کیفیت توان چیست؟
مراجع مختلف تعاریف کاملا متفاوتی از کیفیت توان ارایه می‌دهند. به عنوان مثال شرکت توزیع کیفیت توان را قابلیت اطمینان شبکه تعریف می‌کند و قوانین تصویب شده توسط سازمان‌های نظارتی حول این تعریف میباشند. اما کیفیت توان از دیدگاه سازندگان تجهیزات شامل مشخصاتی از منبع تغذیه ورودی است که بر طبق آنها عملکرد تجهیزات به درستی صورت میپذیرد. به‌طور نمونه، حداکثر تغییرات ولتاژ مندرج بر روی بعضی دستگاه‌های الکتریکی پنج درصد قید میشود.
کیفیت توان در نهایت سک مسئله مصزف کننده محور است و کاربر نهایی به عنوان مرجع اولویت قرار دارد. بنابراین کمبود کیفیت توان را می‌توان به هر پدیده‌ای که منجر به انحراف ولتاژ، جریان و یا فرکانس شده و باعث خرابی و یا اشکال در عملکرد تجهیزات گردد، نسبت داد.
هنگامی که مشکلات توان در برخی از تجهیزات ایجاد گردد، ممکن است مصرف کننده سریعا به شرکت توزیه از قطعی برق و یا ایراداتی که در دستگاه به دلیل مشکلات کیفیت توان بوجود آمده شکایت کند. این درحالی است که شرکت توزیع ممکن است هیچ مسئله غیر عادی را در فیدر مصرف کننده ندیده باشد. به طور نمونه در یک مصزف کننده نهایی دچار 30 بار قطعی برق در طی 9 ماه شد، در حالی که مدار شکن مربوطه تنها 5 بار عمل کرده بود. از این مثال می‌توان به این نتیجه رسید که حوادث بسیاری موجب اختلال در عملکرد تجهیزات مصرف کنندگان می‌گردند که هرگز در آمار شرکت توزیع ثبت نشده است. به عنوان مثال می‌توان به کلیدزنی خازن‌ها اشاره نمود که در سیستم‌های توزیع کاملا رایج بوده و میتواند منجر به افزایش ولتاژ ناگهانی و ایجاد اختلال در ماشین آلات کارخانه‌ها گردد. مثال دیگر را می توان به ایرادات گذرا در برخی از سیستم‌ها که منجر به کاهش ولتاژ در نقاط مصرف کننده میشود اشاره نمود. این مسئله میتواند عملکرد کنترل کننده‌های دور متغییر موتور و یا ژنراورهای توزیع را مختل کند در حالی که سیستم توزیع قادر به تشخیص هیچ اشکالی در فیدر مربوطه نباشد، مگر در حالتی که سیستم اندازه‌گیری کیفیت توان در آن نقطه نصب شده باشد.
دلیل اصلی برسی مسائل کیفیت توان مسائل اقتصادی است. این مسئله تاثسرات اقتصادی بسیاری بر روی شرکت‌های توزیع، مشتریان، نیروگاه‌ها و تجهیزات دارد.
کسفست توان پایین سبب تحمیل ضرر و زیان اقتصادی بسیاری بر بروزرسانی و استفاده از سیستم‌های خودکار در صنایع شده است که به معنی استفاده از تجهیزاتی با قابلیت کنترل الکترونیکی بوده که اغلب نسبه به نوسانات ولتاژ بسیاز حساس‌تر از زمانی هستند که این تجهیزات به صورت الکترومکانیکی کار می‌کردند. بنابراین امروزه مصرف کنندگان صنعتی اختلالات جزئی در زمینه سیستم قدرت را به راحتی گذشته پذیرا نیستند.
در بعضی صنایع هزینه‌ی تحمیلی ناشی از این اختلالات زیاد است. مثلا در صنایعی که راه اندازی مجدد خط تولید به 4 ساعت زمان نیاز دارد قطع لحظه‌ای یک مدارشکن توزیع به طور متوسط باعث تحمیل 10،000 دلار خسارت میگردد که به هیچ عنوان مورد نادری نبوده و ممکن ایت بارها رخ دهد.
در کنار تحمیل زیان های اقتصادی ناشی از کیفیت توان پایین ، هزینه های متعدد دیگری نیز به صورت غیرمستقیم و نامحسوس توسط صاحبان صنایع و شرکت های توزیع پرداخت میشود. مصرف کنندگان خانگی به صورت مستقیم مورد ضرر و زیان اقتصادی ناشی از عدم کیفیت توان کافی قرار نمیگیرند و یا مشکلات کیفیت توان تاثیری بر درامد آنها ندارد اما باعث ارایه سزویس صعیفی از جانب شرکت های توزیع میگردد. استفاده از رایانه های خانگی در سالهای اخیر بسیار افزایش یافته و معاملات بسیاری از طریق اینترنت انجام میپذیرد.مصرف کنندگان متکی به این فناوری نسبت به قطع و وصل آن بسیار حساس میباشند.
اعوجاج های هارمونیکی جریان و ولتاژ میتواند باعث عملکرد ناصحیح رله خطای زمین شود. عملکرد ناصحیح این رله که میتواند باعث قطع مدار شکن شود، به علت اختلالاتی است که هارمونیک ها بر روی مدارات اندازه گیری و رله ها ایجاد میکنند. هارمونیک ها میتوانند باعث بروز خطای اندازه گیری برای دستگاه های اندازه گیری مانند کنترها نیز گردند. این خطا میتواند هم در جهت مثبت و هم در جهت منفی باشد.
کیفیت توان به صورت ساده ، مطالعه برق دار کردن و زمین کردن سیستم های الکترونیکی با حفظ یکپارچگی توان اعمال شده به سیستم باشد.
کلمه کیفیت توان در استاندارد مهندسین برق بدین صورت تعریف شده است:
کیفیت توان مطلوب به راحتی قابل تعریف نمیباشد زیرا توانی که به عنوان توان با کیفیت برای موتور یخچال تعریف میشود ممکن است کیفیت کافی را برای یک رایانه شخصی یا تجهیزات حساس دیگر نداشته باشد. به طور مثال یک افت ولتاژ شدید و کوتاه مدت تاثیر قابل توجهی بر موتور ها، لامپ ها و غیره ندارد ولی تاثیر شدیدی بر ساعت دیجیتال تجهیزات میکرو پروسسوری، دستگاه های ضبط و پخش تصویر و غیره میگذارد.
شاید بتوان تعریف ساده تر و مختصرتری را از کیفیت توان بیان کرد: کیفیت توان مجموعه ای از محدودیت های الکتریکی است که به یک سیستم اجازه میدهد تا بدون کاهش طول عمر یا بازده مسیولیت های خود را به انجام برساند.