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插座分支电路的电能质量测量

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许多电能质量问题出现在分支电路层面。原因很简单:这是大多数敏感负载(和敏感员工)所在的位置。它也是电气系统的“终点”,也是缺点无法隐藏的地方。让我们假设你被叫来解决这个问题。您已经与相关人员进行了交谈,对症状(设备锁定、间歇性重置或崩溃等)有了大致的了解,并尽可能了解问题的时间和历史。所以是时候收集确凿的证据了:是时候进行测量了。

我们在插座级故障排除的主要重点是确定可用的中性线(L-N)电压是否具有足够的稳定性和振幅,以满足负载的需求。

测量

1.波形

波形给了我们快速的快照信息。理想的波形应该是正弦波。在这种情况下(见图1),电压波形是平顶的,这是典型的具有许多非线性负荷的建筑物,如计算机和其他办公设备(见图2)。我们的其他测量将告诉我们这种平顶是否过大。

2.峰值电压

峰值对电子负载至关重要,因为电子电源将其内部电容器充电到线路电压的峰值。如果峰值过低,就会影响电容完全充电的能力,也会影响电源通过线路电压瞬时下降的能力。对于RMS电压为115 V,如果波形为正弦波,峰值将为1.414 x 115 V = 162.6 V。然而,正如我们刚刚从平顶波形中看到的那样,我们所拥有的远非正弦波,而且峰值会更低。

3.RMS电压

标称线路电压以RMS(均方根)测量,它与有效热值相对应。设备的额定是RMS,而不是峰值,因为它们的主要限制与散热有关。

RMS电压可能过高或过低,但通常是低电压引起问题。低均方根电压与平顶(低峰值)相结合是敏感负载的致命组合。

电压降是电路负载和源阻抗的函数,源阻抗实际上意味着导线的长度和直径(规)。NEC (210-19;a, FPN No. 4)建议从分支断路器到最远出口的压降限制为3%,包括馈线和分支电路在内的总压降小于5%。

4.录音(短期)

上述测量方法的局限性在于它是静态的。许多负载需要更多的电流,通常称为涌流,当他们第一次打开。这种瞬时大电流可能导致瞬时低电压(凹陷),因为额外的红外下降通过导体。这种凹陷通常是由负载在同一分支电路或同一嵌板上产生涌流引起的。

在负载通电时,使用Fluke 87 DMM的MIN MAX功能,可以测量最坏情况下100ms或更多的凹陷(约60hz下6个周期)。雷竞技app如果你想知道是否有反复出现的下垂怎么办?使用Fluke电能质量分析仪上的凹陷和膨胀趋势功能来连续捕获凹陷。雷竞技app四分钟到一小时的记录时间(即从一杯咖啡到午餐休息的任何时间)可能足以告诉你是否有反复出现的松弛和肿胀。

5.记录(长期)

对于长期记录,Fluke VR101S电压事件记录仪将记录凹陷雷竞技app,膨胀,停电,瞬态和频率偏差,同时插入插座。该设备可以留在现场,无人值守,几天或几周,一直捕捉间歇事件(4000事件缓冲区)。现在您可以看到为什么要求用户保持故障排除日志是如此重要:设备故障与电压事件的相关性是PQ问题的有力证据。

6.Neutral-to-ground电压

假设你在出口处做了一个简单的L-N测量,得到了一个低读数。你无法判断读数低是因为馈线电压低(在子面板上),还是分支电路过载。您可以尝试测量面板上的电压,但它并不总是容易告诉哪个面板馈电插座,您正在测量,有时也不方便访问面板。

N-G电压通常是测量电路负载的一种较简单的方法。当电流通过电路时,在热导体和中性导体中都有一定的电压降。如果热导体和中性导体的轨距和长度相同,它们的压降将是相同的。两根导体上的总压降从源电压中减去,就得到了负载可用的更少的电压。负载越大,电流越大,N-G电压越大。

将N-G电压看作L-N电压的镜像:如果L-N电压较低,则会显示为较高的N-G电压(见图4)。

N-G电压的存在是因为通过中性点返回到N-G键的电流的IR下降。如果系统正确布线,除了源变压器(NEC称之为分离派生系统的源,或SDS,通常是变压器)之外,应该没有N-G键。在这种情况下,接地导体应该几乎没有电流,因此没有红外滴。实际上,地线可以作为长测试引线返回到N-G键。

共享的中性色

有些建筑物的布线使两个或三个阶段共用一个中性点。最初的想法是在分支电路水平上复制面板的四线(三相和一个中性)布线。理论上,只有不平衡的电流才会回到中性点上。这使得一个中性分子可以做三个阶段的工作。随着单相非线性负载的增长,这种接线捷径很快就变成了死胡同。问题是来自非线性负载的零序电流,主要是三次谐波,将算术相加并返回中性点。由于中性点过小会过热,额外的中性点电流会产生更高的N-G电压,这不仅是一个潜在的安全问题。记住,这个N-G电压减去负载可用的L-N电压。如果你开始觉得共享中性是被转化为铜的最糟糕的想法之一,那么你并不孤单。

解决方案

性能布线vs.代码最小

任何有经验的PQ疑难解答人员都会告诉您,寻找大多数问题的第一个地方是在建筑布线系统(包括其接地系统)。高质量的电力依赖于高质量的布线;业界使用的术语是高性能布线(见表2)。高性能布线的基本目的是维持或恢复L-N电压到负载。“性能连接”和“代码最小”连接是有区别的。NEC规定了布线工作的绝对最低要求,主要涉及防火和人员安全。当然,NEC应该永远不会被违反,但同样重要的是要理解该代码的目标不是建立标准来实现电能质量。然而,许多设施发现,采取额外的步骤,安装甚至改造性能布线工作是值得的。正如一位老兵所说:“如果每座建筑都与性能挂钩,我就失业了……但不用担心这种情况会发生。”

功率调节

在某些情况下,插座式电源调节装置是一个很好的解决方案,可以作为线路变化的补充,也可以作为一些线路变化的经济可行的替代方案。

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