلب در تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی یافت می شوند. در زیر تعدادی از موضوعات رایج در مورد کیفیت برق از جمله اختلال در ولتاژ برق مورد بحث قرار گرفته است که مصرف کنندگان تجهیزات حساس باید برای اطمینان از ایمنی برق از آن آگاه باشند. موضوعات ذکر شده در زیر به راحتی دسته بندی شده اند و تعاریف دقیق تری بر اساس علت و مدت زمان هر اختلال ارائه شده است.

 موج سینوسی برای برق سالم

قطع برق:

قطع برق بسته ناشی از ایجاد وقفه در جریان الکتریکی می تواند از چندین میلی ثانیه تا چند روز طول بکشد. در صورت از دست دادن برق شبکه ، بسیاری از تأسیسات پزشکی دارای منبع تغذیه پشتیبان(یو پی اس)، یا معمولا یک ژنراتور هستند. در ژنراتور اگرچه ممکن است برق پشتیبان در دسترس باشد ، اما آنی نخواهد بود ، و در نتیجه ممکن است تا اتصال به برق زنراتور تجهیزاتی برای مدتی هرچند کوتاه قطع برق را تجربه کنند - علاوه بر این ، راه اندازی ژنراتور اغلب باعث افزایش ولتاژ می شود. عالی ترین روش برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی حساس نصب یو پی اس است. سیستم های UPS از تجهیزات در برابر چنین تهدیداتی محافظت می کنند و انتقال منبع تغذیه دستگاه از شبکه اصلی به برق پشتیبان را بصورت آنی هموار می کنند.

موج سینوسی قطع برق

افت ولتاژ / ولتاژ پایین

افت ولتاژ یا کاهش ولتاژ برق فرایندی است که معمولا تا یک دقیقه طول می کشد. این مشکل برق می تواند بارهای الکترونیکی حساس را تحت تأثیر قرار دهد. سیستم های UPS یا تثبیت کننده های ولتاژ برای رفع افت ولتاژ لازم هستند.

موج سینوسی افت ولتاژ برق

افزایش ولتاژ / اضافه ولتاژ

افزایش ولتاژ نقطه مقابل افت ولتاژ است ، افزایش ولتاژ برق نیز فرایندی است تا یک دقیقه ادامه دارد. دقیقا مشابه افت ولتاژ ، افزایش ولتاژ می تواند برای تجهیزات حساس الکترونیکی مخرب باشد.

موج سینوسی افزایس ولتاژ برق

ولتاژ گذرا / اسپایک / نوسان ولتاژ

نوسان ولتاژ یک تغییر ولتاژ یا جریان کوتاه ، ناگهانی و گاهی شدید است. این نوع مشکلات برق می تواند در اثر جرقه و همچنین سایر موارد در عملکرد شبکه ایجاد شود. تغیرات ولتاژ آنی می تواند به همه تجهیزات الکتریکی ، از جمله تجهیزات روشنایی آسیب برساند. به طور کلی ممکن است تجهیزات الکترونیکی حساس آسیب ببینند ، همچنین ممکن است به حذف شدن اطلاعات روی دستگاه الکتریکی مثل رایانه ها منجر شود. سیستم های UPS و همچنین محافظ های اصلی ولتاژ ، تجهیزات را در مقابل اختلالات گذرا برق عایق بندی می کنند.

موج سینوسی مربوط به اسپایک ولتاژ برق

نویز

نویز به عنوان سیگنال های تصادفی ناخواسته در منبع تغذیه مشخص می شود. نویزها اغلب توسط تجهیزات متصل به یک مدار الکتریکی ایجاد می شوند. در بیشتر موارد ، وجود نویز اجتناب ناپذیر است ، زیرا به دلیل سو عملکرد خود شبکه اصلی برق نیست بلکه به دلیل ناهنجاری در نحوه عملکرد تجهیزات الکترونیکی است.

نویز در شکل موج سینوسی برق

اعوجاج هارمونیک

اعوجاج هارمونیک تغییرات در یک موج سینوسی خالص است. چنین تحریفاتی به دلیل بارهای غیر خطی به وجود می آید. مقدار THD بر حسب درصد بیان شده و هرچه کمتر باشد، شکل موج سینوسی دارای کیفیت بهتری بوده و تجهیزاتی مانند بلندگو، آمپلی فایر، یوپی‌اس، و ... می‌توانند سیگنال‌هایی با کیفیت بهتر تولید کرده یا انتقال دهند. اعوجاج های هارمونیک می توانند باعث گرم شدن بیش از حد تجهیزات و سیم کشی و همچنین کاهش کارایی آنها شوند.

اعوجاع در شکل موج سینوسی برق

برای مطالعه ی بیشتر به آدرس زیر مراجعه کنید:

http://www.poweringhealth.org/index.php/topics/technology/uninterruptible-power-supplies