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電能質量分析儀解決最常見的電能質量問題
發布日期：2020-06-06 點擊：3472次
解決電壓失真和諧波問題的工具和技巧
故障排除是發現和消除問題的系統過程。對于未經培訓的人，配電系統中的問題可能無法識別為電能質量問題。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，電能質量技術人員或工程師問：“也許我們應該查看系統上的負載類型并監視諧波；也許我們應該監視不平衡？”
了解和識別最常見的電能質量癥狀以及如何對其進行故障排除是解決電能質量問題的第一步。
您需要什么工具來完成這項工作？
與任何故障排除任務一樣，您需要正確的工具。在進行電能質量故障排除時，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，使用電能質量分析儀（又稱三相電能質量分析儀）來測量和記錄與電能質量相關的特定參數。其他工具，例如數據記錄器，熱成像儀，紅外溫度計和記錄數字萬用表，也可以幫助進行故障排除。
您會發現什么問題？
常見的電能質量問題分為兩大類：電壓異常和諧波失真問題。電壓異常會導致一些問題，許多問題很容易糾正。關鍵是發現癥狀。
電壓驟降或驟降是所有電能質量問題的80％。當系統電壓在半個周期至一分鐘內降至系統額定電壓的90％或更低時，就會出現驟降或驟降。跌落的常見癥狀包括：如果跌落持續超過三個周期，白熾燈會變暗；計算機鎖定；敏感電子設備的虛假關機；可編程控制裝置上的數據（內存）丟失；繼電器控制問題。
要解決潛在的跌落問題，請從監視首次出現跌落癥狀的負載開始。將設備運行故障的時間與電壓下降發生的時間進行比較；如果沒有相關性，則問題很可能不是電壓驟降。通過監視更遠的上游直到找到源，繼續進行故障排除。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增加系統電壓會引起問題。與所有電能質量問題一樣，您必須監控參數一段時間，然后觀察和解釋。
膨脹的癥狀通常包括設備立即故障，通常是電子設備的電源部分。但是，某些設備故障可能不會立即發生，因為電壓膨脹會在一段時間內發生并過早損壞組件。如果對電子設備的分析發現電源出現故障，請監視給該設備供電的饋線和分支電路上的電壓趨勢。在可能的情況下，比較在已知不會發生膨脹的系統部分上運行的類似設備的故障率。
分析電能質量調查結果時，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致電壓在兩個非故障相上突然膨脹。大型工廠負載突然脫機掉線，功率因數校正電容器的切換也會引起電壓驟升。
電壓瞬變會導致各種癥狀，從計算機鎖定和損壞的電子設備到閃絡和配電設備的絕緣損壞。
瞬態（有時稱為尖峰）是電壓的大幅增加，但僅持續幾微秒，雷擊和機械切換是常見原因。暴風雨期間的設備故障通常應歸因于瞬態，并且不執行電能質量監控。
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，電動機負載的切換，熒光燈和HID照明負載的開或關，開關變壓器以及某些設備的突然停止。對于這些瞬態情況，請監視負載，并將設備的操作問題或故障與配電系統事件相關聯。
中斷大負載會在觸點之間產生正常電弧，這可能是瞬變的原因。使用設施一線將監視移動到分配系統中更遠的上游，直到找到源為止。
電壓中斷可能持續兩到五秒或更長時間。癥狀通常很簡單：設備停止運行。中斷時間超過五秒鐘通常稱為持續中斷。即使短暫斷電，大多數電動機控制電路和過程控制系統也無法重新啟動。
如果在無人看管設備時發生電壓中斷，則可能無法正確確定設備停機的原因。僅監視設備并將任何電源中斷的時間與設備問題的時間相關聯將有助于識別電壓中斷。
電壓不平衡是三相系統上最常見的問題之一，可能導致嚴重的設備損壞，但常常被忽略。例如，230 V電動機上的電壓不平衡量為2.3％，導致電流不平衡量幾乎為18％，從而導致溫度升高了30°C。數字萬用表（DMM）和一些快速計算可用于平均電壓讀數，而電能質量分析儀可提供有關不平衡的最準確信息。
整個分配系統中的任何地方都可能發生不平衡。負載應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。
隨著時間的推移進行監視是捕獲不平衡的關鍵。在三相系統中，相之間的最大電壓變化應不超過2％（分析儀上的Vneg％值），否則可能會嚴重損壞設備。
諧波是電壓和電流，其頻率據說是基頻的整數倍。例如，三次諧波是在60 Hz系統（3 x 60 Hz = 180 Hz）中以180赫茲（Hz）出現的電壓或電流。這些不必要的頻率會引起許多癥狀，包括中性導體過熱以及為這些電路供電的變壓器。反向轉矩會在電動機中產生熱量和效率損失。
諧波造成的最嚴重癥狀通常是諧波使設備中的基本60 Hz正弦波失真的結果。這種正弦波失真會導致電子設備的不當操作，虛假警報，數據丟失以及經常被報告為“神秘”的問題。
當出現諧波癥狀時，請通過觀察總諧波失真（THD）進行故障排除。在變化的負載條件下，THD的顯著增加保證了每個諧波電流水平與系統中總基本電流的百分比比較。了解每個諧波電流產生的影響并將它們與已識別的癥狀進行比較將有助于故障排除，然后必須隔離并糾正諧波源。
