مشکلات برق شهری

امروزه تامین برق مستمر و باکیفیت یک نیاز اساسی برای مشکلات برق شهری می باشد، در واقع، دستگاه های با قدرت بالا یک وسیله مهم در تجارت، ارتباطات و ذخیره سازی اطلاعات هستند.
کارهای مذکور باید با دستگاه های پیچیده و حساس انجام شود. این دستگاه ها به طور مداوم تحت تأثیر حوادث الکتریکی قرار می گیرند.

برق شهری در حالت نرمال (Normal supply) هیچگونه خطری برای لوازم برقی و الکترونیکی ندارد . اما هر گونه تغییر حتی جزئی در این حالت نرمال باعث می شود که مشکلات ثانویه ایجاد شوند .

برق شهری چیست؟

منظور از برق شهری، انرژی الکتریکی است که از نیروگاه های برق آبی، بادی، گازی و سیکل ترکیبی به شبکه تامین برق عمومی ارسال می شود که مشترکان برای تامین برق تجهیزات برق مصرفی در مناطق مسکونی و تجاری استفاده می کنند.

مشخصه اصلی این برق برای مشترکین تک فاز که مصرف کنندگان عادی هستند، موج سینوسی با ولتاژ موثر 220 ولت و فرکانس 50 هرتز است.

بر اساس این استاندارد، شرکت‌های تولیدکننده تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، واحد تامین برق محصولات خود را طراحی می‌کنند و در صورت تغییر مقادیر استاندارد برق شهری، آسیب‌های زیادی به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی وارد می‌شود.

برای جلوگیری از این گونه آسیب ها از تجهیزات مختلفی مانند استابلایزر، محافظ، یو پی اس و … استفاده می شود که مکانیزم هر کدام با یکدیگر متفاوت است.

لازم به ذکر است که پایداری مشخصات برق شهری در نقاط مختلف کشور متفاوت است و در برخی از شهرهای بزرگ از پایداری بالایی برخوردار بوده و در برخی نقاط این پایداری کاهش یافته و حتی در مواردی سیستم برقی و الکترونیکی را با مشکل مواجه می کند.

اما تجهیزات الکترونیکی حساس مانند رایانه ها و مکان هایی مانند مراکز داده نیاز به سیستم حفاظتی و برق اضطراری هوشمند دارند تا از هر گونه آسیب احتمالی جلوگیری شود به همین دلیل این تجهیزات در بسیاری از سازمان ها و مکان های تجاری که از سیستم های حساس الکتریکی و الکترونیکی استفاده می کنند نصب می شوند.

در ادامه به مشکلات کلی و رایجی که برق ورودی شهر با آن دست و پنجه نرم می کند خواهیم پرداخت:

مشکلات و اختلالاتی رایج در برق شهری

1 . نویز الکتریکی (Noise) :

یکی دیگر از اختلالات رایج برق شهری، نویز برق است. نویز را می توان به صورت ساده، تغییرات نامنظم اتفاقی و پرسرعت ولتاژ دانست.

نویزها سیگنالهای ناخواسته ای هستند که غالباً از چند میلی ولت تا چند ولت دامنه داشته و بر روی سیگنال های اطلاعات سوار شده و سبب تخریب یا ایجاد اختلال در ارسال اطلاعات (Hang) کردن کامپیوتر، عملکرد نامطلوب دستگاههای حساس، خرابی هارد دیسک و حتی صفحه نمایش و …می گردند.

عوامل ایجاد نویزهای الکتریکی :

1. تداخل های مواج الکترومغناطیسی و مجاورتی ( EMI )
2. تداخل‌های ناشی از فرکانس‌های رادیویی ( RFI )
3. بروز اختلال بین خطوط منبع و زمین
4. اختلال بین ولتاژهای فاز به فاز و فاز به نول
5. استفاده از کابل‌های غیر استاندارد
6. کابل‌کشی نا مناسب
7. مجاورت با تجهیزات رادیویی
8. القای امواج برروی خطوط انتقال نیرو
9. رعد و برق
10. کارکرد ترانسفورمرها
11. ژنراتورها و کارکرد تجهیزات صنعتی

2 . افزایش  ولتاژ لحظه ای (Surge) :

این افزایش در محدوده ولتاژ است که در خطوط انتقال برای یک دوره یک سیکل تا حدود یک دقیقه رخ می دهد. Surge بر خلاف اسپایک مقدار ولتاژ متوسط ​​را به دلیل بزرگتر از یک سیکل تغییر نمی دهد، اما به دلیل اینکه زمان بیشتری دارد اثرات نامطلوبی بر روی منبع تغذیه سوئیچینگ می گذارد و باعث کاهش طول عمر یا خرابی تجهیزات الکترونیکی می شود.

عوامل موثر در ایجاد اختلال:

علت اصلی تولید آن علاوه بر صاعقه، تخلیه بارهای الکتریکی بزرگ مانند موتورهای الکتریکی از خطوط برق و یا بروز نقص و خطا در تجهیزات تامین برق منطقه ای است.

این اختلال معمولاً به دلیل تعویض بار در مراکز فرعی یا خاموش شدن ناگهانی دستگاه های پرمصرف یا پرمصرف رخ می دهد. همچنین اتصال کوتاه و عدم توجه به اندازه مناسب کابل های برق نیز از عوامل ایجاد آن می باشد.

اثر اختلال در شبکه و بار:

این اختلال باعث فشار روی دستگاه های حساس می شود و به مرور زمان باعث از کار افتادن آنها می شود. همچنین می تواند باعث ایجاد خطا در داده های دیجیتال و قفل کردن رایانه شود. کاهش و افزایش روشنایی لامپ ها و تغییرات ناگهانی در عرض تصویر مانیتور نیز از اثرات محسوس افزایش لحظه ای ولتاژ است.

3 . افت ولتاژ لحظه ای (Sag) :

به کاهش کوتاه مدت ولتاژ برق اشاره دارد که تقریباً 85 درصد از کل اختلالات در تامین برق شهر را شامل می شود. این به معنای کاهش دامنه ولتاژی است که در خطوط انتقال برای یک دوره یک چرخه تا حدود یک دقیقه رخ می دهد. این امر در اثر راه اندازی یک بار بزرگ با جریان بالا مانند کولر یا موتورهای الکتریکی ایجاد می شود.

(لازم به ذکر است که یک موتور می تواند جریان راه اندازی بیشتر یا مساوی 6 برابر جریان نامی خود داشته باشد.) افت ولتاژ لحظه ای می تواند باعث خرابی تجهیزات، خطاهای پردازش داده ها یا از دست رفتن داده ها شود.

عوامل موثر در ایجاد اختلال:

این امر در اثر تعویض بار پرقدرت مانند دستگاه های تهویه مطبوع یا راه اندازی موتورهای الکتریکی، تأسیسات گرمایشی و سرمایشی یا وقوع یک اتصال کوتاه در مناطق اطراف ایجاد می شود.

همچنین عدم دقت در انتخاب سایز مناسب کابل های برق مورد استفاده در ساختمان و تغییرات شبکه در زمان پیک مصرف به ویژه در فصل گرما از دیگر علل این اختلال است.

اثر اختلال در شبکه و بار:

اگر ولتاژ منبع اصلی آنقدر افت کند که منبع تغذیه کامپیوتر نتواند ولتاژ را دریافت کند، افت ولتاژ باعث راه اندازی مجدد کامپیوتر می شود.

از دیگر پیامدهای این نوع اختلال می توان به قطع شدن کامپیوتر، قفل شدن صفحه کلید، کم نور یا کم نور شدن لامپ ها و کوچک شدن صفحه نمایش مانیتور اشاره کرد.

همچنین به دلیل ثابت بودن توان الکتریکی دستگاه مصرف کننده، افت ولتاژ باعث افزایش کوتاه مدت جریان و در نتیجه کاهش راندمان و کاهش عمر دستگاه مصرف کننده می شود.

4 . افت طولانی ولتاژ( Brownouts ) :

براون‌آوت‌ها مشابه ساگ هستند، با این تفاوت که مدت زمان طولانی‌تر، افت ولتاژ طولانی است که اغلب به دلیل ناتوانی منبع اصلی تولید برق در تامین برق مورد نیاز است. البته مصرف کنندگان بزرگ در ساختمان و محوطه مانند سیستم های تهویه مطبوع یا گرمایش نیز می توانند باعث کاهش ولتاژ شبکه شوند.

کاهش ولتاژ برای مدت طولانی باعث گرمای زیاد موتورها و خرابی های عمده در تجهیزات الکتریکی می شود.

5 . هارمونیک (Harmonic) :

هارمونیک یک موج اضافی با دامنه کوچک است که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی است که گاهی اوقات در مسائل برق شهر نیز قرار می گیرد.

هارمونیک ها عموماً توسط بارهای غیر خطی ایجاد می شوند که جریان های غیر خطی با دامنه بالا را از شبکه اصلی می کشند. یکسو کننده های کنترل شده، منابع تغذیه سوئیچینگ و ماشین های الکتریکی را می توان به عنوان منابع این نوع اثر نام برد.

همچنین می توان به کامپیوتر، دستگاه فتوکپی، چاپگر لیزری و موتورهای چرخشی با سرعت متغیر اشاره کرد. هارمونیک های اضافی باعث ایجاد خطا در شبکه و افزایش گرمای دستگاه ها می شود.

البته استفاده از تجهیزاتی که منبع تغذیه آنها مجهز به مدار تصحیح ضریب توان ورودی باشد در کاهش هارمونیک های اضافی بسیار موثر است.

6 . قطع برق شهر : ( Blackouts) :

قطعی کامل جریان برق است و در صورت وقوع، منبع برق کاملاً از کار افتاده است. این وضعیت به دلیل نقص در خطوط برق، گرما، طوفان همراه با رعد و برق و شرایط دیگر رخ می دهد و منجر به از دست رفتن اطلاعات و گاهی اوقات خرابی تجهیزات مصرف کننده می شود.

این یکی از مهمترین مشکلات برق شهر است که همه ما به نوعی با آن درگیر بوده ایم و عواقب آن را به چشم خود دیده ایم.

عوامل موثر در ایجاد اختلال:

این وضعیت ممکن است ناشی از مشکلاتی در خطوط برق مانند کلیدها، فیوزها یا حوادثی مانند طوفان با رعد و برق یا شرایط دیگر باشد.

اثر اختلال در شبکه و بار:

خاموش شدن باعث از بین رفتن اطلاعات در حال پیشرفت در RAM یا Cache می شود
توقف عملیات و عدم توانایی در کار
ضرر ناشی از زمان از دست رفته برای تنظیم یا تعمیر سیستم آسیب دیده
زیان های تجاری در معاملات آنلاین
وقوع تهدید کننده زندگی در تجهیزات پزشکی – سیستم های کنترل نجات جان

7 . ناپایداری های سوئيچينگ ( Switching Transient ) :

زمان سوئیچینگ در دستگاه هایی مانند کامپیوترهایی که با منابع تغذیه سوئیچینگ کار می کنند باعث بروز اتفاقات غیرعادی یا نامنظم مانند افت یا تنظیم مجدد ولتاژ لحظه ای می شود که البته در برخی موارد باعث آسیب به تجهیزات الکتریکی نیز می شود.

8 . نوسانات فركانسی : (  Frequency variation) :

یعنی تغییرات فرکانس برق شهری یا منبع برق، معمولا این نوسانات در برق شهری ایجاد نمی شود، این یکی از مشکلات منابع پشتیبانی مانند ژنراتورها است و می تواند در عملکرد دستگاه های حساس مشکل ایجاد کند. البته اگر نوسانات فرکانس در محدوده وسیعی اتفاق نیفتد، تاثیر نامطلوبی بر عملکرد تجهیزات IT نخواهد داشت.

عوامل بروز قطع جریان برق چیست ؟

• بروز اشکال در خطوط انتقال نیرو
• قطع کلیدهای اصلی تامین کننده
• قطع فیوزهای مصرف کننده
• حوادثی مانند قطع کابل‌های انتقال نیرو

جهت دریافت مشاوره خرید یو پی اس و باطری یو پی اس و استابلایزر با متخصصان پویا توسعه افزار با شماره های ۸۸۳۴۳۴۰۰ و ۰۳ – ۸۸۳۴۵۶۰۱ تماس بگیرید!