مقدمة
في ظل التطور التكنولوجي المتسارع وزيادة الاعتماد على الأجهزة الإلكترونية الحساسة، أصبحت جودة التغذية الكهربائية (Power Quality) من القضايا بالغة الأهمية في أنظمة الطاقة الكهربائية. تعكس جودة التغذية مدى نقاء وثبات waveform الجهد والتيار، وتؤثر مباشرة على كفاءة تشغيل المعدات وعمرها الافتراضي.
مفهوم جودة التغذية الكهربائية
تشير جودة التغذية الكهربائية إلى مدى توافق خصائص الجهد والتيار مع المعايير القياسية العالمية. وتتحدد هذه الجودة من خلال عدة عوامل أساسية:
- القيمة (Amplitude): ثبات قيمة الجهد ضمن الحدود المسموحة
- التردد (Frequency): ثبات التردد عند القيمة الاسمية (50 أو 60 هرتز)
- التوافقيات (Harmonics): نقاء waveform من التشوهات
- تماثل النظام ثلاثي الأوجه: توازن الجهود والتيارات في الأنظمة ثلاثية الأوجه
أنواع الاضطرابات الشائعة
تصنف الاضطرابات في شبكات التغذية الكهربائية إلى نوعين رئيسيين:
الاضطرابات المستمرة
- عدم اتزان الجهود
- التوافقيات
- ارتفاع وانخفاض التردد
- ارتفاع وانخفاض الجهد
- الشوشرة الكهربائية
الاضطرابات العابرة
- انحدارات وارتخاءات الجهد (Voltage Dips and Sags)
- الجهود الفجائية (Voltage Spikes)
- الانقطاعات اللحظية
مصادر الاضطرابات
تنقسم مصادر الاضطرابات إلى:
مصادر من هيئات الكهرباء
- الأعطال في شبكات التوزيع
- التقلبات الجوية
- أعطال المحطات والمعدات
مصادر من المستهلكين
- الأحمال غير الخطية
- المعدات الإلكترونية
- الأحمال ذات الاستهلاك المتغير بسرعة
تأثيرات الاضطرابات
تؤدي الاضطرابات في جودة التغذية إلى:
- انهيار العزل الكهربائي للمعدات
- سخونة زائدة في المحركات والمحولات
- تشغيل خاطئ للمعدات الإلكترونية
- فقدان البيانات في الحاسبات
- تقليل كفاءة الطاقة
معالجة الاضطرابات
تتعدد طرق علاج اضطرابات جودة التغذية، ومن أهمها:
- المرشحات (Filters) تستخدم لإزالة التوافقيات وتحسين waveform
- منظمات الجهد (Voltage Regulators) تحافظ على ثبات الجهد ضمن الحدود المسموحة
- مصادر التغذية غير المنقطعة (UPS) توفر استمرارية التغذية أثناء الانقطاعات
- المحولات العازلة (Isolation Transformers) تقليل الشوشرة الكهربائية
المعايير والمواصفات القياسية
تم وضع العديد من المعايير العالمية لضبط جودة التغذية، منها:
- IEC 1000
- IEEE 519
- EN 50.160
تعتبر جودة التغذية الكهربائية عنصراً أساسياً في ضمان كفاءة تشغيل المعدات واستدامة أنظمة الطاقة. ويتطلب تحقيق هذه الجودة تعاوناً مشتركاً بين موردي الطاقة والمستهلكين، مع الالتزام بالمعايير القياسية وتطبيق أحدث التقنيات في مراقبة وتحسين جودة التغذية. كما أن الاستثمار في تحسين جودة التغذية يعد استثماراً في زيادة الإنتاجية وتقليل تكاليف الصيانة وإطالة عمر المعدات.
