آیا همواره استبلایزر میتواند افت ولتاژ برق را جبران کند ؟

وظیفه اصلی یک استبلایزر ولتاژ ، اصلاح مقدار موثر ولتاژ ورودی ( برق شهر ، ژنراتور ) است تا در خروجی خود ولتاژ تثبیت شده با مقدار موثر ثابت را تامین کند.
بسیار دیده شده مصرف کنندگانی که مشکل افت ولتاژ برق شهر دارند ، با هزینه بالایی استبلایزر مورد نیاز خود را خریداری میکنند ولی پس از نصب ، عملا استبلایزر کارایی نداشته و با قطع خروجی آن مواجه میشوند و متاسفانه اغلب فروشندگان و یا مشاوران خرید استبلایزر ، بدون بررسی وضعیت برق منطقه خریدار و یا متاسفانه عدم آگاهی علمی ار نحوه عملکرد استبلایزر ، اقدام به پیشنهاد و نهایتا فروش میکنند.

در این مقاله سعی دارم که با توضیحات ساده ولی علمی و اصولی ، مشتریان عزیز را در جریان نحوه عملکرد استبلایزر قرار دهم تا مستقلا بتوانند قبل از اقدام به خرید،خود بهترین روش برای جبران افت ولتاژ را بیابند و چه بسا اصلا نیازی به خرید آن نداشته باشند و به روشهای دیگری مشکل افت ولتاژ را رفع نمایند.
افت ولتاژ برق شهر ناشی از ۲ مورد است :

در مورد اول چه در حالت اتصال مصرف کننده ها به برق شهر و چه در حالت بی باری ، ولتاژ برق شهر در محل استفاده ضعیف است در این حالت اگر با بارگذاری ، ولتاژ برق شهر افت اندکی نسبت به بی باری کند ( در حد تا ۱۰ولت ) معمولا استبلایزر بخوبی میتواند افت ولتاژ را جبران کند به شرط اینکه محدوده تغییرات برق شهر در محدوده قابل قبول آن باشد. بعنوان مثال اگر ولتاژ برق شهر در محل استفاده در حالت بی باری ۲۰۰ ولت و در حالت اتصال بار کامل کمتر از ۱۹۰ ولت نشود، استبلایزر با رنج قابل قبول از ۱۸۰ تا ۲۵۰ ولت بخوبی میتواند مشکل را حل کند.

در مورد دوم ، افت ولتاژ در هنگام بارگذاری اتفاق میافتد. بعبارت دیگر هنگام خاموش بودن مصرف کننده ها ولتاژ قابل قبول است ولی با بارگذاری ، افت شدیدی حاصل میشود. این افت معمولا بدلیل ضعیف بودن کابل اتصال محل مصرف کننده ها تا ورودی اصلی یا منبع اصلی برق شهر و یا فاصله زیاد است . در این شرایط ، هنگام بار گذاری، هر چند ممکن است منبع اصلی برق شهر افت چندانی نکند ولی با کشیده شدن جریان از کابل ارتباطی بخصوص اگر کابل ضعیف (سطح مقطع کم ) و فاصله زیاد باشد ، روی کابل ارتباطی افت زیاده بوجود میاید و در محل مصرف کننده ها ولتاژ کم خواهد شد. در این حالت بایستی در انتخاب نوع و محدوده های استبلایزر کارشناسی شود که البته کار سختی نیست و تنها نیار به یک ولتمتر دارد.

ابتدا در حالت بی باری ، ولتاژ منبع اصلی و محل مصرف اندازه گیری میشود. سپس همین کار هنگام روشن بودن تمامی مصرف کننده ها انجام میشود. اگر اختلاف ولتاژ در ۲ حالت در محل منبع اصلی بیش از ۱۰ ولت نباشد و این افت در محل مصرف بیش از ۲۰ ولت نباشد، هیچ نیازی به تهیه استبلایزر نیست و با تقویت کابل ارتباطی مشکل حل میشود.

با استفاده از رابطه زیر میتوان سطح مقطع کابل مورد نیاز را با توجه به جریان مصرفی و طول مسیر محاسبه کرد:
A(mm2)=0.0172xl(m)xI(A)x2/Dv(V)
فرض کنید جریا ن مصرفی ۲۰ آمپر و طول مسیر ۱۲۰ متر و افت ولتاژ مورد نظر شما حداکثر ۵ ولت باشد.
DV=5 , L=100 , I=20 بنا بر این A=(0.0172X120X20 X 2)/5=16.5 mm2
لذا به کابل ۲×۱۶ و به طول ۱۲۰ متر نیاز است تا ولتاژ بی باری و هنگام بارگذاری حداکثر ۵ ولت تفاوت داشته باشد.
برای اینکه کابل قبلی را کلا با کابل جدید جایگزین نکنید میتوان کابل قبلی را تقویت نمود مثلا در مثال ارائه شده ، اگر کابل موجود ۲×۶ است ، میتوان ۱۲۰ متر کابل ۲×۱۰ تهیه نمود و با کابل قبلی موازی کرد.

هر چند قیمت کابل بالاست و نصب آن هم مشکل و زمان براست ولی تنها راه است و بهتر از تهیه یک استبلایزر و نتیجه نگرفتن است از طرفی با این کار افت ولتاژ و بالطبع توان روی کابل کم میشود که در دراز مدت اثر بسیار زیادی در هزینه برق مصرفی و هدر نرفتن انرژی دارد.

در ادامه توضیح میدهم که به چه دلیل در حالت دوم بحث فوق ، استبلایزر نمیتواند افت ولتاژ را جبران نماید.

یک استبلایر ، بایستی در ورودی خود ، انرژی مورد نیاز برای جبران افت ولتاژ را داشته باشد در غیر این صورت یک استبلایزر با هر توان و رنج عملکرد وسیع ورودی ، نمیتواند عمل اصلاح ولتاژ را انجام دهد .

فرض کنید مصرف کننده ای با توان مصرفی ۲۲KW و یا ۲۲۰۰۰ وات داریم . چون مقدار توان برابر حاصل ضرب ولتاژ در جریان است ، بنا بر این این مصرف کننده در ولتاژ نامی ۲۲۰ ولت ، جریانی معادل ۱۰۰ آمپر مصرف میکند (۲۲۰۰/۲۲۰).

زمانی که برق ورودی ۲۲۰ ولت باشد و افتی نداشته باشد، همین جریان ۱۰۰ آمپر نیز از برق شهر گرفته میشود ولی اگر برق شهر مقداری کمتر از ۲۲۰ داشته باشد، برای تامین توان ۲۲۰۰ وات ، بایستی جریان بیشتری از آن گرفته شود.

به عبارت دیگر ، یک استبلایزر کاهش ولتاژ برق ورودی را با کشیدن جریان بیشتر از ورودی جبران میکند.

فرض کنید ولتاژ برق شهر بجای ۲۲۰ ولت ، ۲۰۰ ولت باشد. در این شرایط استبلایزر برای حفظ ۲۲۰ ولت در خروجی بایستی جریان ۲۲۰۰۰/۲۰۰=۱۱۰A را از برق شهر دریافت کند. ولی این به شرطی اتفاق میافتد که با کشیدن جریان اضافی ۱۰ آمپر برق شهر کمتر از ۲۰۰ ولت نشود.

حال فرض کنید با کشیده شدن جریان ۱۱۰ آمپر ، برق ورودی ، ۲۰۰ ولت خود را حفظ نکند و مثلا به ۱۸۰ ولت افت کند . در این حالت استبلایزر برای حفظ ۲۲۰ ولت در خروجی باید جریان ۲۲۰۰۰/۱۸۰=۱۲۲A را از برق ورودی بکشد و باز در این جریان اضافه ، برق شهر طبیعتا افت بیشتری خواهد کرد تا جایی که ولتاژ آن از محدوده قابل قبول استبلایزر کمتر میشود و خروجی قطع میشود.

همیشه آب رودخانه و پمپ آب داخل آن را برای مشتریانم مثال میزنم . فرض کنید رودخانه با جریان ضعیف آب داریم که برای تامین آب مصرفی یک کلبه از پمپ آب استفاده میکنیم ولی اگر جریان آب از حدی ضعیفتر شود ، هر قدر پمپ را قویتر کنیم سطح آب رودخانه پایین تر میرود و پمپ هر قدر هم قوی باشد قادر به تامین آب با فشار مناسب نخواهد بود.

– یک ترفند و راه حل ارزان و موثر
برای مواردی که فاصله مصرف تا منبع زیاد است و افت ولتاژ بیشتر بدلیل مسیر طولانی و کابل ارتباطی ضعیف است ، اگر در محل منبع اصلی ( ترانس برق اصلی و یا تیر برق ) دسترسی به ۲ فار بجای تکفاز وجود داشته باشد ، میتوان با همان ۲ رشته سیمی که تکفاز و نول را تا محل مصرف منتقل مینمود ، ۲ فاز را منتقل کرد و در محل مصرف از ۱ ترانس مبدل ۲ فاز به تکفاز استفاده نمود و از برق ۳۸۰ ولت دوفاز ، ۲۲۰ ولت تکفاز را ساخت . با این روش جریان منتقل شده از کابل به حدود تقریبی نصف کاهش پیدا میکند و همانند تقویت کابل ارتباطی باعت کاهش قابل توجه افت ولتاژ مسیر میشود.

خلاصه:
در مواردی که افت ولتاژ، ناشی از خود برق شهر است و نه افت مسیر ، استبلایزر قطعا مشکل را حل میکند.
اگر افت ولتاژ صرفا ناشی از افت مسیر است نه برق شهر ، نیاز به کارشناسی هست ولی معمولا تقویت مسیر موثر تر است و اگر تقویت مسیر و تهیه استبلایزر تواما انجام شود، بهترین گزینه هست .

در خصوص انتخاب نوع و محاسبات استبلایزر در مقالات دیگر این سایت ، راهنمایی های لازم ارائه شده است .
امیدوارم این مقاله برای دوستان عزیز مفید بوده باشد.

وحید فرهودی
بهار ۱۴۰۲