Tính toán độ mất cân bằng điện áp: Kiểm tra công tơ điện ba pha
Việc tính toán mất cân bằng điện áp bắt đầu bằng ba phép đo điện áp giữa các dây dẫn cùng tại cùng một điểm điện dưới cùng điều kiện vận hành. Đối với phương pháp sai lệch tối đa, tính trung bình của chúng, tìm ra sự khác biệt tuyệt đối lớn nhất so với trung bình đó, chia cho trung bình và nhân với 100. Ghi lại phương pháp cùng với tỷ lệ phần trăm. Đọc điện áp mất cân bằng chuỗi âm của đồng hồ sử dụng một định nghĩa khác và không thể giả định bằng phép tính dựa chỉ vào ba giá trị RMS. Vị trí đo, thời điểm đo và cấu hình thiết bị quan trọng không kém gì phép tính.
Hướng dẫn này dành cho các kỹ sư xem xét hồ sơ đồng hồ ba pha và điều tra nguồn cung không đều. Nó không cung cấp quy trình kiểm tra trực tiếp. Việc truy cập vào mạch điện, kết nối thiết bị và bất kỳ thay đổi nào đối với thiết bị đang hoạt động đều yêu cầu nhân viên có trình độ và các biện pháp an toàn đã được phê duyệt tại hiện trường.
Chọn định nghĩa mất cân bằng điện áp trước
Phương pháp sai lệch tối đa so sánh các cường độ điện áp giữa các dây dẫn. Nếu các phép đo là Vab, Vbc và Vca, trung bình của chúng là tổng chia cho ba. Sự khác biệt tuyệt đối lớn nhất so với trung bình trở thành tử số của phép tính. Phương pháp này có thể hữu ích để sàng lọc hệ thống động cơ khi được sử dụng cùng hướng dẫn và giới hạn phù hợp.
Phương pháp thành phần chuỗi thay vào đó so sánh các thành phần điện áp chuỗi âm và chuỗi dương. Các thành phần này phụ thuộc vào mối quan hệ pha cũng như cường độ. Ba giá trị RMS làm tròn không đủ để tái tạo mọi chi tiết của phép đo đó. Báo cáo nên nêu rõ phương pháp sử dụng thay vì chỉ ghi nhãn kết quả là tỷ lệ phần trăm mất cân bằng.
The Tờ hướng dẫn về hệ thống động cơ của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ trình bày phương pháp sai lệch tối đa. The Tài liệu phân tích hệ thống điện NPTEL về thành phần đối xứng cung cấp nền tảng về cách phân tích hệ thống mất cân bằng thành các thành phần chuỗi. Các nguồn này phục vụ các mục đích khác nhau; chúng không nên được sử dụng để khẳng định rằng hai chỉ số này có thể thay thế cho nhau.
Tính toán từ ba điện áp dòng cùng lúc
Sử dụng biểu thức này cho phương pháp sai lệch tối đa:
Điện áp trung bình, Vavg = (Vab + Vbc + Vca) / 3
Mất cân bằng điện áp, % = 100 × max(|Vab − Vavg|, |Vbc − Vavg|, |Vca − Vavg|) / Vavg
Cả ba đầu vào phải sử dụng cùng đơn vị và cùng cơ sở đo lường. Không trộn lẫn các phép đo dòng từ dây trung tính với dây dẫn giữa các dây. Không kết hợp một pha từ hôm qua với hai pha từ ca làm việc hôm nay. Một đầu vào bằng không hoặc thiếu là dữ liệu không hợp lệ cho việc sàng lọc định kỳ, không phải là bằng chứng của tỷ lệ phần trăm tính toán cao bất thường nhưng đáng tin cậy.
Giả sử một hồ sơ minh họa chứa 398 V, 402 V và 400 V. Trung bình là 400 V. Các sai lệch tuyệt đối là 2 V, 2 V và 0 V, do đó lớn nhất là 2 V. Kết quả là 100 × 2 / 400 = 0.5%. Đây là ví dụ tính toán đã làm, không phải phép đo thực tế tại một cơ sở của CNBYG.
| Cặp dây dẫn | Điện áp RMS minh họa | Sai lệch tuyệt đối so với trung bình 400 V |
|---|---|---|
| AB | 398 V | 2 V |
| BC | 402 V | 2 V |
| CA | 400 V | 0 V |
| Kết quả tính toán | Trung bình 400 V | Độ lệch mất cân bằng tối đa 0.5% |
Công thức theo phương pháp DOE liên kết ở trên. Giữ các chữ số thập phân bổ sung trong các phép tính trung gian và làm tròn kết quả cuối cùng phù hợp với độ chính xác của đầu vào. Các chữ số hiển thị quá nhiều không cải thiện độ chính xác của phép đo cơ bản.
Tách biệt mất cân bằng khỏi mức điện áp và trình tự pha
Nguồn cung có thể có ba điện áp bằng nhau đều thấp hơn phạm vi hoạt động dự định. Kết quả mất cân bằng về cường độ có thể nhỏ mặc dù mức điện áp cần chú ý. Ngược lại, trung bình điện áp hợp lý có thể che giấu sự khác biệt ý nghĩa giữa các dây riêng lẻ. Xem xét đồng thời điện áp tuyệt đối và chỉ số mất cân bằng.
Trình tự pha là một vấn đề riêng biệt khác. Thứ tự pha chính xác không xác định được độ cân bằng của điện áp. Một phép tính về độ lớn cũng không xác nhận được vòng quay dự định. C hướng dẫn trình tự pha của đồng hồ giải thích nhiệm vụ xác minh và lý do tại sao bằng chứng nên được giữ riêng biệt.
Tương tự, mất cân bằng dòng cao không tự nó xác định được tỷ lệ mất cân bằng điện áp. Đặc điểm của động cơ, tải một pha và các điều kiện mạch khác có thể làm cho hành vi dòng điện khác biệt đáng kể so với hành vi điện áp. Ghi lại các kết quả điện áp và dòng điện riêng biệt, sau đó diễn giải chúng dựa trên tải thực tế và yêu cầu thiết bị.
Xác nhận rằng bản ghi của đồng hồ thể hiện một điều kiện
Hệ thống giám sát có thể lấy mẫu các đăng ký từng cái một. Nếu tải thay đổi giữa các yêu cầu, hàng kết quả có thể kết hợp các phép đo từ các thời điểm khác nhau. Trước khi tính toán một chỉ số ba giá trị, xác định cách đồng hồ cập nhật các phép đo của nó và cách hệ thống thu thập nhóm chúng.
The hướng dẫn đọc đăng ký nhất quán bao gồm sự khác biệt giữa truyền dữ liệu thành công và một hình chụp đo lường nhất quán. Đọc nhiều giá trị trong một yêu cầu không tự động chứng minh việc thu thập đồng thời bên trong thiết bị. Lấy tài liệu chính xác về hành vi cập nhật và chụp nhanh khi ứng dụng phụ thuộc vào sự phân biệt đó.
Ghi lại dấu thời gian, các khoảng trung bình và trạng thái chất lượng dữ liệu. Từ chối một hàng chứa pha lỗi thời, đọc thất bại hoặc thay thế không được ghi lại. Một bảng điều khiển phần mềm có thể tiếp tục hiển thị giá trị cuối cùng tốt sau khi mất liên lạc; giá trị đó không được tự động trở thành phần của tính toán mất cân bằng mới.
Kiểm tra cấu hình trước khi tuyên bố lỗi nguồn cung cấp
Xác minh rằng ba giá trị đến từ mạch và chế độ điện áp dự định. Gán pha sai, tỷ lệ biến áp không phù hợp hoặc cấu hình hệ thống không thích hợp có thể tạo ra các so sánh gây hiểu lầm. Nhãn phần mềm như AB không chứng minh các đầu vào vật lý đã tạo ra giá trị đó.
Đối với các hệ thống sử dụng biến áp điện áp, xem xét hướng dẫn xác minh tỷ lệ biến áp điện áp. Áp dụng tỷ lệ đã được ghi chép một cách nhất quán và xác nhận xem đồng hồ đã báo cáo các đại lượng tỷ lệ chính chưa. Việc áp dụng lại hệ số nhân trong phần mềm có thể làm biến dạng các hồ sơ dùng để điều tra.
Nếu một giá trị thay đổi sau khi cập nhật cấu hình, hãy giữ lại cả hồ sơ cấu hình cũ và mới. Không diễn giải sự khác biệt đó như một cải thiện vật lý cho đến khi kiểm tra tính nhất quán của phép đo. So sánh chính xác sử dụng cùng phương pháp, vị trí và tỷ lệ với lịch sử cấu hình đã biết.
Diễn giải hướng dẫn về động cơ trong phạm vi của nó
Bảng hướng dẫn về hệ thống động cơ của DOE bàn về tác động tiêu cực của mất cân bằng điện áp đối với động cơ ba pha và đề xuất giữ mất cân bằng tại các đầu cuối của động cơ dưới 1%. Xem đó như hướng dẫn dành cho động cơ từ ấn phẩm đã trích dẫn. Nó không phải là ngưỡng cảnh báo chung cho mọi thiết bị điện hoặc mọi phương pháp đo lường.
Một đánh giá gần ngưỡng quyết định cần có hướng dẫn hiện tại của nhà sản xuất thiết bị, tiêu chuẩn áp dụng và độ không chắc chắn đo lường. Một giá trị thấp hơn một chút so với ngưỡng không tự động chấp nhận khi độ chính xác đầu vào, làm tròn hoặc thời điểm có thể thay đổi phân loại. Một giá trị vượt quá ngưỡng đó yêu cầu xem xét kỹ thuật hơn là điều chỉnh thiết bị tạm thời.
Cùng ấn phẩm mô tả các tác động có thể như tăng tổn thất, nhiệt và mất cân bằng dòng. Nó không đủ để tính toán chính xác mức tăng nhiệt độ hoặc giảm tuổi thọ của một động cơ tùy ý dựa trên một phần trăm. Một dự đoán như vậy cần thiết kế động cơ, tải trọng, lịch sử vận hành và bằng chứng hỗ trợ.
Điều tra các mẫu hình qua các vị trí và trạng thái vận hành
Bắt đầu với dữ liệu giám sát đã được phê duyệt hiện có. So sánh điểm cung cấp chính với các phép đo hạ nguồn được thực hiện trong các khoảng thời gian phù hợp. Một điều kiện xuất hiện cả ở phía trên và phía dưới cho thấy một giới hạn điều tra khác so với điều kiện chỉ xuất hiện ở một nhánh. Đây là cách tổ chức bằng chứng, không phải kết luận về trách nhiệm của lỗi.
Ghi chú khi mẫu hình xuất hiện: một ca làm việc, tải trọng một pha lớn, thay đổi cốt biến áp, chuyển đổi tụ hoặc trạng thái sản xuất đặc biệt. Tài liệu của DOE xác định một số nguyên nhân có thể, nhưng các khả năng đó phải được kiểm tra đối chiếu với thực tế lắp đặt. Không giả định rằng việc thêm thiết bị bù sẽ sửa chữa mọi điều kiện điện áp không đều.
Bất kỳ kiểm tra vật lý hoặc đo điện nào cũng nên được lên kế hoạch bởi nhóm có trình độ. Giữ yêu cầu cụ thể: vị trí, trạng thái vận hành, xu hướng quan sát, phương pháp tính toán và quyết định mà bằng chứng nhằm hỗ trợ. Điều này làm cho cuộc điều tra hữu ích hơn so với việc gửi một ảnh chụp màn hình ghi nhầm pha.
Xác định khả năng của đồng hồ đo phù hợp cho giám sát liên tục
The Trang sản phẩm thiết bị đa chức năng BY194 xác định họ sản phẩm. Nó không xác nhận rằng mọi biến thể đều đo được ba điện áp cần thiết, tính toán chỉ số mất cân bằng dựa trên chuỗi hoặc lưu trữ hồ sơ sự kiện. Yêu cầu các khả năng đó rõ ràng cho mã đơn hàng chính xác.
Xác định hệ thống điện, chế độ kết nối điện áp, vị trí đo, độ chính xác yêu cầu, cửa sổ trung bình và giao diện báo cáo. Nếu dự án cần giá trị mất cân bằng do phần mềm tính, yêu cầu định nghĩa và mô tả đăng ký. Nếu dự án sẽ tính giá trị đó trong phần mềm, xác nhận rằng dữ liệu điện áp và thời điểm có phù hợp cho phương pháp đó không.
The Tổng quan về đồng hồ đo công suất ba pha hỗ trợ thảo luận lựa chọn rộng hơn. Đối với ứng dụng cụ thể này, phương pháp đo rõ ràng được ghi chép tốt hơn là một phần trăm không rõ nguyên nhân trên màn hình. Xác định bằng chứng mà nhóm vận hành sẽ cần trước khi đặt hàng thiết bị.
Lưu trữ hồ sơ điều tra có thể lặp lại
Lưu trữ ba phép đo ban đầu, đơn vị của chúng, dấu thời gian, biểu thức tính toán và kết quả chưa làm tròn. Bao gồm danh tính đồng hồ đo, phiên bản firmware hoặc cấu hình, tỷ lệ và vị trí mạch. Đánh dấu các hàng bị loại bỏ và giải thích lý do. Không tự ý điền giá trị pha bị thiếu bằng giá trị trước đó.
Sau hành động khắc phục, so sánh các điều kiện sản xuất tương tự và khoảng thời gian quan sát phù hợp. Một bức tranh chụp nhanh đã được cải thiện có thể không đại diện cho toàn bộ chu kỳ vận hành. Một xu hướng lặp lại dựa trên cùng cơ sở tính toán sẽ cung cấp bằng chứng mạnh mẽ hơn cho kỹ sư rằng điều kiện đã thay đổi.
Đặt kết quả riêng biệt cho chất lượng dữ liệu và đánh giá điện. Trước tiên xác nhận rằng hồ sơ đáng tin cậy. Sau đó để kỹ sư phụ trách quyết định xem điều kiện đo có đáp ứng yêu cầu của thiết bị và địa điểm không. Điều này giúp tránh nhầm lẫn giữa việc hiệu chỉnh tích hợp và sửa chữa điện đã được xác minh.
Nền tảng giáo dục: hệ thống ba pha
Bài giảng Hệ Thống Ba Pha của NPTEL cung cấp nền tảng về mối quan hệ pha và các đại lượng ba pha. Nó giúp giải thích tại sao cơ sở đo lường lại quan trọng. Đây không phải là thủ tục xử lý sự cố tại chỗ và không xác định chức năng mất cân bằng cụ thể của BY194.
Các câu hỏi thường gặp
Tôi có thể tính độ mất cân bằng điện áp từ ba điện áp dây không?
Vâng, phương pháp sai lệch tối đa sử dụng ba điện áp RMS line-to-line tương ứng. Thời điểm, cơ sở đo lường và vị trí của chúng phải nhất quán, và báo cáo phải ghi rõ phương pháp tính toán.
Điều đó có giống với hiện tượng mất cân bằng điện áp thứ tự nghịch không?
Không. Phương pháp thành phần chuỗi cũng phụ thuộc vào mối quan hệ pha. Không so sánh trực tiếp tỷ lệ phần trăm của nó với kết quả chỉ dựa trên độ lớn mà không kiểm tra các định nghĩa của thiết bị đo.
Một tỷ lệ mất cân bằng nhỏ có chứng tỏ rằng điện áp cung cấp là chính xác không?
Không. Ba điện áp thấp hoặc cao đều nhau có thể tạo ra tỷ lệ mất cân bằng nhỏ. Kiểm tra các mức điện áp riêng lẻ, giới hạn hoạt động và chỉ số mất cân bằng riêng biệt.
Liệu mọi biến thể BY194 có thể tự động tính toán mất cân bằng không?
Đừng giả định điều đó. Xác nhận chính xác các đo lường điện áp có sẵn, định nghĩa tính toán, thời điểm và bộ ghi giao tiếp của biến thể trước khi xác định phương pháp giám sát.