منظور از برق شهر ، انرژی الکتریکی می باشد که از سوی نیروگاه های تولید:

برق آبی ،

بادی ،

گازی،

و سیکل ترکیبی به شبکه برق رسانی عمومی ارسال می شود.

که در نقاط مسکونی و تجاری ، مشترکین برای تغذیه تجهیزات الکتریکی مصرفی از آن استفاده می نمایند .

مشخصه اصلی این برق برای مشترکین تک فاز که همان مصرف کننده های معمولی می باشند ، یک موج سینوسی با ولتاژ موثر ۲۲۰ ولت و فرکانس ۵۰ هرتز می باشد .

بر طبق همین استاندارد ، شرکت های تولید کننده تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی ، واحد تغذیه الکتریکی محصولات خود را طراحی می نمایند.

و در صورتی که مقادیر استاندارد برق شهر تغییر نماید ، آسیب های بسیاری به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی وارد می شود .

برای جلوگیری از چنین آسیب هایی ، از تجهیزات متنوعی مانند استابلایزر ها ، محافظ ها ، یو پی اس و … استفاده می شود که سازوکار هر کدام از آن ها با یکدیگر متفاوت است .

لازم به ذکر است که پایداری مشخصه های برق شهر در نقاط مختلف کشور با یکدیگر متفاوت بوده و در برخی از شهر های بزرگ ، از پایداری بالایی برخوردار بوده و در برخی نقاط این پایداری کاهش می یابد.

حتی در برخی موارد موجب بروز مشکلاتی برای سیستم های الکتریکی و الکترونیکی می شود .

اما تجهیزات الکترونیکی حساس مانند کامپیوتر ها و مکان هایی مانند دیتاسنتر ها نیازمند یک سیستم محافظ و برق اضطراری هوشمند می باشند که از هرگونه آسیب احتمالی جلوگیری نماید .

برای همین در بسیاری از سازمان ها و مکان های تجاری که از سیستم های الکتریکی و الکترونیکی حساس استفاده می نمایند ، این تجهیزات نصب می گردند .

در ادامه قصد داریم به معرفی انواع اختلالات رایج در سیستم برق شهری بپردازیم .

انواع اختلالات رایج در سیستم برق شهر

۱ – قطع برق – Power Failure

به قطع کامل برق برای مدتی طولانی تر از یک دقیقه اطلاق شده که در هنگام وقوع آن ، منبع برق کاملا از کار می افتد.

قطع برق شهر

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

این وضعیت ممکن است در اثر بروز اشکال در خطوط نیرو مانند قطع کلید ها ، فیوزها و یا حوادثی نظیر طوفان همراه با رعد و برق و یا سایر شرایط ایجاد گردد.

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

– خاموشی باعث از دست رفتن اطلاعات در حال انجام در RAM و یا Cache می شود.

– توقف عملیات اجرایی و عدم امکان فعالیت.

– ضرر ناشی از زمان از دست رفته برای تنظیم یا تعمیر سیستم آسیب دیده.

– زیان های تجاری در معاملات اینترنتی On-line

– بروز خطر جانی در تجهیزات درمانی – سیستم های کنترل حفظ حیات.

۲ – افت لحظه ای ولتاژ Power Sag

به کاهش کوتاه مدت ولتاژ برق اطلاق شده که تقریبا %۸۵ از کل اختلالات موجود در برق شهر را شامل میشود.

افت لحظه ای ولتاژ برق شهر

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

این امر ناشی از سوئیچ کردن یک بار با توان بالا مانند دستگاه های تهویه هوا یا راه انداختن موتور های الکتریکی ، تاسیسات حرارتی و برودتی و یا بروز اتصال کوتـاه در مناطق اطراف می باشد .

همچنین عدم دقت در انتخاب سایز مناسب کابل های برق استفاده شده در ساختمان و تغییرات شبکه در زمان اوج مصرف بخصوص در فصل گرما از دیگر عوامل ایجاد این اختلال است .

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

در صورتی که ولتاژ منبع اصلی آنقدر پایین بیاید که منبع تغذیه کامپیوتر نتواند ولتاژی دریافت کند ، افت ولتاژ باعث  Restart شدن کامپیوتر می شود .

هنـگ کـردن کامپیوتر، قفل کردن صفحه کلید ، کم یا زیاد شدن نور لامپ ها و کوچک شدن صفحه تصویر مانیتور از دیگر تبعات این نوع اختلال می باشد .

همچنین بدلیل ثابت بودن توان الکتریکی دستگاه مصرف کننده ، افت ولتاژ سبب افزایش کوتاه مدت جریان شده و به تبع آن باعث کم شدن راندمان و کوتاه شدن عمر دستگاه مصرفی می گردد .

۳ – افزایش لحظه ای ولتاژ Power Surge

عبارتست از افزایش لحظه ای دامنه ولتاژکه برای چند سیکل پیاپی ادامه و در حدود یک بیستم ثانیه طول می کشد.

افزایش ولتاژ لحظه ای

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

این اختلال معمولا به دلیل سوئیچ نمودن بار در مراکز فرعی و یا به یکباره خاموش شدن دستگاه های توان بالا و یا پرمصرف بوجود می آید .

همچنین اتصال کوتاه و عدم توجه به سایز مناسب کابل های برق نیز از عوامل ایجاد آن می باشند .

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

این اختلال باعث وارد آمدن فشار به دستگاه های حساس شده و در طول زمان سبب خرابی آن ها می گردد .

همچنین می تواند باعث بروز خطا در داده های دیجیتال و قفل شدن کامپیوتر شود .

کم و زیاد شدن نور لامپ ها و تغییرات ناگهانی در عرض تصویر مانیتور نیز از اثرات محسوس افزایش لحظه ای ولتاژ می باشد .

۴ – ولتاژ ضعیف Undervoltage

عبارت است از ضعیف شدن ولتاژ برای مدت زمان طولانی.

ولتاژ ضعیف

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

این اختلال زمانی ایجاد می شود که منبع اصلی تولید برق ، قدرت تامین توان مورد نیاز شبکه ( بار مصرفی ) را ندارد ، به همین دلیل شرکت برق ، ولتاژ شبکه سراسری را کاهش می دهد .

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

در یک بار مصرفی با توان ثابت ، کاهش ولتاژ شبکه سبب افزایش جریان بار خواهد شد.

این افزایش جریان به نوبه خود می تواند سبب کاهش طول عمر قطعـات بکار رفته در دستگاه مصرفی شود .

کاهش ولتاژ بیش از یک دقیقه می تواند موجب عملکرد نادرست تجهیزات گردد .

مثلا در یک موتور القایی ، این کاهش می تواند منجر به بالا رفتن تلفات حرارتـی و یا تغییر سرعت ( دور موتور ) شود .

۵ – اضافه ولتاژ Overvoltage

عبارت است از قوی شدن یا بیشتر شدن دامنه ولتاژ برای مدت زمان طولانی که می تواند موجب بالا رفتن توان راکتیو در خروجی بانک های خازنی شود.

ولتاژ قوی

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

صاعقه و رعد و برق از مهم ترین عوامل ایجاد کننده این نوع اختلال می باشد.

فروش ویژه صاعقه گیر اکتیو آذرخش

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

باعث سوختن دستگاه مصرفی و یا آتش سوزی می شود.

۶ – نوسانات فرکانسی Frequancy Variation

به تغییر فرکانس شکل موج ورودی اطلاق می شود.

نوسانات فرکانسی

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

این اختلال معمولا در جاهایی دیده می شود که منبع تولید انرژی برای تغذیه دستگاه ها ، ژنراتور و موتور برق باشد.

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

نوسانات فرکانسی باعث برش ولتاژ و کاهش دقت دستگاه های حساس آزمایشگاهی ، مخابراتی ، تجهیزات پزشکی و. . . و به هم خـوردن همزمـانی Synchronize در برخی دستگاه ها که با عبور از صفر ولتاژ کار می کنند ، می شود .

۷ – اعوجاج هارمونیکی Harmonic Distortion

به اغتشاش های پریودیک و شبه سینوسی ولتاژ منبع و یا به جریانی که بارهای غیر خطی از منبع می کشد گفته میشود.

اعوجاج هارمونیک

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

هارمونیک ها عموما توسط بار های غیرخطی بوجود می آیند که از برق شهر جریان هایی بالا می کشند .

( کامپیوتر ، دستگاه های فتوکپی ، پرینتر های لیـزری و موتورهـای دوار با سرعت متغیر، دستگاه های جوشکاری )

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

هارمونیک ها باعث افزایش نامناسب جریان می شوند و این افزایش اثر خود را در دما های بالا نشان داده و باعث خرابـی اجـزا تـشکیل دهنـده و افـزایش حـرارت دستگاه می شوند .

دمای تولید شده بوسیله هارمونیک ها می تواند سیم های اصلی نول سایت را خراب کند مگر آن که سیم ها به اندازه کافی ضخیم درنظر گرفته شوند .

۸ – حالت های گذرای سوئیچینگ Switching Transients

به تغییرات ناخواسته و لحظه ای فرکانس از یک مقدار تعیین شده گفته می شود.

فروش ویژه صاعقه گیر اکتیو آذرخش

حالت های گذرا سوئیچینگ

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

پیدایش عناصر نیمه هادی ( ترانزیستور ها ) و استفاده فراوان از آن ها در شبکه های قدرت ، عامل مهمی برای ایجاد هارمونیک در سیستم های قدرت می باشد .

اکثر PC ها توسط منابع تغذیه سوئیچینگ تغذیه می شوند و این باعث می شود مشکلات مربوط به هارمونیک ها با افزایش تعداد کامپیوتر ها بصورت تصاعدی بالاتر رود .

درجاییکه تعداد کامپیوترها در سایت زیاد باشد ، استفاده از یو پی اس دارای THD مثلا کمتر از %۵ ضروری است .

۹ – نویز خط Electrical Line Noise

نویز در واقع تغییرات نامنظم و کاملا اتفاقی ولتاژ است .

تداخل الکترومغناطیس EMI و یا تداخل ناشی از فرکانس هایی رادیویی RFI از انواع نویز هستند.

فروش ویژه صاعقه گیر اکتیو آذرخش

نویز الکتریکی

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

نویز الکتریکی در اثر مشکلات کابل ، کابل کشی و مجاورت با تجهیزات فرکانس رادیـویی ، القـای امـواج روی خطـوط انتقـال ، کـارکرد ترانـسفورمر ها ، ژنراتورهـا و دستگاه های صنعتی بوجود می آید .

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

نویزها باعث سو کارکرد و بروز خطا در برنامه های اجرایی و فایل های اطلاعاتی می گردد .

بطور کلی نویز الکتریکی می تواند فقط باعث اشکالات نرم افـزاری ماننـد Hang نمودن کامپیوتر و در نتیجه از دست رفتن اطلاعات شده ولی موجب آسیب های سخت افزاری نمی گردد .

۱۰ – اسپایک Spike

عبارت است از افزایش بسیار زیاد لحظه ای ولتاژ.

فروش ویژه صاعقه گیر اکتیو آذرخش

اسپایک

عوامل موثر در ایجاد اختلال :

ضربات ناشی از رعد و برق و یا عواملی که باعث سقوط خطوط انتقال برق می شوند ، باعث بروز این اختلال می گردند .

مانند : طوفان ،

تصادفات و …

تاثیر اختلال بر شبکه و بار مصرفی :

باعث سوختن مدارهای داخل کامپیوتر شده و یا با سوختن هارد دیسک باعث از بین رفتن اطلاعات می گردد.

منبع:سولارنیرو