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電能質量測試儀在電機驅動系統運維中的應用

2020年11月28日 10:20

一.為什么重視電機相關問題？

　　• 在使用電能的負載中，電機是耗電量大的單種類設備。

　　• 根據能源署的一項調查結果，電機耗電量占據工業領域耗電量的大約三分之二，能耗的46%左右。

　　• 在電機的使用壽命期內，能源成本是主要成本：95-98%

　　• 規范：IEC 60034-30 規定了三相低壓異步電機的不同效率水平的低能效等級。選擇效率更高的電機(例如 IE3 而非 IE1)，在保證機械能輸出相同的情況下可節省高達 10% 的電能

　　• 能效等級

　　IE1 - 標準能效

　　IE2 - 高能效

　　IE3 - 超高能效

　　IE4 - 超超高能效

　　電機運行異常/停機導致停工，電機損壞都會造成重大損失重視日常運維，可以減少損失，提高工廠效益！排障工具趁手，排障能力強可以縮短停機時間！

二.額定電源電壓、電流和頻率？

　　標稱電源電壓、電流和頻率是標稱工作條件下加至電機驅動的電壓的特性。

　　電源電壓、電流和頻率會影響調速電機系統中電機驅動的正常運行，因此，應該首先

　　從電機驅動的輸入側開始診斷工作。

　　1.測量額定電源電壓、電流和頻率

　　• 使用連接至驅動輸入的電能質量分析儀。

　　• 首先測量驅動的輸入側，然后(若必要)測量用戶引入線。

　　2.解讀額定供電電壓、電流和頻率

　　• 如果測量值的偏差范圍大于 10%，則意味著在測量期間存在潛在的電源電壓問題。過高，聯系電力公司；過低，是導致斷路器異常跳閘的原因，檢查該線路是否有過載，測量電流并與斷路器額定值進行比較。如果斷路器額定值正確，則檢查線路導體的規格，確認電纜規格是否滿足要求。

　　• 如果時間歇性的電壓質量問題，需要連接電能質量分析儀進行長時間記錄，診斷原因。

　　3.診斷利益

　　• 更快發現故障原因

　　• 避免變頻器低電壓故障導致的跳閘

　　• 避免損壞電機驅動系統

　　三.什么是電壓和電流不平衡？

　　三相電壓或電流的幅值及相角不同時，就會產生不平衡。2% 至 3% 的電壓不平衡就會引發故障： • 會引起電機故障，還會造成驅動系統輸入側的故障 • 會造成逆變環節某相或多相上的電壓缺口及電流過大。 • 還會造成變頻器因電流過載，故障保護裝置跳閘。

　　1.測量不平衡

　　• 同時測量三相，評估負載變化的影響，還可以同時查看電壓、電流和頻率這些因素的相互影響。

　　• 三相電壓不平衡的可能原因時是安裝質量差或負載需要進行優化。

　　• 三相電流不平衡會造成零線斷路器跳閘。

　　2.手動測量不平衡

　　利用DMM測量電機驅動的每相輸入電壓

　　3.解讀不平衡

　　電壓不平衡一般不超過2%電流不平衡一般不超過6%

　　四.什么是瞬變？

　　• 瞬變是電路中出現的暫態電壓。

　　• 瞬變具有各種各樣的波形、幅值和持續時間。

　　• 瞬變是交流電源輸入或電機再生電路上短于半周期的事件。瞬變會損壞電機、導致故障保護裝置跳閘以及電機控制電路的其他部件，捕捉、診斷和治理瞬變非常重要。

　　1.解讀瞬變

　　• 常見的外部原因是電力設備遭受雷擊，雷擊可傳遞至建筑的用戶引入線。工廠內部的常見原茵是電子負載的投切。瞬變電壓發生的頻率很低，并且發生方式也不同。例如，瞬變可能發生在控制電纜上，它不一定直接造成設備故障，但卻可能影響正常工作。

　　• 間歇性的電壓瞬變事件，一般需要測量較長的時間周期才能捕捉到。安裝浪涌或瞬變吸收器是解決瞬變的簡單芳案—二找到安裝這種裝置的蒞亶則是更困難的在務

　　五.什么是諧波?

　　• 諧波是基波頻率的整數倍分量。例如，50Hz電力系統的3次諧波為150Hz。

　　• 主要的諧波源是工業企業中常見的電子負載，像計算機、驅動控制和節能燈，會引起諧波電壓和電流。

　　• 一般諧波電壓都是由非線性負載的諧波電流引起，驅動系統可能是諧波源，會影響同一電路上的其他設備。

　　1.測量諧波

　　• 電壓和電流探頭均連接好，且電流探頭的極性要正確——箭頭朝向被測負載。

　　2.解讀諧波

　　• 電壓 THD(總諧波畸變率)大于5%(進線處)就可能會造成問題。

　　• 若THD大于5%(進線處)，那么就需要確定哪次諧波突出。例如，偶次(2次、4次等)諧波大表示可能從連接點至被測電路的裝置反射直流，往往是由于造成負載故障的整流器內部故障造成的。

　　• 有些電流諧波畸變是正常的。例如伺服電子負載的系統上的部件中的有些電流負載

　　3.診斷利益

　　避免由于諧波畸變過大造成的維修費用。避免變壓器、電機過熱，縮短使用壽命增大設備對電壓驟降的敏感度，造成誤動作降低變壓器效率，同樣的負荷需要更大容量的變壓器(諧波大變壓器需要降額使用，以承受諧波大的負載)或必須使用K值變壓器。K值變壓器專門為諧波負載設計，比一般變壓器更貴增大噪聲電機驅動保護電路誤動作安裝諧波濾波器可降低諧波。諧波調查結果可幫助濾波器供應商選擇合適規格的濾波裝置

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