Chất lượng nguồn điện
Nguyên nhân ảnh hưởng tới chất lượng nguồn điện?
Chất lượng nguồn điện đơn giản là sự tương tác giữa năng lượng điện với các thiết bị điện.
Nếu các thiết bị điện hoạt động chính xác, đáng tin cậy mà không có bất cứ sự hư hỏng hay quá tải nào, chúng ta nói rằng đó là một nguồn điện tốt. Ngược lại, nếu thiết bị điện bị trục trặc, bị hư hỏng hay hoạt động không đáng tin cậy trong quá trình sử dụng bình thường, chúng ta sẽ nghi ngờ rằng chất lượng nguồn điện không tốt.
Theo một tuyên bố, bất cứ một sai lệch nào so với điện áp (DC hoặc AC) bình thường của nguồn điện thì có thể xếp vào vấn đề ảnh hưởng tới chất lượng nguồn điện. Vấn đề chất lượng nguồn điện do các nguyên nhân chính như xung điện áp, xung nhiễu, tần số xen vào cao, tăng hay sụt áp, ngắn mạch,… Bằng cách phân tích nguồn điện và đánh giá thiết bị hoặc dòng tải, chúng ta có thể xác định vấn đề của nguồn điện. Tìm hiểu từng vấn đề ảnh hưởng tới chất lượng nguồn điện sẽ cho ta nhiều chi tiết miêu tả về chất lượng nguồn điện.
Chúng ta có thể kiểm tra chất lượng nguồn điện bằng việc cài đặt thiết bị nghi tốc độ cao để giám sát nguồn điện. Loại thiết bị kiểm tra này sẽ cung cấp thông tin về đánh giá chất lượng nguồn điện liệu có đáng tin cậy cho hoạt động của các thiết bị hay không. Quá trình này giống như một bác sĩ dung máy đo nhịp tim để nghi lại nhịp tim của bạn. Thiết bị đánh giá sẽ cung cấp cho chúng ta những dữ liệu giá trị, nhưng chúng ta cần giải thích và áp dụng cho từng loại thiết bị điện. Chúng ta hãy xem hai ví dụ về phân tích dữ liệu ở Hoa Kỳ:
VD1: Bong đèn 100 watt để tạo ra ánh sánh (độ sang đo bằng lumens) theo tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu điện áp 120 volt. Nếu điện áp rơi xuống 108 volt (-10%), bong đèn vẫn hoạt động nhưng tạo ra ánh sang yếu hơn. Một sự cố mất điện hay điện áp thấp không làm hỏng bonga đèn. Mặt khác, nếu điện áp tăng lên 130 volt (+10%), bong đèn sẽ sáng hơn tiêu chuẩn của nó, gây ra quá nóng và quá tải ở các sợi dây. Tuổi thọ của bong đèn sẽ ngắn hơn nhiều so với thiết kế dự kiến của nó, do đó chúng ta có thể kết luận một cách chắc chắn rằng tiêu chuẩn thiết kế của bong đèn phải được tôn trọng, và một vấn đề bất kỳ của nguồn điện sẽ làm giảm tuổi thọ của bong đèn.
VD2: Một màn hình CRT hay màn hình máy tính cá nhân sử dụng nguồn cung cấp điện áp là 120 volt AC và chuyển đổi thành điện áp DC đi vào để màn hình CRT hoạt động, các điện áp bao gồm 5 VDC cho mạch logic và điện áp cao DC để vận hành ống phóng tia (CRT). Nếu điện áp đầu vào là 108 volt (-10%), bộ nguồn chuyển đổi sẽ tạo ra nhiều dòng nhằm duy trì điện áp thích hợp cho hoạt động của màn hình. Kết quả của dòng lớn hơn là nguồn chuyển đổi hoạt động nóng hơn, các thành phần trở nên quá tải. Mặc dù hoạt động của màn hình không có vấn đề, nhưng về lâu dài ảnh hưởng của việc hoạt động trên điện áp thấp là độ tin cậy giảm dần và khả năng hư hỏng tăng lên. Nếu điện áp giảm xuống thấp hơn phạm vi hoạt động của bộ nguồn chuyển đổi thì màn hình sẽ tắt.. Nếu điện áp tăng lên 132 volt (+10%), nguồn chuyển đổi sẽ không thể điều chỉnh điện áp này về mức bình thường (120 volt) được nên các thành phần bên trong sẽ bị hư hỏng. Do đó, yêu cầu về chất lượng điện cung cấp cho màn hình máy tính cao hơn nhiều so với mộ bong đèn. Điện áp cao điều có thể phá hủy cả hai thiết bị. Nhưng xét về vấn đề kinh tế thì màn hình máy tính có chi phí thay thế, cũng như mục đích sử dụng cao hơn bong đèn. Các ví dụ trên có thể áp dụng cho bất kỳ hệ thống điện hoặc điện tử nào. Đây là nhiệm vụ của chuyên gia tư vấn chất lượng nguồn điện để xác định nguồn điện, nền tảng, cơ sở hạ tầng của một tòa nhà có đủ điều kiện cho các thiết bị công nghệ vận hành hay không. Bước đánh giá đầu tiên được thực hiện nhằm phát hiện và khắc phục vấn đề. Nhiều người sử dụng đã mua các thiết bị để cải thiện chất lượng điện mà bỏ qua việc đánh giá đầu tiên. Điều này gây tốn kém nhiều lần và thường không hiệu quả.
Chất lượng nguồn điện?
Vấn đề chất lượng nguồn điện có nhiều tên gọi và miêu tả khác nhau. Xung nhiễu, quá áp, ngắn mạch, nhiễu,… là những thuật ngữ thông dụng được đưa ra, nhưng chúng có ý nghĩa như thế nào?
Vấn đề chất lượng điện có thể chia thành hai dạng quá trình ngắn, quá trình dài và loại liên tục. Nghành công nghiệp máy tính đã phát triển một chuẩn mực để phân loại các vấn đề về chất lượng điện. Tiêu chuẩn phổ biến nhất là đồ thị CBEMA (Computer Business Equipment Manufacturing Association), các tiêu chuẩn khác bao gồm ANSI and ITIC. Hình 1 là ví dụ về đồ thị CBEMA, những sự kiện phát sinh trên nguồn điện được vẽ trên đường cong dựa trên thời gian và cường độ của sự kiện. Bất kỳ sự kiện nào nằm ngoài đường cong sẽ là một vấn đề cần quan tâm.
Hình 1. Đồ thị (đường cong) CBEMA
Hình 2. Bảng dữ liệu về chất lượng nguồn điện được chia theo thời gian.
Bằng cách sang lọc các sự kiện xảy ra trên nguồn điện, chúng ta sẽ xác định được công nghệ bảo vệ của thiết bị bảo vệ nguồn điện cần thiết.
Xem them bảng miêu tả thuật ngữ điện.
Điều gì có thể gây ra vấn đề về chất lượng điện?
Chúng tôi đã tìm thấy rằng phần lớn các vấn đề chất lượng điện năng có liên quan đến các vến đề bên trong một hệ thống như đối lập với tiện ích. Dựa trên 20 năm kinh nghiệm, chúng tôi tìm thấy 90% vấn đề về chất lượng điện phát sinh trong nội bộ hệ thống. Vấn đề điển hình bao gồm hai vấn đề cơ sở và liên kêt, sự vi phạm mã và rối loạn điện nội bộ tạo ra các vến đề về điện.
Vấn đề nội bộ phát sinh là từ một nguồn điện cung cấp điện cho các thiết bị tiêu thụ điện khác nhau. Xin lấy ví dụ của mọt máy in và một máy tính cá nhân. Hầu hết chúng ta sẽ không nghĩ quá hai lần để cắm máy in laser vào cùng một dải nguồn cung cấp cho hoạt động của máy tính (chung ổ cắm). Chúng ta đang quan tâm nhiều hơn đến vấn đề tương thích phần mềm hơn là vấn đề về điện; tuy nhiên, một số máy in laser khi hoạt động sẽ tạo ra tăng vọt điện áp giữa dây trung tính – dây đất và sự sụt áp giữa đường line và đường trung tính trong mỗi phút hoặc lâu hơn. Tác động lâu dài này sẽ làm hỏng nguồn cung cấp của máy tính cá nhân. Chúng ta phải cẩn trọng trong công nghệ cài đặt.
Theo