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電能質(zhì)量分析儀解決最常見的電能質(zhì)量問題
發(fā)布日期：2020-06-06 點擊：3127次
解決電壓失真和諧波問題的工具和技巧
故障排除是發(fā)現(xiàn)和消除問題的系統(tǒng)過程。對于未經(jīng)培訓(xùn)的人，配電系統(tǒng)中的問題可能無法識別為電能質(zhì)量問題。例如，跳閘的熱磁斷路器通常指示短路，接地故障或過載。當(dāng)沒有明顯問題時，可以將其記為“只是需要更換的舊斷路器”。
而是，電能質(zhì)量技術(shù)人員或工程師問：“也許我們應(yīng)該查看系統(tǒng)上的負(fù)載類型并監(jiān)視諧波；也許我們應(yīng)該監(jiān)視不平衡？”
了解和識別最常見的電能質(zhì)量癥狀以及如何對其進(jìn)行故障排除是解決電能質(zhì)量問題的第一步。
您需要什么工具來完成這項工作？
與任何故障排除任務(wù)一樣，您需要正確的工具。在進(jìn)行電能質(zhì)量故障排除時，這些工具可能不是您所想的。
首先，您需要一套好的最新圖紙。然后，使用電能質(zhì)量分析儀（又稱三相電能質(zhì)量分析儀）來測量和記錄與電能質(zhì)量相關(guān)的特定參數(shù)。其他工具，例如數(shù)據(jù)記錄器，熱成像儀，紅外溫度計和記錄數(shù)字萬用表，也可以幫助進(jìn)行故障排除。
您會發(fā)現(xiàn)什么問題？
常見的電能質(zhì)量問題分為兩大類：電壓異常和諧波失真問題。電壓異常會導(dǎo)致一些問題，許多問題很容易糾正。關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)癥狀。
電壓驟降或驟降是所有電能質(zhì)量問題的80％。當(dāng)系統(tǒng)電壓在半個周期至一分鐘內(nèi)降至系統(tǒng)額定電壓的90％或更低時，就會出現(xiàn)驟降或驟降。跌落的常見癥狀包括：如果跌落持續(xù)超過三個周期，白熾燈會變暗；計算機(jī)鎖定；敏感電子設(shè)備的虛假關(guān)機(jī)；可編程控制裝置上的數(shù)據(jù)（內(nèi)存）丟失；繼電器控制問題。
要解決潛在的跌落問題，請從監(jiān)視首次出現(xiàn)跌落癥狀的負(fù)載開始。將設(shè)備運行故障的時間與電壓下降發(fā)生的時間進(jìn)行比較；如果沒有相關(guān)性，則問題很可能不是電壓驟降。通過監(jiān)視更遠(yuǎn)的上游直到找到源，繼續(xù)進(jìn)行故障排除。使用工廠的單線圖來幫助確定啟動大型電動機(jī)是否正在引起驟降，或者工廠中電流需求是否突然增加。
電壓驟升或電涌的發(fā)生頻率僅為驟降的一半。但是，在短短的一個周期或更長的時間內(nèi)增加系統(tǒng)電壓會引起問題。與所有電能質(zhì)量問題一樣，您必須監(jiān)控參數(shù)一段時間，然后觀察和解釋。
膨脹的癥狀通常包括設(shè)備立即故障，通常是電子設(shè)備的電源部分。但是，某些設(shè)備故障可能不會立即發(fā)生，因為電壓膨脹會在一段時間內(nèi)發(fā)生并過早損壞組件。如果對電子設(shè)備的分析發(fā)現(xiàn)電源出現(xiàn)故障，請監(jiān)視給該設(shè)備供電的饋線和分支電路上的電壓趨勢。在可能的情況下，比較在已知不會發(fā)生膨脹的系統(tǒng)部分上運行的類似設(shè)備的故障率。
分析電能質(zhì)量調(diào)查結(jié)果時，請查找單相線路上突然的線對地故障。這種類型的故障會導(dǎo)致電壓在兩個非故障相上突然膨脹。大型工廠負(fù)載突然脫機(jī)掉線，功率因數(shù)校正電容器的切換也會引起電壓驟升。
電壓瞬變會導(dǎo)致各種癥狀，從計算機(jī)鎖定和損壞的電子設(shè)備到閃絡(luò)和配電設(shè)備的絕緣損壞。
瞬態(tài)（有時稱為尖峰）是電壓的大幅增加，但僅持續(xù)幾微秒，雷擊和機(jī)械切換是常見原因。暴風(fēng)雨期間的設(shè)備故障通常應(yīng)歸因于瞬態(tài)，并且不執(zhí)行電能質(zhì)量監(jiān)控。
瞬變的其他原因包括電容器或電容器組的切換，停電后重新通電的系統(tǒng)，電動機(jī)負(fù)載的切換，熒光燈和HID照明負(fù)載的開或關(guān)，開關(guān)變壓器以及某些設(shè)備的突然停止。對于這些瞬態(tài)情況，請監(jiān)視負(fù)載，并將設(shè)備的操作問題或故障與配電系統(tǒng)事件相關(guān)聯(lián)。
中斷大負(fù)載會在觸點之間產(chǎn)生正常電弧，這可能是瞬變的原因。使用設(shè)施一線將監(jiān)視移動到分配系統(tǒng)中更遠(yuǎn)的上游，直到找到源為止。
電壓中斷可能持續(xù)兩到五秒或更長時間。癥狀通常很簡單：設(shè)備停止運行。中斷時間超過五秒鐘通常稱為持續(xù)中斷。即使短暫斷電，大多數(shù)電動機(jī)控制電路和過程控制系統(tǒng)也無法重新啟動。
如果在無人看管設(shè)備時發(fā)生電壓中斷，則可能無法正確確定設(shè)備停機(jī)的原因。僅監(jiān)視設(shè)備并將任何電源中斷的時間與設(shè)備問題的時間相關(guān)聯(lián)將有助于識別電壓中斷。
電壓不平衡是三相系統(tǒng)上最常見的問題之一，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的設(shè)備損壞，但常常被忽略。例如，230 V電動機(jī)上的電壓不平衡量為2.3％，導(dǎo)致電流不平衡量幾乎為18％，從而導(dǎo)致溫度升高了30°C。數(shù)字萬用表（DMM）和一些快速計算可用于平均電壓讀數(shù)，而電能質(zhì)量分析儀可提供有關(guān)不平衡的最準(zhǔn)確信息。
整個分配系統(tǒng)中的任何地方都可能發(fā)生不平衡。負(fù)載應(yīng)在配電盤的每個階段平均分配。如果一相與其他相相比變得過重，則該相上的電壓會更低。從該面板饋送的變壓器和三相電動機(jī)可能會運行得更熱，異常嘈雜，過度振動，甚至過早失效。
隨著時間的推移進(jìn)行監(jiān)視是捕獲不平衡的關(guān)鍵。在三相系統(tǒng)中，相之間的最大電壓變化應(yīng)不超過2％（分析儀上的Vneg％值），否則可能會嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備。
諧波是電壓和電流，其頻率據(jù)說是基頻的整數(shù)倍。例如，三次諧波是在60 Hz系統(tǒng)（3 x 60 Hz = 180 Hz）中以180赫茲（Hz）出現(xiàn)的電壓或電流。這些不必要的頻率會引起許多癥狀，包括中性導(dǎo)體過熱以及為這些電路供電的變壓器。反向轉(zhuǎn)矩會在電動機(jī)中產(chǎn)生熱量和效率損失。
諧波造成的最嚴(yán)重癥狀通常是諧波使設(shè)備中的基本60 Hz正弦波失真的結(jié)果。這種正弦波失真會導(dǎo)致電子設(shè)備的不當(dāng)操作，虛假警報，數(shù)據(jù)丟失以及經(jīng)常被報告為“神秘”的問題。
當(dāng)出現(xiàn)諧波癥狀時，請通過觀察總諧波失真（THD）進(jìn)行故障排除。在變化的負(fù)載條件下，THD的顯著增加保證了每個諧波電流水平與系統(tǒng)中總基本電流的百分比比較。了解每個諧波電流產(chǎn)生的影響并將它們與已識別的癥狀進(jìn)行比較將有助于故障排除，然后必須隔離并糾正諧波源。
