电能质量分析仪解决最常见的电能质量问题

发布日期：2020-06-06　点击：3125次

解决电压失真和谐波问题的工具和技巧

故障排除是发现和消除问题的系统过程。对于未经培训的人，配电系统中的问题可能无法识别为电能质量问题。例如，跳闸的热磁断路器通常指示短路，接地故障或过载。当没有明显问题时，可以将其记为“只是需要更换的旧断路器”。

而是，电能质量技术人员或工程师问：“也许我们应该查看系统上的负载类型并监视谐波；也许我们应该监视不平衡？”

了解和识别最常见的电能质量症状以及如何对其进行故障排除是解决电能质量问题的第一步。

您需要什么工具来完成这项工作？

与任何故障排除任务一样，您需要正确的工具。在进行电能质量故障排除时，这些工具可能不是您所想的。

首先，您需要一套好的最新图纸。然后，使用电能质量分析仪（又称三相电能质量分析仪）来测量和记录与电能质量相关的特定参数。其他工具，例如数据记录器，热成像仪，红外温度计和记录数字万用表，也可以帮助进行故障排除。

您会发现什么问题？

常见的电能质量问题分为两大类：电压异常和谐波失真问题。电压异常会导致一些问题，许多问题很容易纠正。关键是发现症状。

电压骤降或骤降是所有电能质量问题的80％。当系统电压在半个周期至一分钟内降至系统额定电压的90％或更低时，就会出现骤降或骤降。跌落的常见症状包括：如果跌落持续超过三个周期，白炽灯会变暗；计算机锁定；敏感电子设备的虚假关机；可编程控制装置上的数据（内存）丢失；继电器控制问题。

要解决潜在的跌落问题，请从监视首次出现跌落症状的负载开始。将设备运行故障的时间与电压下降发生的时间进行比较；如果没有相关性，则问题很可能不是电压骤降。通过监视更远的上游直到找到源，继续进行故障排除。使用工厂的单线图来帮助确定启动大型电动机是否正在引起骤降，或者工厂中电流需求是否突然增加。

电压骤升或电涌的发生频率仅为骤降的一半。但是，在短短的一个周期或更长的时间内增加系统电压会引起问题。与所有电能质量问题一样，您必须监控参数一段时间，然后观察和解释。

膨胀的症状通常包括设备立即故障，通常是电子设备的电源部分。但是，某些设备故障可能不会立即发生，因为电压膨胀会在一段时间内发生并过早损坏组件。如果对电子设备的分析发现电源出现故障，请监视给该设备供电的馈线和分支电路上的电压趋势。在可能的情况下，比较在已知不会发生膨胀的系统部分上运行的类似设备的故障率。

分析电能质量调查结果时，请查找单相线路上突然的线对地故障。这种类型的故障会导致电压在两个非故障相上突然膨胀。大型工厂负载突然脱机掉线，功率因数校正电容器的切换也会引起电压骤升。

电压瞬变会导致各种症状，从计算机锁定和损坏的电子设备到闪络和配电设备的绝缘损坏。

瞬态（有时称为尖峰）是电压的大幅增加，但仅持续几微秒，雷击和机械切换是常见原因。暴风雨期间的设备故障通常应归因于瞬态，并且不执行电能质量监控。

瞬变的其他原因包括电容器或电容器组的切换，停电后重新通电的系统，电动机负载的切换，荧光灯和HID照明负载的开或关，开关变压器以及某些设备的突然停止。对于这些瞬态情况，请监视负载，并将设备的操作问题或故障与配电系统事件相关联。

中断大负载会在触点之间产生正常电弧，这可能是瞬变的原因。使用设施一线将监视移动到分配系统中更远的上游，直到找到源为止。

电压中断可能持续两到五秒或更长时间。症状通常很简单：设备停止运行。中断时间超过五秒钟通常称为持续中断。即使短暂断电，大多数电动机控制电路和过程控制系统也无法重新启动。

如果在无人看管设备时发生电压中断，则可能无法正确确定设备停机的原因。仅监视设备并将任何电源中断的时间与设备问题的时间相关联将有助于识别电压中断。

电压不平衡是三相系统上最常见的问题之一，可能导致严重的设备损坏，但常常被忽略。例如，230 V电动机上的电压不平衡量为2.3％，导致电流不平衡量几乎为18％，从而导致温度升高了30°C。数字万用表（DMM）和一些快速计算可用于平均电压读数，而电能质量分析仪可提供有关不平衡的最准确信息。

整个分配系统中的任何地方都可能发生不平衡。负载应在配电盘的每个阶段平均分配。如果一相与其他相相比变得过重，则该相上的电压会更低。从该面板馈送的变压器和三相电动机可能会运行得更热，异常嘈杂，过度振动，甚至过早失效。

随着时间的推移进行监视是捕获不平衡的关键。在三相系统中，相之间的最大电压变化应不超过2％（分析仪上的Vneg％值），否则可能会严重损坏设备。

谐波是电压和电流，其频率据说是基频的整数倍。例如，三次谐波是在60 Hz系统（3 x 60 Hz = 180 Hz）中以180赫兹（Hz）出现的电压或电流。这些不必要的频率会引起许多症状，包括中性导体过热以及为这些电路供电的变压器。反向转矩会在电动机中产生热量和效率损失。

谐波造成的最严重症状通常是谐波使设备中的基本60 Hz正弦波失真的结果。这种正弦波失真会导致电子设备的不当操作，虚假警报，数据丢失以及经常被报告为“神秘”的问题。

当出现谐波症状时，请通过观察总谐波失真（THD）进行故障排除。在变化的负载条件下，THD的显着增加保证了每个谐波电流水平与系统中总基本电流的百分比比较。了解每个谐波电流产生的影响并将它们与已识别的症状进行比较将有助于故障排除，然后必须隔离并纠正谐波源。