امروز پنج شنبه ۶ اردیبهشت ۱۳۹۷

تحلیلی بر شاخص کیفیت برق K-factor

میزان هارمونیکهای شبکه های توزیع برق مداوما در حال افزایش است. گسترش تجهیزات الکترونیکی نظیر تلویزیونها و کامپیوترها که دارای منابع تغذیه سوئیچینگ هستند، گرایش  مصرف کنندگان به بکارگیری لامپهای کم مصرف و LED برای بهره وری نوری بالاتر و افزایش تعداد شارژرهای موبایل و یخچالهای با کنترل دور (اینورتر)  از مهمترین دلایلی هستند که باعث شده اند تا میزان هارمونیکهای شبکه های توزیع به سطح بحرانی خود نزدیک شود.

این امر در حالی رخ می دهد که متاسفانه پایش و جبران سازی هارمونیکها دیرگاهی است که از شرح وظایف شرکتهای توزیع برق خارج شده و اصطلاحا دوره مد آن به پایان رسیده است!

در اوایل دهه هشتاد شمسی، مقارن با ابلاغ استاندارد کیفیت توان وزارت نیرو (که بر پایه استاندارد IEC تدوین شده بود)، شرایط آلودگی هارمونیکی کشور (حتی در مقایسه با سطوح سختگیرانه کپی شده از روی استاندارد IEC) بسیار مناسب می نمود. به همین دلیل، به ندرت پایشهای انجام شده در خصوص هارمونیکها نشان دهنده آلودگی هارمونیکی غیر مجاز بود. اندک نقاط دارای آلودگی غیر مجاز نیز مربوط به مشترکین صنعتی بزرگ بود که معمولا دارای ترانسفورماتور یا فیدرهای اختصاصی بودند و آلودگی تولید شده اشان پیش از آنکه برای شبکه ایجاد مشکل نماید دامنگیر خودشان می شد.

با اینحال،  پایشهای معدود صورت گرفته در دهه نود شمسی، که بیشتر در غالب پروژه تحقیقاتی انجام شده و کمتر به مسیری به جز بایگانی شرکتهای توزیع راه می یابد، بیانگر رسیدن هارمونیکها به نزدیکی مرز بحرانی خود است.

بیشتر برنامه ریزان و مدیران شرکتهای توزیع از این نکته غافلند که یکی از قربانیان افزایش میران هارمونیکها خود این شرکتها هستند. این در حالی است که زنگ خطر افزایش میزان هارمونیکها هم اکنون با افزایش آمار ترانس سوزی در شرکتهای توزیع به صدا در آمده است.

تلفات هسته ترانسفورماتورها مرکب از دو تلفات هیسترزیس و تلفات فوکو (ادی) است که اولی با خود فرکانس و دومی با مجذور فرکانس متناسب هستند. برای مثال، ۲% هارمونیک مرتبه هفت، تقریبا معادل جریان نامی فرکانس مولفه اصلی تلفات فوکو ایجاد می کند. بر همین اساس، در استاندارد، شاخصی تحت ضریب (K factor)، به صورت زیر و جهت کنترل حرارت ناشی از تلفات هسته ترانسفورماتورها وضع شده است که در آن  مرتبه هارمونیک دارای اهمیتی ویژه است:

بر همین اساس، در شبکه های آلوده به هارمونیک، شرکتهای توزیع دو راه برای انتخاب ترانسفورماتور دارند :

۱- ضریب K را اندازه گیری کرده و به عنوان یکی از مشخصات فنی مورد نیاز به سازندگان ترانسفورماتور اعلام نمایند (فعلا این امکان در تولیدات داخل کشور وجود ندارد، که البته ناشی از عدم حساسیت مصرف کننده بوده است)

۲-ترانسفورماتورها Over Size انتخاب شوند.

نحوه تعیین میزان Over Size مطلب دیگری است که در پست بعدی تشریح خواهد شد.

نوشته‌های مرتبط

3 نظر

  1. فرهاد یزدی

    عرض کنم خدمت استاد گرامی :
    در تحلیلهای استاندارد، مقدار CP 95% هارمونیکها در هر فاز مورد بررسی قرار می گیرد. اما همانطور که شما هم اشاره فرمودید چون هارمونیک تولیدی هر بار آلوده کننده مثل اثر انگشت انسان منحصر به فرد است، لذا جمع برداری هارمونیکهای تولیدی بارهای مختلف (که در نهایت به عنوان هارمونیک اندازه گیری شده یک فیدر پایش می شود) کمتر از مجموع جبری مقدار آنها خواهد بود (به دلیل زاویه فازهای متفاوت آنها). بنابراین محتمل است که هارمونیک دو بار مختلف به جای اینکه با هم جمع شوند، همدیگر را تضعیف و حتی جبران نمایند.
    تعامل هارمونیکی در سیستم سه فاز نیز باید با توجه به نحوه اتصال نقطه نول، القای متقابل فازها و پخش بار هارمونیکی سه فاز مطالعه شود. مثلا در سیستم با نول زمین شده مستقیم، برآیند هارمونیکهای مولفه صفر بصورت جمع جبری در سیم نول ظاهر شده و به سایر فازها منتقل نمی شود.

    پاسخ دادن
  2. مرادی

    سپاس از این مطلب جالب
    جناب مهندس متاسفانه واقعیت همین است که گفتیدلامپ های کم مصرف خود عامل بسیار مهمی برای آلودگی هارمونیکی است.این سوال پیش میآید که آیا با توجه به اینکه اکثر مصارف هارمونیکی تکفاز هستند در شبکه سه فاز آیا برایند مولفه هارمونیک مد نظر است؟ بنابراین هم می توانداحتمال کاهش باشد یا شاید هم افزایش!

    پاسخ دادن

مشارکت و نظردهی

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *