전력품질이좋지않으면보수비용이많이들고장비수명이단축되거나,자동화장비가자주트립되고제거해야하는불필요한외부열이발생할수있습니다。더나쁜것은플랜트내부에서낮은전력품질이발생할수있다는것입니다。
전력품질문제의다양한측면
산업플랜트에가장많이영향을미치는전력문제로는전압강하(또는급강하)및급상승,고조파,과도현상,전압및전류불균형등이있습니다。이러한문제를해결하기위한적절한도구에는각작업에적합한지식및전기테스트기기가포함됩니다。
또한시설의정확한결선다이어그램이필합니다。결선다이어그램에는AC전원,AC전원에서공급되는부하및정격이표시되어있습니다。이는시설의전제적인전기로드맵이며,이것없이전력품질문제를조사하는것은거의불가능합니다。
전기시스템에대해수행되는테스트,측정,문제해결,수리또는기타작업은해당기능을안전하게수행할수있도록교육을받고,적절한절차를사용하고,지정된전기시스템에맞는테스트도구를사용하는자격을갖춘담당자만수행해야합니다。
전압강하(Sag)정의
전압강하란电气与电子工程师协会에따르면전압의크기가일반적으로8女士이상(60 hz에서반주기,50赫兹시스템의경우10 ms)에서1분미만으로감소하는것을말합니다。전압강하의영향을받기쉬운산업용장비에는프로그래머블로직컨트롤러(PLC)로봇및가변주파수드라이브(VFD)가있습니다。
전압 강하50%이벤트의이상은일시적인돌입전류조건을생성하는큰유도부하(일반적으로모터)의구동을시작하는것과같은전류요구사항이증가하기때문에대부분같은건물내에서발생합니다。그러나전압강하는외부이벤트에서도발생합니다。전압강하를초래하는대부분의외부이벤트는전력선에영향을미치는초목과같은자연과관련된것입니다。그러나일부는부주의한간의행동때문입니다。
전압강하는언제발생할지예측하기어렵기때문에발견하기가매우어려울수있습니다。고품질디지털멀티미터의最小/最大기능을사용하여부하에전력을공급하는동안최악의경우100 ms이상의전압강하하나를감지할수있습니다。반복적으로발생하는것으로의심되는경우고성능전력품질분석기에서”전압강하(凹陷)및상승(膨胀)”트랜드분석기능을사용하십시오。
더오랜기간동안전력품질이벤트를”문서”화해야하는경우,몇주동안발생하는강하,상승,정전,과도현상및주파수편차를기록할수있는이벤트레코더를사용할수있습니다。
전압강하문제를해결하는것은일반적으로전기엔지니어링모범사례에따라진행됩니다。예를들어배선은공급부하에적합해야합니다。하위패널까지의배전선연결길이를제한하여소스임피던스를최소화합니다。다른하위패널에서하위패널을계단식으로배열하지마십시오。필한경우，그리고가능하면패널의부하를줄이십시오。변압기에과부하가걸리게해서는됩니다。이로해에너지손실이가하고결과적으로조기고장이발생할수있습니다。
먼저배선및/또는부하문제를해결하십시오。플랜트가정상화되면레귤레이터및정전압변압기와같은기타전압강하완화솔루션을사용할수있습니다。
전압고조파란무엇입니까?
고조파는기본주파수의배수입니다。이러한고조파는순수한사파여야하는전압파형을왜곡합니다。
전체전압사인파보다낮은전류를전도하는장치는비선형부하이므로결과적으로고조파를생성합니다。여기에는VFD,전자밸러스트,전자테스트장비및스위치모드전원공급장치와같은스위칭전자장치와정류기가있는모든장치가포함됩니다。
시스템임피던스를통과하는고조파전류는고조파전압왜곡을생성하므로전압강하를생성할수도있습니다。심각한경우,이러한전압왜곡으로인해릴레이및보호장치의열트립이발생하고PLC및VHD의논리오류가발생할수있습니다。전압왜곡이가하면선형부하가고조파전류를끌어오기시작합니다。모터에서는이러한고조파전류중일부가,특히모터에역토크를발생시키는5차및11차고조파를통해전류가증가하므로모터효율이감소하고열이증가하며,모터수명이단축됩니다。
전력품질분석기또는고조파분석기를사용하여공통커플링지점에서고조파를측정합니다。간단한스냅샷의경우고조파전압용고품질디지털멀티미터또는고조파전류용고품질클램프미터를사용할수있습니다。그러나왜곡된파형을정확하게측정하려면真有效值테스트도구가필요하기때문에디지털멀티미터와클램프미터는반드시真有效值측정방식이여야합니다。
대부분의6펄스(脉冲)VFD가5차및7차고조파를생성합니다。그러나12및18펄스드라이브는펄스수가증가함에따라진폭이감소하기때문에고조파를줄이는데도움이됩니다。드라이브에서생성되는고조파를완화하기위한다른솔루션에는수동프런트엔드초크/필터,고조파트랩필터,능동필터등이있습니다。
서지(激增)와과도현상간의차이점은무엇입니까?
과도현상은정상사파를초과하는일시적전압이탈입니다。그진폭은시스템공칭(名义)전압의5-10배이상이될수있습니다。과도현상은서지와다릅니다。서지는일시적marketing고에너지현상이며，일반적으로낙뢰와관련이있습니다。
대부분의과도현상유발사고는공장내에서발생합니다。여기에는커패시터스위칭,전류차단,전력전자장비작,동아크용접,접점및릴레이폐쇄,부하시작또는분리가포함됩니다。
- 뱅크에비해너무큰3상부하를공급하는불균형변압기뱅크
- 동일한전력시스템에서불균일하게분산된단상부하
- 식별되지않은단상-접지고장
- 분배시스템1차회로의단선
과도전압이전기절연정격을초과하면스트레스로인해절연체유전체분열이점진적으로진행되거나갑작스런고장이발생할수있습니다。과도현상도전자부품의손상을악화시킵니다。한번의고에너지과도전류가반전도체접합부에구멍을낼수있으며,때로는반복적인저에너지과도현상도동일한영향을미칠수있습니다。
더낮은속도의과도현상을감지하는데사용하는것과동일한도구와기술을사용하여감지할수있습니다。지난30년동안제조된거의모든전자장비에는일정수준의과도현상보호기능이포함되어있습니다。일반적으로금속산화물바리스터입니다。과도전압서지억제(tvss)는추가적과도현상보호기능을제공합니다。보호장비유형에따라시설전체의여러지점에서TVSS보호를적용할수있습니다。서비스입구에서는범C장주비를적용하고,분배기패널에서는범장주B비를적용하고,개별회로수준에서는범一장주비를적용합니다。
전압불균형및전류불균형
전압불균형은3상시스템의위상간전압차이를측정하는것입니다。3상모터의성능을저하시키고수명을단축시킵니다。모터고정자단자의전압불균형은높은전류불균형을초래하여네거티브토크와높은작동온도를초래합니다。이는전압불균형의6배에서10배정도될수있습니다。불균형한전류로인해토크맥,동진동및기계적응력증가,손실증가,모터과열이발생합니다。
전압및전류불균형은연결이느슨하거나접점이마모되는등의유지보수문제로발생할수도있습니다。
고급디지털멀티미터를사용하여기본적인위상간전압불균형을측정하고고품질클램프미터를사용하여위상간전류불균형을측정할수있습니다。정확한실시간불균형측정을위해서는불균형문제를해결할수있는상3전력품질분석기가필요합니다。개방회로및단상(접지고장은일반적으로시스템수준의설계변경이필요한부하분산보다더쉽게해결할수있습니다。
결론
전원품질문제는대부분서로관련이있습니다。개별부하에미치는영향에집중하지않고전체플랜트접근방식을통해전력품질문제를해결합니다。때때로한가지전력품질문제를해결하면다른문제가악화될수있습니다。3상전력품질분석기를사용하여전체적인그림을보면단순히증상을파악하는것이아니라전력품질문제의원인을해결할수있습니다。
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