Giám sát Điện áp Tạm thời trong Hệ thống Công nghiệp

Giám sát điện áp nhất thời ghi lại những thay đổi ngắn trong dạng sóng điện áp mà các bản ghi xu hướng thông thường có thể bỏ lỡ. Trong một hệ thống công nghiệp, bắt đầu bằng triệu chứng hỏng thực tế, chọn một máy ghi và phụ kiện đầu vào có khả năng giải quyết sự kiện nghi ngờ, và đối chiếu các dạng sóng đã ghi với hồ sơ chuyển mạch và thiết bị. Một đọc RMS bình thường sau khi ngắt không xác nhận rằng nguồn cung cấp đã sạch tại thời điểm hỏng. Tương tự, một đỉnh rõ ràng không chứng minh rằng nó gây ra ngắt. Giám sát hữu ích cung cấp thời gian, vị trí, cài đặt đo lường và đủ ngữ cảnh để kiểm tra nguyên nhân thay vì chỉ thu thập các ảnh chụp màn hình cảnh báo.

Xác định câu hỏi trước khi chọn máy ghi

Viết một tuyên bố điều tra hẹp: máy móc nào dừng hoạt động, đầu vào nào bị ảnh hưởng, và quan sát nào sẽ phân biệt các giải thích cạnh tranh? Ngắt động cơ trong quá trình chuyển đổi tụ điện đặt ra một vấn đề đo lường khác so với việc đặt lại bộ điều khiển trong một cơn dông. Cả hai có thể yêu cầu ghi lại điện áp nhanh, nhưng chiến lược kích hoạt, khoảng thời gian quan sát và điểm so sánh có thể khác nhau. Ghi lại trạng thái hoạt động của máy móc và chi tiết cảnh báo có sẵn trước khi thay đổi bất kỳ cài đặt bảo vệ nào.

Tránh mô tả mọi sự cố ngắn hạn là transient. Các sự kiện điện áp RMS, biến dạng kéo dài, lỗi truyền thông và lỗi thiết bị nội bộ có thể yêu cầu bằng chứng khác nhau. So sánh thuật ngữ sự kiện với hướng dẫn lựa chọn bộ phân tích chất lượng nguồn. Giữ chẩn đoán ban đầu mở cho đến khi thời gian đo lường và hình dạng dạng sóng hỗ trợ phân loại. Một triệu chứng mà không có dạng sóng là giả thuyết, và một dạng sóng riêng lẻ mà không có triệu chứng là quan sát.

Những gì một bản ghi sự kiện hữu ích chứa đựng

Bảo vệ dạng sóng gốc thay vì chỉ một hình ảnh cắt xén. Bao gồm vị trí máy ghi, sơ đồ kết nối điện áp, tên kênh, nguồn cung cấp danh nghĩa, tỷ lệ đầu vào, điều kiện kích hoạt và nguồn đồng hồ. Đánh dấu rõ ràng bất kỳ thông tin không chắc chắn nào. Nếu một báo cáo chỉ định các kênh là A, B và C, người xem sau vẫn phải có thể liên kết chúng với sơ đồ lắp đặt và hiểu rõ liệu điện áp được đo theo pha-đến trung tính hay pha-đến pha.

Ghi lại khoảng thời gian trước khi kích hoạt cũng như quá trình phục hồi sau đó. Thông tin trước sự kiện có thể phân biệt giữa một sự cố đang diễn ra và một thay đổi mới bắt đầu. Thông tin sau sự kiện cho thấy liệu hệ thống đã trở lại trạng thái ban đầu hay đã chuyển sang điều kiện hoạt động khác. Cả hai khoảng thời gian không nên chỉ chọn để tạo ra một đồ thị hấp dẫn. Câu hỏi điều tra xác định bối cảnh nào cần phải còn hiển thị rõ ràng.

Chọn băng thông, mẫu và phạm vi đầu vào cùng nhau

Khoảng cách mẫu đơn thuần không mô tả một hệ thống đo lường. Giai đoạn đầu vào, đầu dò, cấu hình chống nhiễu và băng thông của máy ghi ảnh hưởng đến dạng sóng đã ghi. Yêu cầu thông số của toàn bộ chuỗi đo lường, bao gồm phụ kiện sử dụng cho lắp đặt đề xuất. Một máy ghi nhanh với phụ kiện đầu vào không phù hợp không thể phục hồi thông tin đã bị loại bỏ trước khi tín hiệu đến máy ghi.

Như một phép tính lập kế hoạch cơ bản, khoảng cách mẫu bằng 1 chia cho tốc độ mẫu. Tốc độ mẫu minh họa 100.000 mẫu mỗi giây cho ra khoảng cách 10 microgiây. Phép tính này không phải là khuyến nghị hay bằng chứng cho việc một transient cụ thể đã được giải quyết. Một thông số kỹ thuật thực tế phải đề cập đến phổ sự kiện dự kiến, băng thông đo lường, biên độ tín hiệu, thời gian và độ không chắc chắn yêu cầu. Một dạng sóng chỉ chiếm vài mẫu nên được xử lý cẩn thận cho đến khi hiểu rõ giới hạn thu nhận.

Phạm vi đầu vào cũng quan trọng. Dữ liệu bị cắt có thể xác định phạm vi đã chọn bị vượt quá, nhưng không thể xác định đỉnh thực sự. Giữ cờ cắt và lặp lại với cấu hình phù hợp đã được phê duyệt khi cần thiết. Không bao giờ điều chỉnh đầu dò hoặc kết nối điện áp trên mạch đang hoạt động chỉ để cải thiện đường ghi. Kết nối, cách ly và cấu hình lại thuộc về nhân viên có trình độ theo quy trình tại hiện trường.

Hình ảnh BY194 là minh họa tham khảo sản phẩm của một thiết bị bảng điều khiển thông thường. Nó không phải là bằng chứng về băng thông ghi transient, chức năng dao động hoặc lớp chất lượng nguồn đã được chứng nhận. Xác nhận tài liệu mô hình chính xác trước khi giao nhiệm vụ đo lường nào đó.

Xây dựng danh sách kiểm tra thu thập dữ liệu thực tế

Bảng dưới đây là một công cụ lập kế hoạch kỹ thuật, không phải là bảng giới hạn transient chung. Mục đích của nó là làm cho bằng chứng có thể sử dụng được khi cuộc điều tra chuyển từ quan sát sang lựa chọn thiết bị.

Đối với phạm vi phương pháp đo lường, tham khảo tài liệu chính thức Sách IEC 61000-4-30. Để có bằng chứng kiểm tra chức năng của thiết bị, tham khảo IEC 62586-2. Sử dụng các tài liệu đầy đủ áp dụng và yêu cầu dự án để quyết định tuân thủ chính xác; danh sách kiểm tra này không thay thế cho bất kỳ tài liệu nào.

Đặt các thiết bị để phân biệt các sự kiện địa phương và phía trên dòng

Một bản ghi tại đầu vào thiết bị bị ảnh hưởng mô tả những gì thiết bị đó gặp phải. Một bản ghi đồng bộ thứ hai ở phía trên dòng có thể giúp xác định xem có sự kiện tương tự nào xuất hiện tại điểm cung cấp chung hay không. Trước khi diễn giải sự khác biệt, xác minh các cơ sở kết nối, phản hồi của bộ chuyển đổi và thời gian. Hai thiết bị sử dụng các chuỗi đo lường khác nhau có thể tạo ra các dấu vết khác nhau mà không chứng minh rằng nguồn cấp đã tạo ra hoặc loại bỏ sự cố.

Chọn các điểm so sánh từ sơ đồ dòng đơn hiện tại và đường truyền dự đoán. Không cài đặt các bộ ghi hình bổ sung một cách tùy tiện. Các hạn chế về truy cập, mức điện áp và phụ kiện đo lường có thể giới hạn các vị trí khả thi. Cung cấp hướng dẫn đặt cảm biến chất lượng nguồn điện cung cấp một quy trình lập kế hoạch vị trí bổ sung. Ghi lại lý do mỗi điểm được chọn để kết luận cuối cùng có thể được kiểm tra đối chiếu với câu hỏi ban đầu.

Chọn các kích hoạt mà không mất đi ngữ cảnh vận hành

Ngưỡng phải phù hợp với tín hiệu và mục đích của cuộc điều tra. Một kích hoạt nhạy cảm cao có thể tạo ra nhiều sự kiện vô hại và che khuất các bản ghi liên quan trong kho lưu trữ đông đúc. Một kích hoạt hạn chế có thể chỉ ghi lại sự kiện lớn nhất trong khi bỏ lỡ các rối loạn nhỏ hơn trùng hợp với trạng thái điều khiển dễ bị tổn thương. Bắt đầu từ khả năng của thiết bị đã được ghi nhận, sau đó xem xét một khoảng thời gian thử nghiệm ngắn trước khi cam kết theo dõi lâu dài.

Phân biệt các kích hoạt mức điện áp với kích hoạt lệch dạng sóng và chức năng tốc độ thay đổi. Tên của chúng có thể nghe giống nhau trong khi cách thực hiện khác nhau. Lấy xuất khẩu cài đặt hoặc định nghĩa rõ ràng bằng văn bản từ tài liệu ghi hình. Lưu cấu hình ban đầu, mọi phiên bản sửa đổi và lý do sửa đổi. Nếu không, sự thay đổi trong số lượng sự kiện có thể phản ánh sự thay đổi của kích hoạt chứ không phải hệ thống điện năng đã thay đổi.

Phối hợp các sự kiện mà không giả định nguyên nhân

So sánh dấu thời gian dạng sóng với cảnh báo của máy, hoạt động của contactor, thay đổi giai đoạn tụ điện và hoạt động đã biết của nhà cung cấp dịch vụ. Điều chỉnh cho các lệch đồng hồ đã được ghi nhận trước khi so sánh các chuỗi. Một nhật ký điều khiển ghi lại đến giây gần nhất không thể xác định thứ tự của hai thay đổi cách nhau chỉ vài mili giây. Báo cáo giới hạn đó thay vì trình bày một dòng thời gian chính xác không được hỗ trợ bởi các bản ghi.

Sự trùng hợp lặp lại mang tính thông tin hơn so với một sự trùng lặp đơn lẻ, nhưng vẫn cần một cơ chế điện hợp lý. Hãy hỏi xem liệu sự nhiễu có đến được đầu vào bị ảnh hưởng hay không, phản ứng của thiết bị có nhất quán hay không, và liệu một điều kiện đồng thời khác có thể giải thích cho sự cố hay không. Giữ lại các sự kiện xảy ra mà không gây ngắt mạch cũng như các ngắt mạch không có sự kiện ghi lại. Những so sánh tiêu cực này có thể làm yếu đi một giải thích hấp dẫn nhưng sai lệch.

Tách riêng bảo vệ quá độ tạm thời khỏi bù sóng hài

Một sự cố điện áp liên quan đến chuyển mạch ngắn không tự động là một vấn đề về sóng hài. Bù sóng hài, kiểm soát công suất phản kháng và bảo vệ quá áp giải quyết các chức năng khác nhau. Trước khi đề xuất thiết bị sửa chữa, hãy xác định hiện tượng đo được và điều kiện lắp đặt quan trọng. Không giả định rằng việc thêm bộ lọc sóng hài hoạt động lớn hơn sẽ loại bỏ một sự kiện chỉ vì thiết bị đó là phần của hệ thống chất lượng điện cùng.

Sử dụng Khảo sát chất lượng điện công nghiệp để tổ chức cuộc điều tra rộng hơn. CNBYG Thiết bị đa chức năng BY194 có thể là một phần của cuộc thảo luận về đo lường nơi các chức năng đã được ghi chép phù hợp với nhiệm vụ. Một bộ ghi lại quá độ riêng biệt phù hợp vẫn có thể cần thiết. Việc lựa chọn sản phẩm nên dựa trên khả năng đã được xác minh và nhu cầu đo lường.

Chuỗi khảo sát minh họa

Xem xét một nhà máy giả định nơi một bộ điều khiển báo cáo các cảnh báo đầu vào gián đoạn gần các hoạt động chuyển mạch theo lịch trình. Đầu tiên giữ lại lịch sử cảnh báo của bộ điều khiển và lịch trình chuyển mạch. Tiếp theo, lập kế hoạch điểm ghi âm an toàn tại nguồn cung cấp của bộ điều khiển và, nếu hợp lý, một điểm tương đương phía upstream. Xem xét một bản thử nghiệm thu để điều chỉnh tỷ lệ, cắt xén, căn chỉnh dấu thời gian và hiệu suất kích hoạt trước khi để các thiết bị thu thập các bản ghi dài hơn.

Sau khi thu thập, nhóm các sự kiện theo đặc điểm dạng sóng và điều kiện vận hành. So sánh các khoảng thời gian có cảnh báo và không có cảnh báo. Nếu cùng một sự cố xuất hiện phía upstream, điều tra đường cung cấp chung; nếu chỉ xuất hiện cục bộ, kiểm tra lắp đặt địa phương và xác nhận chuỗi đo lường trước khi xác định nguyên nhân. Bất kỳ thử nghiệm sửa chữa nào cũng nên được lên kế hoạch bởi kỹ sư chịu trách nhiệm, theo sau là theo dõi lặp lại dưới điều kiện vận hành tương tự. Đây là ví dụ về quy trình làm việc, không phải là một trường hợp khách hàng của CNBYG đã được báo cáo.

Báo cáo quyết định, bằng chứng và những điều còn lại chưa rõ

Một báo cáo hữu ích bao gồm câu hỏi ban đầu, sơ đồ lắp đặt, cấu hình thiết bị, các bản ghi đại diện và phản ví dụ, giới hạn thời gian và hành động tiếp theo đề xuất. Nêu rõ những gì các phép đo xác lập và những gì còn chưa rõ. Nếu không ghi lại được transient phù hợp, hãy bao gồm thời gian theo dõi, phạm vi hoạt động của máy móc và giới hạn ghi lại. “Không quan sát thấy sự kiện” có thể biện hộ tốt hơn “không tồn tại transient.”

Lưu giữ dữ liệu thô và bản sao cấu hình cùng với báo cáo. Một nhà cung cấp chỉ xem xét hình ảnh có thể không đánh giá được việc cắt xén đầu vào, tỷ lệ probe hoặc cài đặt thu thập dữ liệu. Bằng chứng tốt giúp giảm rủi ro mua thiết bị cho hiện tượng sai và hỗ trợ một yêu cầu báo giá chính xác hơn, bao gồm nhiệm vụ đo lường mà bất kỳ thiết bị đề xuất nào cũng phải chứng minh.

Học tập thêm: các tiêu chuẩn và giám sát

Bài học trung lập của NPTEL IIT Delhi này giải thích các tiêu chuẩn và bối cảnh giám sát rộng hơn. Nó bổ sung cho quy trình thu thập dữ liệu; nó không xác định khả năng của đồng hồ đo hình ảnh ở đây.

Xem Power Quality: Tiêu chuẩn và giám sát

Các câu hỏi thường gặp

Một đồng hồ đo bảng thường có thể ghi lại các chuyển tiếp điện áp không?

Chỉ khi tài liệu mô tả chính xác mẫu mã của nó chỉ rõ các chức năng thu thập và ghi hình phù hợp cho sự kiện. Hiển thị dòng điện, điện áp hoặc năng lượng bình thường là không đủ bằng chứng. Xác nhận băng thông, đầu vào, hành vi kích hoạt, xuất dạng sóng và thời lượng ghi trước khi sử dụng nó cho một cuộc điều tra transient.

Tốc độ lấy mẫu cao hơn luôn là lựa chọn tốt hơn không?

Không. Cần xem xét tần số lấy mẫu cùng với băng thông đầu vào, hiệu suất đầu dò, dải đo, bộ nhớ và mục tiêu khảo sát. Việc tăng số lượng mẫu không thể khôi phục thông tin đã bị loại bỏ trong chuỗi đo lường, và việc lựa chọn cơ chế kích hoạt hoặc phương thức lưu trữ không phù hợp vẫn có thể khiến sự kiện quan trọng bị bỏ sót.

Một sự kiện thoáng qua được ghi lại trong quá trình đo có chứng minh nguyên nhân không?

Không. Kiểm tra căn chỉnh đồng hồ, vị trí điện, các mẫu lặp lại và ví dụ phản chứng. Xác lập rằng sự cố đã đến được đầu vào liên quan và phản hồi của thiết bị là hợp lý. Một lỗi nội bộ hoặc điều kiện vận hành khác có thể giải thích cho cùng một sự cố kích hoạt.

Thời gian theo dõi quá trình quá độ nên kéo dài bao lâu?

Chọn một khoảng thời gian bao phủ các điều kiện chuyển đổi và vận hành máy nghi ngờ, với cài đặt lưu trữ và kích hoạt để bảo vệ các bản ghi có thể sử dụng được. Không có thời lượng chung. Nếu sự kiện vận hành liên quan không xảy ra trong quá trình giám sát, cuộc điều tra vẫn chưa hoàn thành.