电能质量是一个估计的电气系统的稳定性如何,这常常被描述为“电能质量的健康。“这是使用仪器测量三相电力系统,考虑几个变量。解决电能质量问题将帮助你的设施省钱通过优化能源使用和保护设备免受未来的损失。评估的第一步电能质量是捕获数据从设备、基础设施和服务小组。可怜的主要影响电能质量的影响包括:
- 波动,电压较低或高于预期
- 谐波-频率影响通过电源或设备操作系统中
- 不平衡,电压或电流变化的影响在电的每个阶段
- 闪烁——影响造成的重复切换电负荷如电弧炉或其他流程
在电力谐波是什么?
谐波电流或电压的频率基本电源频率的整数倍,这在美国是60赫兹。如果第一个基本频率为60赫兹,然后第二个是120 Hz,第三是180赫兹。这里有一些例子可能与谐波有关的问题。
- 闪烁的灯光是电能质量问题的常见症状。闪烁的灯光是机械的一个潜在来源的快速波动负载电流或电压。这些机器包括大型汽车启动时,机械等cyclo-converters轧机驱动器和络筒机,以及机器使用静态变频器交流电机和电弧炉等。
- 变压器和跳闸断路器过热可能是谐波问题的迹象,这发生在非线性负载电流突然的脉冲,而不是光滑的正弦的方式,使谐波电流回流到电力系统的其他部分。
总谐波失真
系统中谐波的状态可以表示在很多方面,首先是总谐波失真(THD。官的谐波影响的总和;通常这是测量多达50多个基本频率的电力系统(60 Hz),据一些指导在3千赫或40多个(2.4 khz)。这个值(THD的电能质量健康是最常应用于电压。指导国家的电压谐波影响相对于基本应小于8%。值高于8%的声明应该作进一步的调查。
第一级的调查是确定每个谐波的比例,2日,3日,4日,5 th-up 50。这是表示住在测量仪或图表记录和下载蠕升是可视化为“谐波谱。”
这个示例谐波频谱显示了一个非常典型的场景。官的电压是中档在每个阶段约3.5%。注意最大的谐波在5日和3日分别,第七届后不久,谐波很快下降。这些谐波产生的开关模式电源使用的电子设备,如电脑、显示器、电视、和LED照明。在某种程度上这些谐波设备制造商允许进入他们的设备电子过滤器,防止产生高次谐波。预防或缓解,是通过简单的网络被动元件,如电阻、电容和电感。包括这个简单的缓解的产品,它使制造商提供符合要求的产品EMC标准。
如果我们考虑谐波电流,我们看到一个非常不同的画面:
这里我们有什么似乎是一个非常令人惊讶的distortion-up水平40%。这是有趣的,但不是真的那么重要。首先,当前较低相比,在这种情况下电流电路关心多少。我们描述这两个值作为IL(负载电流)和ISC(短路电流)。ISC足够高时,当前的拉力是不重要。这样做的原因是,如果有一个巨大的差异在这些电流,电压谐波不太可能受到影响。这个概念是烤成IEEE 519标准(推荐的做法和要求在电力系统谐波控制)。
电力谐波的原因
在工业环境中,谐波失真的原因通常电气设备的操作。现代工业植物包含很多设备,可能导致整个distortion-a几个明显的例子包括变频驱动器和电机由变频器驱动的。这些驱动器的定期交流电压和电流转换成直流,然后创建一个变频输出,这样汽车就可以更精确地控制。当当前卷入逆变器并不是作为一个纯sinewave但需要经常不定期充电的组件在逆变器的前端。这种不规则的电流消耗扭曲了电流,因此,电压。这些逆变器可以用于驱动汽车的工业过程,如泵冷却或加热水,液体材料,输送机移动,或冷却风扇。其他类型的电子控制也将过程的一部分,和每一个将创建一些扭曲。当所有这些设备连接在同一个网络,将提高整体变形。
设备制造商有责任确保他们的设备不会创建水平的扭曲,是不允许的,这就是为什么设备电磁兼容标准来防止这种情况。但在某些情况下,一个用户创建一个独特的组合的电子网络上高于预期的变形能力,变形会严重影响其他设备。例如,旧变压器不一定设计时考虑到谐波,虽然这是一段时间以来工业介绍了电力电子和在《盗梦空间》的大部分设施的负荷是线性的(电流和电压直接proportion-think的一个简单的电阻负载)。如果高,谐波失真会导致旧变压器过热,有两个问题。首先,产生的热量浪费能源和第二,它可能会损坏变压器,有时是灾难性的。
如何减少电力系统谐波
有两个可能的解决方案。
- 减少谐波的安装过滤器
- 更换变压器具有高导热系数可处理失真
这两个解决方案,都有优点和成本的影响。
- 安装过滤器可以被证明是非常有效的经济和技术上根据谐波失真的根源。发现特定的源(s)需要调和设备连接到系统的调查。一个很好的起点是最大的电子drives-consider设备吸引最高的电流,如大型驱动器或大功率UPS系统,找出哪些官有最高的礼物。收集尽可能多的谐波数据超过几天,看看THD变化和确定最坏的场景。这些数据可以共享一个过滤器供应商谁可以提供合适的解决方案/负载。它可能只是一个或两块设备导致的问题。最坏的情况是,你需要一个更大的系统,但是,再一次,一个供应商可以提供一个合适的解决方案。
- 更换变压器更为困难。它仍然要求谐波调查发现由于谐波K-factor-the加热效应。K系数来源于谐波使用IEEE推荐的方法,然而,一个合适的仪器计算这个给你。增殖系数评价变压器比标准变压器和更昂贵的停机时间安装一个新的变压器可以证明破坏性和带来重大的停机时间。然而,在某些情况下,这可能是唯一可行的解决方案。
这里的反复出现的主题是测量差异。了解你的系统维护你的健康是重要的设备得到最好的价值和保持合理的能源使用。电能质量调查应视为日常维护,通过正规的测量可以发现可能发生的任何变化,这样你就可以早期发现潜在的问题并修复它们。调查之间的周期由用户的判断,但他们需要考虑系统的预期reliability-the期望越高,越常规调查。这可能是每月、每季度,每半年,或者,如果你觉得你真的控制,每年。定期执行调查不应该那么多烦人的事情如果你组织。
- 明智地选择测量位置。寻找网络上的临界点,设备可能会导致的问题和设备可能更敏感。
- 每次都安装在同一位置。
- 监听线索从设备操作经验发生了什么在他们的水平有最好的信息。
- 观察趋势和比较苹果和苹果对于简单的相关性。
- 保存历史数据。
- 文档添加、移动和修改和更新电气图。
- 测量并记录在几天。一个小时只会告诉你发生了什么事,那么你需要考虑多个典型的24小时内查看设备运行的节奏。
通过收集调查数据,你可以控制你的电气系统,操作在一个高效的庄园和维护电气设备的寿命。