Güç Kalitesi Sorunları
Birçok güç kalitesi sorunu, yetersiz kablolama veya yanlış topraklamadan kaynaklanır. Bu sorunlar, kablolama ve topraklama sistemlerinin basit bir şekilde incelemesiyle tespit edilebilir. Güç kalitesi sorunlarının bir başka popülasyonu, el tipi ölçüm cihazları kullanılarak voltaj, akım veya harmoniklerin noktasal kontrolleri ile çözülebilir.
Daha uzun süreli güç kalitesi izleme
Uzun vadeli güç kalitesi izleme, büyük ölçüde veri yönetimi sorunudur.
Her elektrik çevriminde bir RMS voltaj ve akım değeri kaydedilmişse, üç fazlı bir sistem için, her gün yaklaşık 6 gigabayt veri üretilecek demektir. Bazı ekipmanlar, voltaj dalga biçimindeki dalga formunun RMS değerini etkilemeyen değişikliklerle bozulur.
Gerilim ve akım dalga formlarının kaydedilmesi de günde yaklaşık 132 gigabayt veri ile sonuçlanacaktır.
Modern veri depolama teknolojileri her elektrik döngüsünü kaydetmeyi mümkün kılabilirken, bu veri kütlesi içindeki güç kalitesi sorunlarını tespit etme görevi gerçekten de göz korkutucudur.
Piyasada bulunan çoğu güç kalitesi izleme ekipmanı, kaydedilen verileri yönetilebilir seviyelere indirmeye çalışır. Her üretici genel olarak tescilli bir veri azaltma algoritmasına (yazılımına) sahiptir. Kullanıcının, sonuçları uygun şekilde yorumlamak için kullanılan algoritmayı anlaması çok önemlidir.
Bir İzleme Noktası Seçme
Güç kalitesi izleme genellikle mevcut bir güç kalitesi sorununu çözmek veya yeni hassas ekipmanı kurmadan önce elektrik ortamını belirlemek için yapılır. Yeni ekipman için, izleme ekipmanının yeni ekipmanın bağlantı noktasına en yakın noktaya kurulması gerektiğini iddia etmek kolaydır.
Mevcut ekipmanı etkileyen güç kalitesi sorunları için, sorunun bir dış kaynaktan kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirlemek önemlidir. Bu, sorunun kaynağını tespit etmeye çalışmak için servis noktasında izleme ekipmanının kurulmasını gerektirir.
Bu genellikle izleme ekipmanı için en uygun yer değildir.
Çoğu çalışma, güç kalitesi sorunlarının % 80'inin tesisten kaynaklandığını göstermektedir. Etkilenen ekipmana kurulan bir monitör, tesisten kaynaklanan sorunları ve yardımcı programdan kaynaklanan sorunları tespit edecektir.
Her olay türü, mühendisin bozukluğun kaynağını doğru bir şekilde tanımlamasına yardımcı olacak ayırt edici özelliklere sahiptir.
Neyi İzlemeli?
Minimum olarak, etkilenen ekipmana giriş voltajı izlenmelidir. Ekipman tek fazlıysa, izlenen voltaj en azından hat-nötr gerilimi ve nötr-toprak gerilimlerini içermelidir. Mümkünse, hat-toprak voltajı da izlenmelidir. Üç fazlı ekipman için, voltajlar hattan nötre veya hattan hatta izlenebilir.
Hat-nötr gerilimlerinin anlaşılması daha kolaydır, ancak üç fazlı ekipmanların çoğu hatlar arası gerilimlerde çalışır. Genellikle de, üç fazlı ekipmanlar hatlar arası gerilimlerde izlenmesi tercih edilir.
İzleme ekipmanının ayarlanabilecek gerilim eşikleri varsa, eşikler hassas ekipman gerilim gereksinimlerine uyacak şekilde ayarlanmalıdır. Gereksinimler bilinmiyorsa, iyi bir başlangıç noktası genellikle nominal ekipman gerilimi artı veya eksi % 10'dur.
Çoğu hassas ekipmanda, kaynağa bağlantı bir doğrultucu iledir ve kritik gerilimler DC'dir. Bazı durumlarda, kritik DC gerilimlerin izlenmesi gerekebilir. Bazı ticari güç kalitesi monitörleri AC ve DC'yi aynı anda izleyebilirken, diğerleri yalnızca AC'dir.
Gerilimin yanı sıra akımı izlemek de genellike yararlıdır. Örneğin, sorun gerilim sarkmalarından kaynaklanıyorsa, sarkma sırasında akımın reaksiyonu sarkmanın kaynağını belirlemeye yardımcı olabilir.
Gerilim % 10 düştüğünde akım iki katına çıkarsa, sarkmanın nedeni mevcut monitör noktasının yük tarafındadır. % 10'luk bir gerilim düşüşü sırasında akım % 10-20 arttığında veya azaldığında, düşüşün nedeni akım izleme noktasının kaynak tarafındadır.
Hassas ekipmanlar ayrıca sıcaklık, nem, statik, harmonikler, manyetik alanlar, radyo frekansı paraziti (RFI) ve operatör hatası veya sabotaj gibi diğer çevresel faktörlerden de etkilenebilir. Bazı ticari monitörler bu faktörlerin bazılarını kaydedebilir, ancak olası her bozulmanın kaynağını kapsamak için birden fazla monitör takmak gerekebilir.
Güç kalitesi sorunlarını ararken güç miktarı verilerini kaydetmek de yararlı olabilir. Örneğin, yazar, güç miktarı verilerini kullanarak geniş bir alanı etkileyen bir bozulmanın kaynağına bir kısayol buldu. Kayıtlar, bozulmadan hemen sonra 2500 KW talepte bir artış olduğunu ortaya koydu. Birkaç soru sormak, 2500 KW'lık anahtarlı bir yüke sahip olan yakındaki bir tesise yol açtı.
Monitör Seçimi
Piyasada satılan monitörler iki temel kategoriye ayrılır: hat bozulma analizörleri ve gerilim kaydediciler. Yeni modeller geliştirildikçe kategoriler arasındaki çizgi bulanıklaşıyor.
Gerilim kaydediciler öncelikle voltaj ve akım şerit çizelge verilerini kaydetmek için tasarlanmıştır, ancak bazı modeller belirli koşullar altında dalga formlarını yakalayabilir.
Hat kesintisi analizörleri, hassas ekipmanı etkileyebilecek voltaj olaylarını yakalamak için tasarlanmıştır. Genel olarak, hat kesintisi analizörleri iyi voltaj kaydediciler değildir, ancak daha yeni modeller voltaj şerit çizelgelerinin kaydedilmesinde önceki tasarımlardan daha iyidir.
İş için en iyi monitörü seçmek için, kaydedilecek bozulma türü hakkında bir fikre ve mevcut bozulma (kesinti) analizörlerinin çalışma özellikleri hakkında bir fikre sahip olmak gerekir.
Değişken hızlı sürücülerin arıza vermesi
Örneğin, yaygın bir güç kalitesi sorunu, değişken hızlı sürücülerin arıza vermesi ile ilgilidir.
Değişken hızlı sürücüler, güç faktörü düzeltme kapasitör anahtarlaması tarafından oluşturulan dalga formu bozukluğu veya yüksek veya düşük kararlı durum voltajı veya bazı durumlarda aşırı voltaj dengesizliği nedeniyle meydana gelebilir. Sürücü yüksek voltaj veya dalga şekli bozuklukları nedeniyle alarm verirse, sürücü tanısı genellikle hatanın nedeni olarak bir aşırı voltaj kodu gösterir.
Gerilim dengelenmezse, sürücü önemli ölçüde dengesiz akımlar çekecektir. Akım dengesizliği, sürücünün giriş aşırı akımı için açmasına neden olan bir seviyeye ulaşabilir.
Değişken hızlı sürücü açma (trip etmek) için bir monitör seçmek zor olabilir. Çoğu hat bozukluğu (kesinti) analizörü, kapasitör anahtarlamasının dalga biçimindeki bozukluğu kolayca yakalayabilir, ancak iyi voltaj kaydediciler değillerdir ve yüksek kararlı durum voltajını bildirmek için iyi bir iş yapamayabilirler.
Birçok hat bozukluğu analizörü gerilim dengesizliğini hiç yakalayamaz ve karşılık gelen bir gerilim olayı olmadıkça mevcut olaylara yanıt vermez. Çoğu voltaj ve akım kaydedici, sürüş yolculuğuna yol açan yüksek kararlı durum voltajını kolayca yakalayabilir, ancak kapasitör anahtarlama dalga şekli bozukluğunu yakalayamayabilir.
Birçok voltaj kaydedici voltaj dengesizliğini, akım dengesizliğini yakalayabilir ve bazıları, mevcut bir olay sırasında sürücü kapanması gibi bir voltaj ve akım yakalanmasını tetikler.
En iyi monitörü seçmek için, mevcut monitörlerin özelliklerini anlamak gerekir.
Cihaza Verilen RMS Voltajı
Güç kalitesi araştırmalarında en sık kaydedilen parametre donanıma verilen RMS voltajıdır. Kayıt ekipmanı üreticileri, kaydedilen verilerin hacmini azaltmak için çeşitli teknikler kullanır. En yaygın veri azaltma yöntemi, bir ara aralıktaki Min / Maks / Ortalama verileri kaydetmektir.
Yukarıdaki Şekil-1 döngüsel olarak kaydedilen rms gerilimlerinin bir şerit grafiğini göstermektedir. Şekil-2 ise, aynı zaman dilimi için Min / Maks / Ortalama grafiğini göstermektedir. Ortak bir kayıt süresi 1 haftadır. Tipik kaydediciler 2–5 dakikalık bir kayıt aralığı kullanır. Her kayıt aralığı üç sayı üretecektir: en yüksek 1 çevrimin rms voltajı, en düşük 1 döngü ve aralıktaki her çevrimin ortalaması.
Bu basit, kolay anlaşılır bir kayıt yöntemidir ve üretici tarafından kolayca uygulanır.
Bu yöntemin birkaç dezavantajı vardır: Bir kayıt aralığı sırasında birkaç olay varsa, yalnızca en büyük sapmaya sahip olay kaydedilir. Kayıt cihazı olayı başka bir şekilde kaydetmedikçe, olaylarla ilişkili bir zaman damgası yoktur ve süre yoktur.
En kritik eksiklik olay sırasında bir voltaj profilinin olmamasıdır. Voltaj profili, olayın kaynağına önemli ipuçları sağlar.
Örneğin, olay bir voltaj düşüşü ise, şebeke sisteminde uzak bir hatanın neden olduğu bir olay ve yakındaki büyük bir motorun çalıştırılması için minimum voltaj aynı olabilir. Bununla birlikte, uzak hata için, voltaj neredeyse anında sarkacak, 3-10 döngü için oldukça sabit bir seviyede kalacaktır ve neredeyse anında tam gerilime veya şebeke sisteminin arızalı bölümü ayrılırsa muhtemelen biraz daha yüksek bir gerilime geri dönecektir. Yakındaki bir motorun çalıştırılması için, voltaj neredeyse anında düşecek ve 30-180 devir boyunca hemen öncekinden biraz daha düşük bir voltaja kademeli olarak iyileşmeye başlayacaktır.
Şekil-3, simüle edilmiş bir bitişik besleyici arızasının döngüsel bir kaydını ve ardından büyük bir motor yol açmasının neden olduğu bir voltaj düşüşünün simülasyonunu gösterir.
Şekil-4 aynı iki olayın Min / Maks / Ortalama kaydını göstermektedir. Min / Maks / Ortalama kayıt cihazı tarafından yakalandığında olaylar oldukça benzer görünürken, döngü-çevrim kayıt cihazı voltaj geri kazanım profilindeki farkı ortaya çıkarır.
Referans: Power quality monitoring by Patrick Coleman / Electrical-Engineering-Portal