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常见的电能质量故障解析及诊断方法
发表于:2019-11-21 15:48 分享至:
电压瞬态
会引起从计算机死机到电子设备发生飞弧以及损坏配电设备绝缘等一系列征兆。 瞬态,有时指尖峰毛刺,是电压的大幅增大——但持续时间仅为数微秒左右。雷击和机械切入是常见的原因。雷雨天气下的设备故障往往是造成电压瞬态的主要原因,并且未执行电能质量监测。 瞬态的其他原因包括电容器或电容器组投切、系统在电力故障后重新加电、电机负载投切、荧光灯及HID照明负载关闭或打开、变压器投切,以及特定设备突然停止。对于这些瞬态条件,在发生故障或配电系统事件的负载及关联设备处进行监测。 由于大负载停止造成的触点上的正常弧光会引起瞬态。利用工厂单线图,在配电系统上逐步向上游移动监测点,直到发现原因。
电压中断
会持续2到5秒钟,甚至更长。现象往往非常简单:设备停止工作。长于5秒钟的中断通常称为持续中断。大多数电机控制电路和过程控制系统不是针对电力短暂中断后重新启动这种情况设计的。 如果在发生电压中断时无人值守设备,那么就可能不能正确判断设备关断的原因。只有通过监测设备,并将电力中断的时间与设备故障的时间进行关联分析,才有助于判断电压中断故障。
电压不平衡
是三相系统中最常见的故障之一,会造成设备严重损坏,但往往被忽视。例如,230 V电机上2.3%的电压不平衡将引起几乎18%的电流不平衡,造成温度升高30 °C。尽管可利用数字万用表(DMM)和一些快速计算方法对电压读数进行平均,但电能质量分析仪可提供关于不平衡的最准确信息。 配电系统的任何点都可能发生不平衡。应该对配电箱每相上的负载进行平均分配。如果某相上的负载远远超过其他相,电压将低于其他相的电压。连接至配电箱的变压器和三相电机工作时可能温度较高、噪声明显增大、发生严重振动,甚至造成永久性故障。 实际上,负载工作时,相间电压差也随之发生变化。然而,如果电机或变压器过热、噪声或振动过大,就应该诊断是否发生电压不平衡。 长时间进行监测是捕获不平衡的关键。在三相系统中,相之间的最大电压波动应不超过2%(分析仪上的Vneg %值),否则会发生较严重的设备损坏。
谐波:是指频率为基频整数倍的电压和电流。 
例如,在60 Hz系统中,3次谐波为频率为180赫兹(Hz)的电压或电流(3 x 60 Hz = 180 Hz)。这些有害频率会引起各种问题,包括中性线以及为电路供电的变压器过热。反扭矩产生热量,以及造成电机效率损失。 谐波导致严重现象的原因通常是因为谐波造成设施中常见的60 Hz正弦基波畸变。正弦波的这种畸变造成电子设备工作不正常、虚假报警、数据丢失,以及通常标为“原因不明”的故障。 发生谐波迹象时,通过观察总谐波畸变(THD)诊断故障。如果THD在负载变化条件下明显增大,则应该将各次谐波的百分比与系统中的总基波电流进行比较。了解各次谐波电流的影响,并将其与已知的现象进行比较,将有助于诊断故障。然后必须隔离和修正谐波源。