مقاله فارسی درباره تحولات جديد در كيفيت ايمني قدرت و استانداردهاي کمبود ولتاژ

تحولات جديد در كيفيت ايمني قدرت و استانداردهاي کمبود ولتاژ :
كاربردهاي عملي در آمريكاي شمالي و آسيا و اروپا
چكيده : كيفيت نيرو، مسئله هماهنگي است كه مي تواند توسط ايجاد نيروي بهتر يا با ايجاد بار بادوام تر حل شود. رويكرد دوم توسط استانداردهاي كيفيت ايمني قدرت به سرعت در حال تغييرند حمايت ميشود . SEMIF 47 در جريان آخرين اطلاعات قرار داداه است : IEC 61000-4-34 در حال آغاز به گرفتن نتيجه بين المللي وفوري در اروپا است و استانداردهاي ديگر در حال توسعه در اين خط سير هستند . اين مقاله درباره تجربيات عملي مؤلف كه اين استانداردها را براي دستگاههاي صنعتي در دستور ساخت كارخانه هاي نو بنياد در سراسر جهان به كاربرده است بحث مي كند. همچنين مؤلف احتياجات ضروري از ابزار آزمايشي كه براي مشكل افت ولتاژ استفاده مي شود را معرفي و توضيح خواهد داد.
كلمات كليدي : كيفيت قدرت ، ايمني ، کمبود ولتاژ ، مشكل کمبود ولتاژ
1) مقدمه : به طور عمومي کمبود ولتاژ مانند عمومي ترين نوع كيفيت اختلال نيرو شاخته شده است . اين اختلال مي تواند دستگاههاي صنعتي . فرآيندها و دستگاههاي تجاري را دچار وقفه يا خراب كند. در گذشته مشكل کمبود ولتاژ توسط قراردادن يك وسيله كاهش دهنده در شبكه فشار قوي توزيع نيرو، نزديك دستگاهي كه تحت تأثير قرار داده بود، حل مي شد. اين وسيلة كاهش دهنده شامل UPS ، تقويت كننده هاي فرورسونانت . تقويت كننده هاي پرسرعت انتقال سروسط و جبران كننده هاي کمبود
ولتاژ الكتريكي بودند . به طور وسيعي در چند سال گذشته ، تشخيص داده شده است. كه كيفيت نيرو مسئله هماهنگي است . ساده ترين ، كم هزينه ترين راه حل مشكل كمبود ولتاژ براي كاستن افت نيست بلكه دستگاهي مقاوم ايجاد مي كند كه در برابر افت ولتاژ مقاومت كند. اين تشخيص پايه اي براي استانداردهاي بين المللي مثل IEC 61000-4-11[1] و 61000-4-34[2] و استانداردهاي صنعتي مثل SEM1 F47[3] در صنعت نيم رسانا است و حتي در حال ايجاد روشي براي طرح نظارتي مثل آخرين طرح پيشنهادي توسط EGREG[4] است . اين مقاله سؤال عملي را مورد مخاطب قرار مي دهد: ساخت دستگاهي مقاوم كه در برابر كمبود ولتاژ مقاومت كند چطور عمل مي كند؟ بحث مان را بر اساس پنج سال تجربة كاري در دستگاههاي صنعتي و تجاري در آمريكاي شمالي و آسيا و اروپا قرار مي دهيم .
2)اصلاح ايمني كمبود ولتاژ: فرآيند
فرآيند اصلاح ايمني كمبود ولتاژ براي يك نمونه از دستگاههاي صنعتي وتجاري نسبتاً ساده است :
تعيين عمق و طول افت ولتاژ كه نياز به مقاومت شدن دارد.
نصب يك ژنراتور كمبود ولتاژ بين كابل اصلي و دستگاه
به كارگيري كمبود ولتاژ براي دستگاه و فهميدن آنچه كه غلط انجام مي شود.
مشخص كردن آنچه كه اشتباه انجام مي شود.
به كارگيري كمبود ولتاژ براي كنترل موقعيت كارها
به طور عمومي عمق و طول افت ولتاژ كه مجموعه اي توسط استانداردهاي [1][2][3] هستند . به طور نمونه افتي شامل 80% ولتاژ باقيمانده براي 1 ثانيه و 70% ولتاژ باقيمانده براي 5/0 ثانيه و 40% ولتاژ باقيمانده براي 2/0 ثانيه است . ژنراتورهاي كمبود ولتاژ از لحاظ تجاري به محض درخواست ، براي كاهش دادن ولتاژ موجود هستند. ژنراتورهاي كمبود ولتاژ قادرند دستگاههاي تك فاز و سه فاز را امتحان كنند در ارزيابي جريان . متغير از 25 آمپر تا 200 آمپر در هر فاز ادامه مي يابد . آنها با خصوصيات ايمني گوناگون مجهز هستند و كاربر درجة عمق و طول و كاربردهايي از كمبود ولتاژ را كنترل مي كند. بيشتر ژنراتورهاي [5] كمبود ولتاژ شامل كانال هاي چندگانة جاسازي شدة ديجيتالي نوسان نما هستند كه مي تواند براي نشان دادن آنچه كه درون دستگاه اشتباه انجام مي شود استفاده شود.
شکل 1) نوعی تست ایمنی کمبود ولتاژ . تجهیزات برای یک عکس جانبی تست شده اند. کمبود ولتاژ جریانی را که متعدل شده توسط یک مهندس تولید میکند.
مسئله كمبود ولتاژ معمولي در دستگاه صنعتي شامل :
دستگاه تقويت كنندة‌ ورودي ، در نتيجه كمبود تحت تاثير ولتاژ سيم پيچ دستگاه تقويت كننده است .
حسگرهاي تحت تأثير در عملكرد اصلي جريان متناوب غير ضروري
گزارش هاي نادرست از حسگرها مثل حسگرهاي جريان هوا يا حسگرهاي فشار آب
مدار شكن يا فيوز ، كه هر يك در نتيجة افزايش جريان در فازهاي ناكاهشي يا در نتيجه افزايش زياد در جريان . فوراً بعد از كمبود عمل مي كنند.
يا يك قسمت كوچك از مدارهاي الكترونيكي خيلي حساس كه به طور نادرست به كاهش پاسخ مي دهند .
راه حلهاي ويژه شامل :
جايگزين كردن سيم پيچ جريان متناوب دستگاه تقويت كننده با سيم پيچ جريان مستقيم دستگاه تقويت كننده
تنظيم كنندة درجة ولتاژ يا درجة تاخير زمان در حسگرهاي تحت تاثير ولتاژ
تنظيم كنندة نرم افزاري براي وارد كردن تأخير قبل از پاسخ به حسگرهاي غير حساس
جايگزين كردن مدارشكن پرسرعت و فيوزهايي با ابزار بسيار كم سرعت
وگاهگاهي وارد كردن ابزار كوچك تصحيح كننده كمبود ولتاژ در جلوي حساسترين قيمت دستگاه
به طور عمومي راه حلهاي ذكر شده در بالا ارزان يا رايگان هستند . ضروري نيست كه ابزار تصحيح كننده كاهش ولتاژ را براي كل دستگاه استفاده كنيم .
3) مشخصه هاي كمبود ولتاژ ( جهت مشكل ايمني كمبود ولتاژ)
اساسي ترين مشخصات در جهت مشكل ايمني كمبود ولتاژ اين است كه عمق كمبود چقدر بايد باشد و چه مدت آن بايد به طول انجامد . انتخاب عمق و طول مشكل است كه تعادل بين چندين پارامتر را نشان مي دهند: ارزش اقتصادي ساخت دستگاه ايمن براي عمق وارتفاع و نتايج اقتصادي فقدان ايمني براي عمق و ارتفاع كمبود ولتاژ .
شکل2) نوعی کمبود ولتاژ برای تست کردن ایمنی نمودار بالاولتاژ. نمودار جریان : جریان روی فاز کاهش یافته: آهنگ افزایش جریان و در پایان کمبود نمودار پایین : باس ولتاژ DCاطراف تجهیزات (ژنراتور کمبود و اسیلوسکوپ دیجیتالی از مرجع {5})
تصميمات معمولي دربارة اين تعادل در سراسر 20 سال اخير در منحني معروف CBEMA و منحني معروف ITIC و استانداردهاي ذكر شده [1][2][3] در اين مقاله ترسيم شده است . گفتني است كه عليرغم متدولوژي مختلف استفاده شده در تمام اين تصميمات ، در اصل عمق و ارتفاع ، يكسان انتخاب شده بودند.
اكنون اين تعادلات با دقت بيشتري ، توسط كارگروهي مشترك بين CIRED,CIGRE و JWGC4.110,UIE بررسي شده انداز لحاظ اقتصادی هم چنین مطالعه می شود توسط JWGC.4107 . مجموعه اي پيچيده تر از سؤالات با دستگاه سه فازي طرح مي شود. كمبود ولتاژ چطور بايد به كار برده شود؟
شکل 3) همه استانداردها موافقت کردند که کمبودهای ولتاژ رمانیکه فاز به فاز به کار برده می شوند باید شامل انحراف فاز شوند (شکل از مرجع {1} ICE6100-4-34)
تمام استانداردها به نتايج مشابهي دست يافته اند . آنها بايد بين يك جفت از فازها در يك زمان و بين هر فاز و خنثي در يك زمان ديگر به كار برده شوند . اين نتيجه گيري ، مطالعه آماري در كاهش ولتاژ و پيوستن آمارها با افزايش درمقدار ايمني براي كمبود مقارن در رساناهاي چندگانه را مي رساند. همچنين استانداردها پذيرفته اند كه هر كمبود ولتاژ استفاده شده براي مشكل فاز به فاز بايد تغيير فاز 1 رواج دهند اين نتيجه گيري ناشي از نقص القا شده كمبود است كه توسط خود كمبود ايجاد نمي شود بلكه توسط تغيير در فاز سنج ولتاژ ايجاد مي شود.
4) دستگاه آزمايشي براي بهبود ايمني كمبود ولتاژ
يك ژنراتور کمبود كه ميتواند كاهش را در عمق و ارتفاع مورد نياز هنگاميكه دكمه فشار داده مي شود. ايجاد كند ، اساسي ترين قطعه از دستگاه آزمايش است . اين ژنراتورهاي كمبود در چندين مركز بازرگاني موجود است و مشخصات كليدي آنها اين است كه به طور كامل از لوازم ژنراتورهاي كمبود پيروي مي كنند در قسمت 60101(ز34-4-6100IEC).
تمام ژنراتورهاي كمبود مجهز به كنترل درجة عمق كاهش معمولاً با يك تفكيك پذيري 5/2 درصدي هستند . بسياري از ژنراتورهاي كمبود قادر به توليد افزايش ولتاژ يا افزايش مختصر در ولتاژ RMS هستند.

البته ايجاد كمبود ولتاژ فقط نيمي از چالش است و نيمه ديگر در مهم دقيق اشتباه در دستگاههاي تحت آزمايش است .
به اين دليل بازرگاني ترين ژنراتورهاي كمبود مجهز به كانال هاي چند گانة نوسان نماي ديجيتالي هستند كه به طور اتوماتيك هنگام كمبود اتفاق مي افتد. به طور مثال ژنراتورهاي كمبود درشکل5 در 27 کانال اسیلوسکوپ ساخته شده كه به طور اتوماتيك ولتاژ كمبود و جريانات همراه با سيگنالهاي درون دستگاه را ثبت مي كنند.
جنبه هاي عملي در طي مشكل ايمني كاهش ولتاژ
در طي تجربياتمان چندين مشكل جالب در طي مسئله ايمني كاهش پيدا كرده ايم :
قابليت استفاده از دستگاههايي براي آزمايش . اغلب به طور شگفت آوري، دستگاهي كه براي آزمايش برنامه ريزي كرده ايم موجود نيست . براي آزمايش
ايمني كمبود ، دستگاه بايد به طور كامل عملكردي شود همچنين مي توانيم هر چيز ناقصي را مشاهده كنيم . اين ابزاري نسبتاً مختلف است . مثل مشكل انتشار امواج .
قابليت استفاده از ابزار پايه وامكانات . حتي اگر دستگاه موجود باشد ابزار پايه ممكن است يافت نشود براي مثال بعضي انواع دستگاهها ممكن است نياز به آب سرمايشي دارند يا ممكن است نتوانيم عملكرد دستگاه را بدون ذخيره ابزار خام بررسي كنيم .
بسياري اوقات دستگاه خيلي بزرگ يا پيچيده است كه براي آزمايش ضروري است . جدا كردن مدلها ودرك اينكه چطور آنها تأثير متقابل بر يكديگر دارند قست كليدي از آزمايش ميباشند.
نوسانات در مقادير سازنده . به طور نمونه يك آزمايش تكي از دستگاههاي صنعتي را مورد آزمايش قرار مي دهيم . تا به حال ممكن است نوسانات قابل ملاحظه اي در مقادير سازنده نمونه به نمونه موجود باشد . اين مشكل بزرگ باخازن الكتريكي است كه مقدار تلورانس 40% + ~ 10%- دارد. به اين دليل ما معمولاً دستگاهي با كمبود كه به طور قابل ملاحظه عميق تر و طويل تر از آنچه مورد نياز است را آزمايش مي كنيم .
ژنراتورهاي كمبود بايد قادر به ذخيرة صدها آمپر باشد براي بارهاي الكتريكي 10 يا 20 آمپر ارزيابي مي شود.
خطراتي در طي مشكل ايمني كمبود وجود دارد: خطر سلامتي . خطر خرابي دستگاه، عملكرد بر مدارشكن هم تراز كه ميتواند باعث توقف تمام يا قسمتي از كارخانه شود . اين خطرات بايد كنترل شود.
شکل7)جریانهای نوک بعد از کمبود های ولتاژ میتواند به آسانی %2000 از جریان نرمالش را به دست آورد ژنراتورهای کمبود ولتاژباید توانایی ذخیره کردن جریانهای بالا را داشته با شد برای مثال ژنراتورهای کمبود ولتاژبرای ذخیره جریان کافی در فازهای F1,F2, F3 در یک سیکل به طور نوعی کمتر از 100 آمپر حتی برای تجهیزات در 10 آمپر نسبت داده شده.
شايد مهمترين درسي كه ياد گرفتيم اهميت همكاري مهندسان دستگاه 6 مهندسان توليد باشد. اين مهندسان دستگاههايشان را مي شناسند و درك مي كنند و آنها

فایل : 11 صفحه

فرمت : Word