تحلیلی بر شاخص کیفیت برق K-factor

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: میزان هارمونیک‌های شبکه‌های توزیع برق مداوما در حال افزایش است. گسترش تجهیزات الکترونیکی نظیر تلویزیون‌ها و کامپیوتر‌ها که دارای منابع تغذیه سوئیچینگ هستند، گرایش مصرف کنندگان به بکارگیری لامپ‌های کم مصرف و LED برای بهره وری نوری بالاتر و افزایش تعداد شارژر‌های موبایل و یخچال‌های با کنترل دور (اینورتر) از مهمترین دلایلی هستند که باعث شده اند تا میزان هارمونیک‌های شبکه‌های توزیع به سطح بحرانی خود نزدیک شود.
این امر در حالی رخ می‌دهد که متاسفانه پایش و جبران سازی هارمونیک‌ها دیرگاهی است که از شرح وظایف شرکت‌های توزیع برق خارج شده و اصطلاحا دوره مد آن به پایان رسیده است!

در اوایل دهه هشتاد شمسی، مقارن با ابلاغ استاندارد کیفیت توان وزارت نیرو (که بر پایه استاندارد IEC تدوین شده بود)، شرایط آلودگی هارمونیکی کشور (حتی در مقایسه با سطوح سختگیرانه کپی شده از روی استاندارد IEC) بسیار مناسب می‌نمود. به همین دلیل، به ندرت پایش‌های انجام شده در خصوص هارمونیک‌ها نشان دهنده آلودگی هارمونیکی غیر مجاز بود. اندک نقاط دارای آلودگی غیر مجاز نیز مربوط به مشترکین صنعتی بزرگ بود که معمولا دارای ترانسفورماتور یا فیدر‌های اختصاصی بودند و آلودگی تولید شده اشان پیش از آنکه برای شبکه ایجاد مشکل نماید دامنگیر خودشان می‌شد.
با اینحال، پایش‌های معدود صورت گرفته در دهه نود شمسی، که بیشتر در غالب پروژه تحقیقاتی انجام شده و کمتر به مسیری به جز بایگانی شرکت‌های توزیع راه می‌یابد، بیانگر رسیدن هارمونیک‌ها به نزدیکی مرز بحرانی خود است.
بیشتر برنامه ریزان و مدیران شرکت‌های توزیع از این نکته غافلند که یکی از قربانیان افزایش میران هارمونیک‌ها خود این شرکت‌ها هستند. این در حالی است که زنگ خطر افزایش میزان هارمونیک‌ها هم اکنون با افزایش آمار ترانس سوزی در شرکت‌های توزیع به صدا در آمده است.
تلفات هسته ترانسفورماتور‌ها مرکب از دو تلفات هیسترزیس و تلفات فوکو (ادی) است که اولی با خود فرکانس و دومی با مجذور فرکانس متناسب هستند. برای مثال، ۲% هارمونیک مرتبه هفت، تقریبا معادل جریان نامی فرکانس مولفه اصلی تلفات فوکو ایجاد می‌کند. بر همین اساس، در استاندارد، شاخصی تحت ضریب (K factor)، به صورت زیر و جهت کنترل حرارت ناشی از تلفات هسته ترانسفورماتور‌ها وضع شده است که در آن مرتبه هارمونیک دارای اهمیتی ویژه است:

بر همین اساس، در شبکه‌های آلوده به هارمونیک، شرکت‌های توزیع دو راه برای انتخاب ترانسفورماتور دارند:
۱- ضریب K. را اندازه گیری کرده و به عنوان یکی از مشخصات فنی مورد نیاز به سازندگان ترانسفورماتور اعلام نمایند (فعلا این امکان در تولیدات داخل کشور وجود ندارد، که البته ناشی از عدم حساسیت مصرف کننده بوده است)
۲-ترانسفورماتور‌ها Over Size انتخاب شوند.

منبع:وبلاگ فرهاد یزدی