安防之家讯：随着工业企业和商业用户用电设备的不断更新，对供配电系统的电能质量提出了更高的要求。同时各种各样的电能质量问题现在也层出不穷，如何来诊断这些问题是现场工程师必须具备的技能。本文通过两个工业电能质量案例，特别分析了三相不平衡、电压骤降等最常见的问题，说明一些电能质量问题诊断的步骤技能。
关键词：业企业的电能质量电能质量问题诊断电能质量案例前言电能质量在近几年已经成为广大供用电各方日益关注的问题，特别是对于电子制造业、各类设备的生产厂、纺织业、食品业、造纸业、化工业、冶金业等行业中，拥有大量非常敏感的电气设备。在工业中使用的装置和设备，包括微处理控制装置和电气装置，它们对除断电外的其他各类电力扰动也非常敏感。引起电能质量扰动的因素通常有负载转换、系统故障、电动机启动、负载变化、非线性负载、间断性负载以及电弧炉。这些因素造成许多扰动，如冲击、低功率因数、电压骤降、谐波畸变、断电、闪变以及信号电压等。电能质量测量分析是发现引起电能质量扰动的重要一环，可以用来确定设备误动作的原因。电能质量测量分析的内容包括日期、时间、受影响设备清单、各电能质量参数的量值，精确的信息可以为解决方案提供有用的线索。电能质量测量分析仪能快速、系统地显示这些有用的信息。下文就通过两个具体的电能质量案例来与读者讨论如何分析工业企业的电能质量问题。三相马达的故障某企业有一个大型的三相马达，在连续三年中，每年都要出现两次故障。该企业的设备维护主管找来了供电企业和马达的制造商，但是双方都互相推诿，却不能解决现场的任何问题。而设备被夹在中间，不能正常运转，重复地支付马达修理费用，由此引起的停工造成了大量损失。设备主管再也无法忍受重复的故障，于是外请了一个独立的集成商。该集成商指出，需要对给马达提供电力的配电系统进行一次彻底的电能质量测量，以便确定其工作特性，进而解决问题。*测量现场工程师将其Fluke434手持式三相电能质量分析仪连接到为马达提供电力的电路中，按下ViewConfig（查看配置）按钮。仪表上所显示出的配线图证明，电路连接正确，配电类型为三相三角型（见图1）然后他又按下Scope（示波器）按钮，观察全部三相的波形和数字读数值。根据屏幕顶部所显示的数值之间的差进行判断，确定在相线之间存在不平衡问题（图2）。为了收集更多的信息，该工程师将数字读数切换至电压/安培/赫兹（Voltz/Amps/Hertz）屏幕。该屏幕上所显示的电流读数甚至更高，且依然是不平衡的（见图3）。---他将显示切换至三相不平衡屏幕，检查了电压和电流值，以及矢量图，查看马达是否在可接受的极限范围内运行（见图4～6）。最后，为全面起见，他从菜单中选择了谐波功能，以确认谐波是否也是造成问题的原因之一（见图7和8）。*分析从不平衡测量中，可以看出，不平衡引起了非常大的相电流。再检查马达的技术指标参数，确认相电流超出了马达的FLA（满荷电流－FullLoadAmperage）额定值。通过观察三相的数据，跟踪到电流不平衡是由于一个相电压的过载造成的。进一步跟踪电压的不平衡，直至3年前安装的设备后发现，内部的所有单相负载都连接至一根相同的相线。最新安装的设备引起了电力系统的明显电压三相不平衡，从而导致马达上的电流失衡，使导线和马达绕组的工作温度升高，超出其极限。*结论为了解决这个问题，建议将内部的单相负载在三相之间进行平衡，降低总的电压不平衡度，从而降低马达处的电流不平衡。这同时也降低了马达的相电流值和工作温度。为了进一步检测，现场工程师又重新进行了测量，并将所有保存的屏幕传输到了计算机，并给设备维护主管打印了一份关于问题解决前后的情况的报告。即使不是电能质量专家，设备主管也能够从屏幕上看到改善前后的不同。从这一案例可以看出：在安装设备前后要对电能质量进行测量，那样可以及时发现问题，从而免去所有的马达修理费用和停工损失。另外，还要制订定期的预防性维护计划，以保证设备能长期正常运行。网络集线器的故障在该案例中，一台工业设备和一个网络集线器存在通信故障。在初步检测的数据收集阶段，现场工程师将设备故障现象和端口故障归结为集线器设备安装。而设备公司费尽周折设置了全部的硬件和软件选项后，仍然没有解决问题，最后怀疑是否与设备供电的电能质量问题有关，于是利用手持式的Fluke434三相电能质量分析仪检查是否是电能质量问题引起了故障。*测量　将Fluke434连接至为集线器提供电源的支路，观察配置屏幕（见图9）中的图表，来检查连接是否适当。按下Scope（示波器）按钮，观察到了异常的大零线波形信号（见图10）。于是，再检查屏幕顶端的数字值，发现零线电压非常大，大约为23V，表明可能是零－地问题。现场工程师将屏幕保存了下来，以供归档使用。为了进一步确认，工程师将分析仪切换至V-A-Hz屏幕（见图11），并再次检查了电压信号，得出了相同的结论。按照标准的电能质量惯例，应该在支路上查找接地问题。*分析现场工程师顺着支路一直检查到地插座，但是没有发现接地导线。没有接地导线的话将会产生开路的接地回路。这不仅会引起电子设备的故障，而且对人和设备都存在危险。作为临时措施，该工程师使用合格的导线作为标准的设备接地，为支路提供接地。在检查支路时发现该电路是由一个通用的配电盘提供电源的。由于集线器比一般设备需要更高质量的电能，所以现场工程师觉得应该检查一下配电盘上任何形式的电压骤降和骤升信号。于是，现场工程师按下Monitor（检测）按钮（见图12），并将记录时间设置为24小时。在最初的15分钟之后，虽然按下了趋势绘图功能，而在仪器后台仍然保持连续记录（见图13）。在进入记录时段的很短时间内，现场工程师就观察到了线路上的骤降现象。为了获得更多的信息，他又按下了事件表按钮，检查了数字读数值，并观察到了支路上更加明显的电压骤降现象（见图14）。很明显，配电盘在为大的负载提供电源，很可能是一个或多个设备的大型负荷。这就意味着集线器受接地的影响承受高电压，而受骤降的影响承受低的电压，这两项问题导致集线器工作不正常。*结论由于在支路上重新进行布置，需要一定的费用和时间，工厂决定在集线器电源的前端增加一台UPS（不间断电源）。由于支路上的其他设备并没有造成骤降，所以也没有采取其他措施。该工程师下载了一份测得的关于电能质量的报告，交给了相关领导，圆满完成了此次故障诊断任务。结束语电能质量对工业生产过程的运行非常重要。电能质量扰动经常由于各种电器设备和系统内部或外部不同设备的相互作用，而变得复杂。了解这些扰动的起因是避免电能质量恶化的途径。诊断电能质量扰动是第一步，也是最关键的一步，同时选择好的电能质量测量分析仪又是保证做好扰动诊断的关键，它可以直接指出问题，或者至少接近问题的可能性。然后就可以开始开发有效的处理故障的策略。参考文献1吴竞昌，孙树勤，宋文南.电力系统谐波[M].北京：水利电力出版社，19982BollenMHJ.Understandingpowerqualityproblems,voltagesagesandinterruptions[M],NewYork.IEEEPRESS,20003胡铭，陈绗.电能质量及其分析方法综述[J].电网技术2000（2）：36～384林海雪.从IEC电磁兼容标准看电网谐波国家标准[J].电网技术1999（5）：64～67安防之家专注于各种家居的安防,监控,防盗,安防监控,安防器材,安防设备的新闻资讯和O2O电商导购服务，敬请登陆安防之家：http://anfang.jc68.com/