چه اطلاعاتی از THDدر مبحث برق و مزایای آن داری؟

همانطور که در جلسه قبل قول دادم و در ادامه شبیه سازی THD در سیمولینک متلب و مضرات و محاسبه THD ،امروز اطلاعاتی در باره مزایای آن  در حدودا نه دقیقه به شما میدم.

 عملکردTHD

THD شما دقیقاً همان ولتاژ موردنیاز مشتری را تأمین کند، یعنی اگر طی قراردادی که به مشتری قول دادید که به آن برق 220 تا 240 ولت را تحویل می‌دهید. اگر در قسمت‌هایی از روز 212 ولت یا 250 ولت را به او تحویل دادید مشتری حق این را دارد از شما شکایت کند.علاوه بر این شما زمانی که برق را می‌خواهید به مشتری تحویل بدهید، برق باید سینوسی یا بسیار نزدیک به سینوسی باشد.

برای این کار پارامترهایی را قرار می‌دهند مانند THD یا total harmonic distortion یا TDD و این‌ها را محاسبه می‌کنند و شرکت‌های تولیدکننده برق را ملزم به رعایت آن‌ها می‌کنند.

این از زمانی بیشتر مرسوم شد که یک‌سو سازها را ساختند. یک‌سو سازها با داشتن خازن‌های بسیار بزرگی در خروجی آن‌ها که موجب این می‌شد که ریپ را برای آن‌ها کم کند، اما سبب ایجاد اعوجاج در سیستم می‌شد و آن جریان کل سیستم و ولتاژ کل سیستم را از حالت سینوسی خالص خارج می‌کرد.

علاوه بر این امروزه در اینورترهای ما هم THD بسیار مهم است. به همین خاطر بحث کیفیت توان را مطرح کردیم کنار اینورترها که شما این را هم باید در نظر داشته باشید که زمانی که یک اینورتر را می‌سازید چقدر اینورتر شما می‌تواند موج تمام سینوسی را برای شما ایجاد کند.

پارامتر کیفی ونمایانگر نزدیکی یک شکل موج یا سیگنال تا شکل موج سینوسی

برای اینکه اینورترها فاقد این هستند که بتوانند کاملاً یک موج سینوسی را ایجاد کنند، ما هارمونیک‌هایی که ما را اذیت می‌کنند مانند هارمونیک پنجم که می‌تواند یک گشتاور معکوس را روی ماشین‌های ما سوار کند.

یعنی زمانی که ماشین ما به صورت ساعتگرد می‌چرخد می‌تواند یک گشتاور پادساعتگرد را بر ماشین ما اِعمال کند.

این باعث می‌شود که یک تنش مکانیکی به وجود بیاید. در نهایت موجب خستگی موتور ما می‌شود. کم‌کم موتور ما را فرسوده نماید. حتی یاتاقان‌ها و قسمت‌های مکانیکی ما را از بین ببرد. کم‌کم عمر موتور ما را به شدت کاهش دهد. علاوه بر این موجب سروصدای بسیار زیادی در موتور ما خواهد شد.

برای همة این دلایل و برای اینکه عمر مکانیکی سیستم‌هایمان را افزایش دهیم، برای اینکه سروصدای کمتری را تحمل کنیم، نیاز داریم به اینکه پارامترهای کیفیت توان را بررسی کنیم.

پس از آن پارامترهای کیفیت توان را اِعمال نماییم. علاوه بر این کیفیت توان بحث free care را هم دارد، که در اینجا درباره‌اش صحبت نمی‌کنیم.

بدانید که free care برای بینایی انسان اِعمال می‌شود روی سیستم‌های قدرت، و باعث آن خواهد شد که شما بینایی مصرف‌کنندگانتان را مخصوصاً زمانی که از لامپ‌های رشته‌ای استفاده می‌کنند را با استفاده از حذف free care تأمین کنید.

این مباحثی جدا است که ما درباره‌اش صحبت نمی‌کنیم.

برای اینکه ببینیم کیفیت توان‌مان به چه شکلی است، نیاز است که یک سری تعاریفی را داشته باشیم.

یکی از تعاریف که خیلی به ما کمک می‌کند برای اینکه ببینیم چقدر ولتاژی که تولید کردیم، سینوسی است THD یا total harmonic distortion است. که اعوجاج هارمونیک کل را برای ما مشخص می‌کند.

THD برحسب درصد

THD برحسب درصد بیان می‌شود و هر چقدر که به صفر نزدیک باشد موج سینوسی خروجی ما یک موج بهتری است و هر چقدر که به 100 نزدیک باشد موج سینوسی بسیار ضعیف‌تری را ما تولید کرده‌ایم. ابداً موج ما سینوسی نیست و زمانی که THD ما 100 % است یعنی ما یک موج مربعی خالص را تهیه کرده‌ایم.

از عوامل ایجاد هارمونیک

به‌کارگیری المان‌ها و بارهای غیرخطی در سیستم‌

• به‌کارگیری المان‌ها و بارهای غیرخطی در سیستم‌های ما است؛ یعنی وقتی ما المان‌ها و بارهایمان را غیرخطی قرار می‌دهیم، و بارهای الکترونیک قدرت و بارهایی که دارای سیستم‌هایی هستند که کار را غیرخطی می‌کنند برای ما استفاده می‌کنیم، و از بارهایی که کار غیرخطی را برای ما انجام می‌دهند استفاده می‌کنیم، هارمونیک برای ما ایجاد می‌شود.

مبدل‌های الکترونیکی قدرت مثل مبدل‌های یکسو ساز و اینورترها

• مبدل‌های الکترونیکی قدرت مثل مبدل‌های یکسو ساز و اینورترها این‌ها هم باعث ایجاد هارمونیک می‌شوند و اعوجاج را در سیستم ما تولید می‌کنند. دولت‌ها و سازمان‌هایی که محافظ مصرف‌کنندگان هستند استانداردهای خاصی بر آن‌ها اعمال می‌کنند. در صورتی که گزارش تخلفی از این‌ها بشود مثلاً THD آن‌ها از یک درصدی بالاتر باشد، هم می‌بایست به مشتریان غرامت بپردازند و هم به سیستم کل کشور. چون هم مشتریان ضرر خواهند کرد و هم کسانی که نیروگاه دارند و به نیروگاه‌های کل کشور این THD بالا ضرر خواهد زد.

در اینجا یک توضیح جانبی بدهم، این سیستم‌هایی که به مشتریان فروخته می‌شوند به عنوان اینکه شما برق کمتری را مصرف کنید با استفاده از خازن‌هایی که در این سیستم‌ها وجود دارد. آن جریان مصرفی مصرف‌کننده را سوزنی‌شکل می‌کند و به این طریق کنتورها را گول می‌زند، درسته که مشتری واقعاً پول کمتری را خواهد پرداخت و کنتورش قیمت کمتری را برای او خواهد انداخت. اما به سیستم کل کشور ضرر هنگفتی را وارد می‌کند به همین دلیل دولت‌ها علاوه بر اینکه برای اینکه پول را دقیق از مشتریان بگیرند و برای اینکه ضرر خیلی خیلی هنگفت‌تری نسبت به آن پولی که مشتریان خواهند پرداخت در اثر غیرسینوسی شدن جریان برق، به کل سیستم وارد خواهد کرد.

مضرات مبدلهای الکتریکی

از مضراتش یکی نقص‌های موتورهای الکتریکی ما است که تنش خیلی خیلی زیادی به آن‌ها وارد می‌شود. علاوه بر آن، هستة ترانس‌های ما خیلی زودتر زمانی که غیرسینوسی باشد شکل موج می‌شود اثبات کرد و اثباتش در کتاب‌های مرجع است می‌بینید خیلی زودتر از زمانی که موج ما غیرسینوسی باشد هستة ترانس‌های ما به اشباع می‌رود.

همة این‌ها دست به دست یکدیگر می‌دهند تا ما ضرر هنگفتی را به سیستم برق‌مان وارد کنیم. به همین خاطر استفاده از آن ادواتی که قیمت کمتری را برای مشتری‌ها می‌اندازد را ممنوع کردند.

شبکه‌هایی با بار کامپیوتری زیاد

• شبکه‌هایی که بار کامپیوتری زیادی دارند به دلیل اینکه یکسوساز زیادی دارند، آن‌ها هم دارای هارمونیک‌های بالایی هستند که از عوامل ایجاد هارمونیک‌ها برای ما به حساب می‌آیند.

با امید به رضایت شما از این مبحث در جلسه آینده به تحلیل اینورتر بردار فضایی با کلید زنی می پردازیم.