هیچ محصولی در سبدخرید نیست.
آماج ایران ، مجموعه تخصصی کیفیت توان
اعوجاج ولتاژ چیست؟
اعوجاج ولتاژ به تغییرات ناگهانی یا تدریجی مقدار مؤثر ولتاژ در بازه‌های زمانی مشخص اطلاق میشود. در این مقاله، با تمرکز بر مفهوم اعوجاج ولتاژ در کیفیت توان، انواع مختلف این پدیده را بر اساس میزان افزایش یا کاهش ولتاژ و طول دامنه‌ی زمانی دسته‌بندی می‌کنیم. سپس هر یک از این اعوجاج ولتاژها را همراه با علت‌های اصلی به وجود آوردنشان به‌تفصیل بررسی خواهیم نمود تا تصویری جامع از تأثیرات و راهکارهای مقابله با آن‌ها ارائه شود
1- فرورفتگی ولتاژ (Voltage Sag)
یکی از مهم‌ترین پدیده‌های مرتبط با کیفیت توان و اعوجاج ولتاژ، فرورفتگی یا کاهش ولتاژ (Voltage Sag) است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که مقدار مؤثر ولتاژ خط برای مدت کوتاهی—در بازه‌ای بین نیم سیکل تا یک دقیقه—از مقدار نامی خود به میزان 0.1 تا 0.9 پریونیت (Per Unit) کاهش می‌یابد.
کارشناسان، فرورفتگی ولتاژ را بر اساس مدت زمان وقوع آن، به سه دسته اصلی تقسیم می‌کنند.
در شکل (1)، نمونه‌ای از یک فرورفتگی ولتاژ ۸۰ درصدی به مدت چند سیکل (در فرکانس ۶۰ هرتز) نمایش داده شده است.
2- برآمدگی ولتاژ (Swell)
یکی دیگر از انواع اعوجاج ولتاژ، برآمدگی ولتاژ یا Voltage Swell است که دقیقاً عکس پدیده فرورفتگی ولتاژ می‌باشد. در این حالت، مقدار مؤثر ولتاژ خط به‌طور کوتاه‌مدت افزایش می‌یابد. این افزایش ولتاژ معمولاً در بازه‌ای بین 1.1 تا 1.8 پریونیت رخ می‌دهد و زمان آن بین نیم سیکل تا یک دقیقه متغیر است.
از نظر طبقه‌بندی زمانی، این پدیده نیز مانند فرورفتگی، به سه دسته بر اساس مدت زمان وقوع تقسیم میشود.
علت اصلی برآمدگی ولتاژ می‌تواند کاهش ناگهانی بار، قطع تجهیزات پرمصرف یا خطاهای موقتی در شبکه باشد.
در مقایسه با فرورفتگی، پدیده برآمدگی ولتاژ با فراوانی کمتری رخ می‌دهد، اما همچنان می‌تواند به تجهیزات حساس آسیب وارد کند و در کیفیت توان اختلال ایجاد نماید.
3-- وقفه ولتاژ (Voltage Interruption)
در بررسی دقیق‌تر پدیده اعوجاج ولتاژ، یکی از مهم‌ترین مواردی که باید به آن اشاره کرد، وقفه‌های ولتاژی است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که ولتاژ یک یا چند فاز به کمتر از ۱۰ درصد مقدار نامی کاهش پیدا کند. در چنین حالتی، به آن قطع یا وقفه ولتاژ گفته میشود.
علل رایج بروز وقفه ولتاژ:
خرابی تجهیزات الکتریکی
خطا در سیستم‌های کنترلی
سوختن فیوزها
عملکرد مدارشکن (بریکر) و باز شدن آن
استانداردهای بین‌المللی، از جمله استاندارد IEEE 1159، بر اساس مدت زمان وقوع، وقفه‌های ولتاژ را به سه دسته تقسیم می‌کنند:
۱. وقفه لحظه‌ای (Momentary Interruption):
به از دست دادن کامل ولتاژ در یک یا چند فاز برای مدت زمان بین نیم سیکل (حدود ۰.۸ میلی‌ثانیه) تا ۳ ثانیه گفته میشود.
۲. وقفه موقت (Temporary Interruption):
قطع موقتی ولتاژ به زیر ۱۰ درصد مقدار نامی، که برای بازه زمانی ۳ ثانیه تا ۱ دقیقه رخ می‌دهد.
۳. وقفه پایدار یا بلندمدت (Sustained Interruption):
در این حالت، کاهش ولتاژ به کمتر از ۱۰ درصد مقدار نامی بیش از یک دقیقه ادامه دارد. این نوع وقفه معمولاً در اثر خطاهای جدی یا تعمیرات برنامه‌ریزی‌شده اتفاق می‌افتد.
4-کاهش ولتاژ (Undervoltage)
به افت مقدار مؤثر ولتاژ تا حدی که مقدار ولتاژ به 0.8 الی 0.9 پریونیت برسد و این کاهش ولتاژ بیش از یک دقیقه ادامه یابد، کاهش ولتاژ گ
اهش ولتاژ یکی دیگر از پدیده‌های اعوجاج ولتاژ در سیستم‌های قدرت است. هنگامی که مقدار مؤثر ولتاژ برای مدت‌زمانی بیش از یک دقیقه به محدوده‌ای بین ۰.۸ تا ۰.۹ پریونیت (Per Unit) کاهش یابد، این وضعیت به عنوان کاهش ولتاژ شناخته میشود.
گرچه کاهش ولتاژ از نظر ظاهری به فرورفتگی ولتاژ (Voltage Sag) شباهت دارد، اما تفاوت اصلی آن در مدت‌زمان وقوع است؛ کاهش ولتاژ معمولاً طولانی‌تر از فرورفتگی ولتاژ رخ می‌دهد.
علل اصلی کاهش ولتاژ عبارت‌اند از:
افزایش ناگهانی بار در شبکه
ظرفیت ناکافی منبع تغذیه
وقوع خطا در سیستم
پیامدهای کاهش ولتاژ می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
ناپایداری ولتاژ در شبکه
افزایش جریان راه‌اندازی در موتورها
افزایش تقاضای توان راکتیو و کاهش بازدهی تجهیزات
کاهش ولتاژ نه‌تنها بهره‌وری را کاهش می‌دهد، بلکه می‌تواند به آسیب در تجهیزات حساس نیز منجر شود. بنابراین شناسایی و رفع این نوع اعوجاج ولتاژ از اهمیت بالایی برخوردار است.
فته میشود. در واقع کاهش ولتاژ نیز یکی دیگر از مواردی است که تحت عنوان اعوجاج ولتاژ نامیده میشود. گرچه کاهش ولتاژ و فرورفتگی ولتاژ شبیه به هم هستند اما به طور معمول کاهش ولتاژ بیش از فرورفتگی ولتاژ طول میکشد. دلایل کاهش ولتاژ به شکل زیر قابل تقسیم است:
- افزایش بار
- ظرفیت کم منبع
- وقوع خطا
کاهش ولتاژ نیز مشکلاتی به همراه دارد. ناپایداری ولتاژ، کشیدن جریان زیاد توسط موتورها و تقاضای توان راکتیو زیاد از مشکلاتی هستند که در اثر کاهش ولتاژ بوجود می آیند.
5- افزایش ولتاژ(Overvoltage)
افزایش ولتاژ یکی دیگر از انواع اعوجاج ولتاژ در شبکه‌های قدرت است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که مقدار مؤثر ولتاژ برای مدت بیش از یک دقیقه افزایش یافته و در بازه‌ای بین ۱.۱ تا ۱.۲ پریونیت (Per Unit) قرار بگیرد. گرچه افزایش ولتاژ از نظر دامنه با برآمدگی ولتاژ شباهت دارد، اما تفاوت اصلی آن‌ها در مدت زمان وقوع است؛ برآمدگی معمولاً کوتاه‌مدت است، در حالی‌که افزایش ولتاژ بلندمدت به حساب می‌آید.
علل افزایش ولتاژ
عوامل متعددی می‌توانند باعث بروز این نوع اعوجاج ولتاژ شوند، از جمله:
خطا در سیستم عایقی
پدیده فرورزونانس
اشکال در عملکرد تپ‌چنجر ترانسفورماتور
جبران‌سازی بیش از حد (Overcompensation)
صاعقه و اضافه‌ولتاژ ناشی از آن
کلیدزنی تجهیزات مانند مدارات خازنی
اثرات افزایش ولتاژ
افزایش ولتاژ می‌تواند مشکلات متعددی برای تجهیزات و عملکرد سیستم ایجاد کند، از جمله:
ناپایداری ولتاژ
افزایش استرس بر عایق تجهیزات
افزایش جریان‌های هجومی و تقاضای بالای توان راکتیو
