Многие проблемы с качеством электроэнергии вызваны неадекватной проводкой или неправильным заземлением. Эти проблемы могут быть обнаружены путем простого изучения систем проводки и заземления.
Почему мониторинг качества электроэнергии
Еще одно большое количество проблем с качеством электроэнергии можно решить путем точечных проверок напряжения, тока или гармоник с использованием ручных измерителей.
Долгосрочный мониторинг качества электроэнергии
Однако некоторые проблемы являются прерывистыми и требуют долгосрочного мониторинга для решения.
Долгосрочный мониторинг качества электроэнергии в значительной степени является проблемой управления данными. Если для каждого электрического цикла регистрируется среднеквадратичное значение напряжения и тока, для трехфазной системы каждый день будет производиться около 6 гигабайт данных. Некоторое оборудование нарушается изменением формы волны напряжения, которая может не влиять на среднеквадратичное значение формы волны.
Запись сигналов напряжения и тока приведет к примерно 132 гигабайтам данных в день.
В то время как современные технологии хранения данных могут сделать возможным запись каждого электрического цикла, задача обнаружения проблем с качеством электроэнергии в этой массе данных действительно пугает.
Большинство коммерчески доступных устройств контроля качества электроэнергии пытаются уменьшить записанные данные до управляемых уровней. Каждый производитель имеет общепринятый алгоритм сокращения данных. Очень важно, чтобы пользователь понял алгоритм, используемый для правильной интерпретации результатов.
Выбор точки наблюдения
Мониторинг качества электроэнергии обычно делается для решения существующей проблемы с качеством электроэнергии или для определения электрической среды до установки нового чувствительного оборудования. Для нового оборудования легко утверждать, что контрольное оборудование должно быть установлено в точке, ближайшей к точке подключения нового оборудования.
Для проблем с качеством электроэнергии, влияющих на существующее оборудование, часто возникает давление, чтобы определить, вызвана ли проблема каким-то внешним источником, то есть утилитой. Это приводит к установке контрольного оборудования в точке обслуживания, чтобы попытаться определить источник проблемы.
Обычно это не оптимальное место для мониторинга оборудования.
Большинство исследований показывают, что 80% проблем с качеством электроэнергии возникают внутри объекта. Монитор, установленный на затронутом оборудовании, обнаружит проблемы, возникающие на объекте, а также проблемы, возникающие из утилиты.
Каждый тип событий имеет отличительные характеристики, чтобы помочь инженеру правильно идентифицировать источник нарушения.
Что контролировать?
Как минимум, необходимо контролировать входное напряжение на пораженное оборудование. Если оборудование однофазное, контролируемое напряжение должно включать по крайней мере напряжение между линиями и нейтралью и напряжения нейтраль-земля. Если это возможно, следует также контролировать напряжение между линиями. Для трехфазного оборудования напряжение может быть либо контролируемым, либо нейтральным, либо линейным.
Линейно-нейтральные напряжения легче понять, но большинство трехфазных устройств работает от линейного напряжения. Как правило, предпочтительно контролировать линию напряжения на линию для трехфазного оборудования.
Если оборудование мониторинга имеет пороговые значения напряжения, которые можно отрегулировать, пороговые значения должны быть установлены в соответствии с требованиями чувствительного оборудования. Если требования не известны, хорошей отправной точкой обычно является номинальное напряжение оборудования плюс или минус 10%.
В большинстве чувствительных устройств подключение к источнику является выпрямителем, а критическое напряжение - постоянным током. В некоторых случаях может потребоваться контролировать критические напряжения постоянного тока. Некоторые коммерческие мониторы качества электроэнергии способны одновременно контролировать AC и DC, в то время как другие - только AC.
Часто бывает полезно контролировать ток и напряжение. Например, если проблема вызвана провисанием напряжения, реакция тока во время провисания может помочь определить источник провисания. Если ток удваивается, когда напряжение падает 10%, то причина провисания находится на стороне нагрузки текущей контрольной точки.
Если ток увеличивается или уменьшается на 10-20% во время провисания напряжения 10%, то причина провисания находится на стороне источника текущей точки контроля.
На чувствительное оборудование могут влиять и другие факторы окружающей среды, такие как температура, влажность, статичность, гармоники, магнитные поля, радиочастотные помехи (RFI), ошибки оператора или саботаж. Некоторые коммерческие мониторы могут записывать некоторые из этих факторов, но может потребоваться установить более одного монитора для охвата всех возможных источников помех.
Также полезно записывать данные о количестве мощности при поиске проблем с качеством электроэнергии. Например, автор нашел ярлык источнику помех, влияющих на широкую область, используя данные количества мощности. Записи показали увеличение спроса на 2500 кВт сразу после нарушения. Задав несколько вопросов, он быстро привел к близлежащему заводу с коммутируемой нагрузкой 2500 кВт, которая оказалась неисправной.
Выбор монитора
Коммерчески доступные мониторы делятся на две основные категории: анализаторы линейных помех и регистраторы напряжения. Линия между категориями становится размытой по мере разработки новых моделей.
Рекордеры напряжения в основном предназначены для записи данных напряжения и тока стримера, но некоторые модели способны захватывать формы сигналов при определенных обстоятельствах.
Рисунок 1 - Стриптиз RMS напряжения, взятый цикл за циклом
Анализаторы нарушений линии предназначены для захвата событий напряжения, которые могут повлиять на чувствительное оборудование. Как правило, анализаторы линейных помех не являются хорошими регистраторами напряжения, но более новые модели лучше, чем предыдущие, на лентах записи напряжения.
Чтобы выбрать лучший монитор для работы, необходимо иметь представление о типе возмущения, которое должно быть записано, и представление о рабочих характеристиках доступных анализаторов нарушений.
FIgure 2 - Min / Max / Average stripchart, показывающий минимальное однотактное напряжение, максимальное однотактное напряжение и среднее значение каждого цикла в интервале записи.
Неприятное срабатывание приводов с переменной скоростью
Например, общая проблема с качеством электроэнергии - это неприятное срабатывание приводов с переменной скоростью.
Приводы с переменной скоростью могут отключиться из-за нарушения формы сигнала, вызванного переключением конденсатора коррекции коэффициента мощности, или из-за высокого или низкого напряжения в установившемся режиме или, в некоторых случаях, из-за чрезмерного дисбаланса напряжения. Если привод отключается из-за высокого напряжения или искажений формы сигнала, диагностика привода обычно указывает на код перенапряжения в качестве причины отключения.
Если напряжение не сбалансировано, привод будет вытягивать значительно несбалансированные токи. Текущий дисбаланс может достигать уровня, приводящего к отключению привода для максимального тока.
Выбор монитора для отключения с переменной скоростью может стать проблемой. Большинство анализаторов линейных помех могут легко захватывать волновое возмущение переключения конденсаторов, но они не являются хорошими регистраторами напряжения и могут плохо отражать высокое постоянное напряжение.
Многие анализаторы нарушений линии не могут полностью фиксировать дисбаланс напряжения и не реагируют на текущие события, если не имеется соответствующее событие напряжения. Большинство регистраторов напряжения и тока могут легко захватывать высокое установившееся напряжение, приводящее к отключению привода, но они не могут захватывать возмущение колебаний колебаний конденсатора.
Многие устройства записи напряжения могут захватывать дисбаланс напряжения, дисбаланс тока, а некоторые из них будут запускать захват напряжения и тока во время текущего события, например, отключение привода.
Чтобы выбрать лучший монитор для задания, необходимо понять характеристики доступных мониторов.
(Ь)
Напряжение RMS, подаваемое на оборудование
Наиболее часто регистрируемый параметр в исследованиях качества электроэнергии представляет собой RMS-напряжение, подаваемое на оборудование. Производители записывающего оборудования используют различные методы для уменьшения объема записанных данных. Наиболее распространенным методом сокращения данных является запись данных Min / Max / Average за некоторый интервал.
На рисунке 1 приведена полосковая диаграмма среднеквадратичного напряжения, записанная на основе цикла за циклом. Рисунок 2 показывает график Min / Max / Average за тот же период времени. Общий период записи - 1 неделя. Типичные регистраторы будут использовать интервал записи 2-5 минут. Каждый интервал записи будет содержать три числа: среднеквадратичное напряжение самого высокого 1 цикла, самый низкий 1 цикл и среднее значение каждого цикла в течение интервала.
Это простой, понятный способ записи, и он легко реализуется производителем.
Существует несколько недостатков этого метода. Если во время интервала записи есть несколько событий, записывается только событие с наибольшим отклонением. Если рекордер не регистрирует событие каким-либо другим способом, не существует отметки времени, связанной с событиями, и не существует никакой продолжительности.
Наиболее важным недостатком является отсутствие профиля напряжения во время события. Профиль напряжения дает важные подсказки источнику события.
Например, если событие является провисанием напряжения, минимальное напряжение может быть одинаковым для события, вызванного удаленной ошибкой в коммунальной системе, и для близкого большого запуска двигателя. Однако для отдаленной неисправности напряжение будет просачиваться почти мгновенно, оставаться на довольно постоянном уровне в течение 3-10 циклов и почти мгновенно восстанавливаться до полного напряжения или, возможно, немного более высокого напряжения, если разломанная секция коммунальной системы отделена, При ближайшем запуске двигателя напряжение будет снижаться почти мгновенно и почти сразу начнет постепенное восстановление в течение 30-180 циклов до напряжения, которое будет ниже, чем раньше.
Рисунок 3 - Полоса с циклическим циклом, показывающая два провисания напряжения. Провисание слева связано с соседней ошибкой фидера на подстанции питания, а провисание справа связано с большим запуском двигателя. Обратите внимание на разницу в профиле напряжения во время восстановления.
На рисунке 3 показана циклическая запись имитируемой смежной ошибки фидера, а затем симуляция провисания напряжения, вызванного большим запуском двигателя.
На рисунке 4 показана запись Min / Max / Average из тех же двух событий. События выглядят весьма схожими при захвате с помощью регистратора Min / Max / Average, в то время как устройство записи по циклу показывает разницу в профиле восстановления напряжения.
Рисунок 4 - Минимальная / максимальная / средняя стример с одинаковым напряжением, как показано на рисунке 3. Обратите внимание, что оба провала выглядят почти одинаковыми. Без детали восстановления, показанной на рисунке 3, трудно определить причину провисания напряжения.
Ссылка // Контроль качества электроэнергии Патриком Коулманом