糟糕的电能质量可能会让你付出代价，缩短设备的寿命，使自动化设备故障，并产生必须清除的多余热量。更糟糕的是，电力质量差可能源于电厂内部。
电能质量问题的许多方面
最常影响工业工厂的电力问题包括电压下降(或下降)和膨胀、谐波、瞬变以及电压和电流不平衡。纠正这些问题的适当工具包括适合每个任务的知识和电气测试仪器。
您还需要该设施的精确单线图。单线图显示了交流电源、它们所服务的负载和它们的额定值。这是你设备的电气路线图，没有它几乎不可能调查电能质量问题。
在任何电气系统上进行的测试、测量、故障排除、维修或任何其他工作应仅由经过安全执行这些功能培训的合格人员进行，他们使用适当的程序，并使用适用于电气系统的测试工具。
什么是电压跌落?
根据该机构的说法，电压跌落是指电压幅度在8毫秒以上(60 Hz为半个周期，50 Hz为10毫秒)，小于1分钟的电压下降通常在10 - 90%之间电气与电子工程师学会．对电压下降敏感的工业设备包括可编程逻辑控制器(PLC)、机器人和变频驱动器(VFD)。
超过50%的电压凹陷事件源于同一建筑物内，由于电流需求的增加，如启动产生临时涌流条件的大感性负载(通常是电机)。然而，电压下降也来自外部事件。大多数导致电压下降的外部事件与自然有关，如植被影响电线。但有些是因为人类粗心的行为。
检测凹陷是相当具有挑战性的，因为很难预测何时会发生。您可以使用高质量数字万用表的MIN/MAX功能，在负载通电时检测单个最坏情况下100毫秒或更多的下垂。对于可疑的反复出现的下垂，使用高性能电能质量分析仪上的“下垂和膨胀”趋势特性。
如果您需要“记录”更长时间的电能质量事件，则可以使用事件记录器记录几周的凹陷、膨胀、中断、瞬变和频率偏差。
纠正导致下垂的问题通常归结于电气工程的最佳实践。例如，布线应该能够满足它们所提供的负载。通过限制馈线运行到子面板的长度来最小化源阻抗。不要将子面板级联到其他子面板上。如有必要和可能，减少面板上的负载。变压器不应过载;这会导致能量损失增加，最终导致过早失效。
首先纠正接线和/或加载问题。当你的工厂是有序的，然后你可以寻求其他缓解下垂的解决方案，如电压调节器和恒压变压器。
什么是电压谐波?
谐波是基频的倍数。这些谐波使电压波形失真，而电压波形本应是纯正弦波。
传导电流小于整个电压正弦波的器件是非线性负载，因此产生谐波。这包括任何带整流器的设备，以及开关电子设备，如vfd、电子镇流器、电子测试设备和开关模式电源。
由于流经系统阻抗的谐波电流会产生谐波电压失真，也会产生电压降。在严重的情况下，这种电压畸变会导致继电器和保护装置的热跳闸，以及plc和vfd中的逻辑故障。随着电压失真的增加，线性负载开始吸收谐波电流。在电机中，这些谐波电流中的一些-最明显的是第五和第十一次谐波在电机中引起反扭矩，导致更多的电流，这降低了电机效率，增加了加热，缩短了电机寿命。
使用电能质量分析仪或谐波分析仪测量共耦合点的谐波。对于简单的快照，您可以使用高质量的数字万用表来测量谐波电压或高质量的钳形表来测量谐波电流。然而，数字万用表和钳形表必须是True RMS，因为True RMS测试工具是精确测量失真波形所必需的。
许多6脉冲vfd产生第五和第七次谐波。然而，12和18脉冲驱动器有助于减少谐波，因为随着脉冲数量的增加，它们的振幅会下降。其他减轻驱动产生谐波的解决方案包括无源前端扼流圈/滤波器、谐波陷阱滤波器和有源滤波器。
浪涌和瞬态之间的区别是什么?
瞬态是电压高于正常正弦波的瞬间偏移。他们的幅度可以超过5到10倍的标称系统电压。瞬态不同于浪涌。浪涌是一种高能瞬态现象，通常与雷击有关。
大多数瞬态事件发生在核电站内部。这些包括电容器开关，电流中断，电力电子操作，弧焊，触点和继电器关闭，以及负载启动或断开。
- 不平衡变压器组提供的三相负荷对变压器组来说太大
- 同一电力系统单相负荷分布不均匀
- 单相接地不明故障
- 配电系统主路有断路
当瞬态电压超过电气绝缘额定值时，应力会导致绝缘介质逐渐击穿或可能突然失效。瞬变也会损坏电子元件。一个单一的高能瞬态可以刺穿半导体结，有时重复的低能瞬态也可以产生同样的效果。
您可以使用与检测凹陷相同的工具和技术来检测低速瞬变。近三十年来制造的几乎所有电子设备都包含某种程度的瞬态保护，通常是金属氧化物压敏电阻。瞬态电压浪涌抑制(TVSS)提供了额外的瞬态保护。根据保护设备类型，您可以在整个设施的几个点上应用TVSS保护。在服务入口使用C类设备;在配电板上安装B类设备;并在单个电路级应用A类设备。
电压不平衡，电流不平衡
电压不平衡是测量三相系统中相位差的电压。它降低了三相电机的性能，缩短了寿命。电机定子端子电压不平衡引起大电流不平衡，导致负转矩和较高的运行温度，可达电压不平衡的6 ~ 10倍。不平衡电流导致转矩脉动，增加振动和机械应力，增加损失和电机过热。
电压和电流不平衡也可能表明维护问题，如连接松动和接触磨损。
您可以使用高质量的数字万用表进行一些基本的相对相电压不平衡测量，使用高质量的钳形表进行相对相电流不平衡测量。精确、实时的不平衡测量需要三相电能质量分析仪来解决不平衡问题。开路和单相接地故障比负载平衡更容易纠正，负载平衡通常需要纠正系统级设计更改。
结论
电能质量问题通常是相互关联的。从整个工厂的方法解决电能质量问题，同时不忽视它们如何影响单个负荷。有时解决一个电能质量问题可能会使另一个问题变得更糟。通过使用三相电能质量分析仪查看全局，可以纠正电能质量问题的原因，而不仅仅是治疗症状。