این مقاله در مورد اصول اولیه بررسی کیفیت توان نیست، بلکه در مورد ابزارهای بررسی کیفیت توان، نحوه خواندن داده ها و اندازه گیری آن ها است. بررسی کیفیت توان مستلزم استفاده از ابزار های دقیق برای کاربرد های مورد نظر است. اپراتور فنی باید ضمن رعایت نکات ایمنی و آموزش صحیح از دقیق ترین ابزار استفاده کند.

مهندس باید در زمینه بررسی کیفیت توان آگاه باشد

از همه مهمتر مهندس باید از ایمنی آگاه باشد. همه این عوامل در حل مشکلات کیفیت توان مهم هستند. توجه به این نکته مهم است که سنجش کیفیت توان نیاز به صبر، پشتکار و استقامت دارد، بسیار نادر است که راه حل یک مشکل به طور تصادفی ظاهر شود، اگرچه گاهی اوقات اتفاق می افتد.

سنجش کیفیت توان زیبایی های خود را دارد. یکی از مواردی که به هر مهندس کیفیت توان احساس بسیار خوبی می دهد، زمانی است که تنش و اضطراب مشتریان را در هنگام مراجعه می بینند و با وضعیت روحی آن ها بعد از عیب یابی و حل مشکل مقایسه می کنند.

هارمونیک آنالیزور (THD)

هارمونیک آنالیزور یا هارمونیک مترابزار اندازه گیری و ثبت داده های اعوجاج هارمونیک است. به طور معمول، هارمونیک آنالایزر حاوی یک اندازه گیر با صفحه نمایش شکل موج، گیره های سوسماری ولتاژ و پروب های جریان هستند.

برخی از آنالیزور ها مانند مولتی متر ها مناسب بازدید های حضوری هستند و به راحتی در دست قرار می گیرند و برخی دیگر برای استفاده روی میز به کار می روند. برخی از این ابزارها تصویری فوری از شکل موج و اعوجاج هارمونیک مربوط به لحظه ای که در طی آن اندازه گیری انجام می شود، ارائه می دهند.

بدیهی است که دستگاه هایی که اطلاعات بیشتری ارائه می دهند هزینه بیشتری نیز دارند.یک تصویر فوری از اعوجاج برای تشخیص نوع هارمونیک کافی است. با این حال، در موارد دیگر، ممکن است نیاز قرار گیری دستگاه در مدت زمان مشخصی در شبکه برق کارخانه جهت بررسی و ثبت تغییرات اعوجاج های هارمونیکی باشد

بزرگترین مرتبه هارمونیک که باید در اندازه گیری لحاظ شود چیست؟

با توجه به تجربه Sankaran (نویسنده کتاب “کیفیت توان”)، کردن اندازه گیری فرکانس هارمونیک مرتبه 25 برای نشان دادن ساختار شکل موج کافی است. تولید کنندگان مختلف آنالیزورهای هارمونیک تمایل دارند قابلیت اندازه گیری فرکانس هارمونیک مرتبه بالا را داشته باشند.

سطوح اعوجاج هارمونیک به میزان قابل توجهی با افزایش مرتبه هارمونیک کاهش می یابد. به منظور تعیین دقیق محتوای فرکانس، فرکانس نمونه برداری از ابزار اندازه گیری باید بیشتر از دو برابر فرکانس بالاترین هارمونیک مورد نظر باشد. این قانون نرخ نایکوئیست نامیده می شود.

بر اساس نرخ نایکویست، برای تعیین دقیق محتوای فرکانس یک شکل موج فرکانس اساسی 50 هرتز تا هارمونیک مرتبه 25 ، ابزار اندازه گیری هارمونیک باید حداقل نرخ نمونه برداری 2500 (2×50×25) نمونه در ثانیه داشته باشد.

آنالیزور های پاسخ گذرا

آنالایزرهای پاسخ گذرا دستگاه‌های پیشرفته‌ای برای جمع‌آوری داده‌ها برای ثبت، ذخیره‌سازی و ارائه اختلالات سیستم قدرت با مدت زمان کوتاه و زیرسیکله هستند. همانطور که می توان انتظار داشت، نرخ نمونه برداری برای این ابزار بالا است.

ثبت کننده های پاسخ گذرا معمولا در محدوده 2 تا 4 میلیون نمونه در ثانیه نمونه برداری می کنند. نرخ نمونه برداری بالاتر دقت بیشتری را در توصیف رویدادهای گذرا از نظر دامنه و محتوای فرکانس آنها فراهم می کندکه هر دو مورد برای انجام تحلیل پاسخ گذرا ضروری هستند.

دامنه شکل موج در مورد احتمال آسیب به تجهیزات آسیب دیده اطلاعات می دهد. محتوای فرکانس به ما اطلاع می دهد که چگونه پاسخ ها ممکن است با مدارهای دیگر مرتبط شوند و چگونه ممکن است کاهش یابند.

تصویر زیر یک پاسخ گذرا را نشان می دهد که دامنه آن حداکثر 562 ولت با محتوای فرکانس تقریباً 200 کیلوهرتز است. هنگامی که چنین اطلاعاتی مشخص شد، حساسیت تجهیزات باید تعیین شود. به عنوان مثال، یک ضربه پیک 200 ولتی به یک موتور 480 ولت ممکن است هیچ تاثیری بر عمر موتور نداشته باشد. با این حال، همان ضربه به یک کنترل کننده فرآیند می تواند باعث شکست فوری شود.

تجهیزاتی که حاوی منابع تغذیه یا مدارهای فیلتر خازن هستند، به ویژه در برابر تغییرات پاسخ گذرا در زمان افزایش سریع با محتوای فرکانس بالا حساس هستند.

اسیلوسکوپ ها

اسیلوسکوپ ها برای اندازه گیری شکل موج های تکراری با فرکانس بالا یا شکل موج های حاوی نویز فرکانس بالا روی مدارهای قدرت و کنترل مفید هستند. همچنین اسیلوسکوپ ها دارای نرخ نمونه برداری بسیار بالاتری نسبت به تحلیلگرهای اختلال گذرا می باشند.

اسیلوسکوپ هایی با نرخ نمونه برداری چند صد میلیون نمونه در ثانیه رایج هستند. این به دستگاه اجازه می دهد تا نویزهای تکرار شونده و شکل موج های با فرکانس بالا را به دقت ثبت شوند.

اسیلوسکوپ های ذخیره سازی دیجیتال این قابلیت را دارند که داده های شکل موج را برای استفاده های بعدی ضبط و ذخیره کنند. با استفاده از اسیلوسکوپ های ذخیره دیجیتال چند کاناله، ممکن است بیش از یک پارامتر الکتریکی مشاهده و ذخیره شود.

دیتالاگر و ثبت کننده نمودار

دیتالاگر برای ثبت داده های ولتاژ، جریان، و دما در سیستم های قدرت الکتریکی بکار می رود. از دیتالاگرها برای اندازه گیری دیتا های حالت پایدار در مدت زمان طولانی، از دیتالاگر و ثبت کننده نمودار استفاده می کنیم.

دیتالاگر یک نمونه از سیگنال را در مدت زمان مثلا 1 ثانیه، 2 ثانیه، 5 ثانیه ثبت می کند. داده ها را معمولاً در لاگرها ذخیره می شوند تا زمانی که برای تجزیه و تحلیل بازیابی شوند. داده‌های دیتالاگرها و ثبت ‌کننده‌های نمودار برای تعیین تغییرات ولتاژ یا جریان در یک مکان خاص در یک دوره طولانی و اگر نیازی به تعیین تغییرات لحظه‌ای در مقادیر نباشد، کافی است.

در برخی از برنامه ها، این اطلاعات تنها چیزی است که مورد نیاز است، اما در ارزیابی کیفیت توان شامل شرایط گذرا، این دستگاه ها مناسب نیستند. مزیت دیتالاگرها این است که در مقایسه با ابزار های دقیق سنجش کیفیت توان نسبتاً ارزان هستند. همچنین راه اندازی و استفاده از آن ها آسان تر است. داده های دیتالاگر در قالب متن یا در قالب گرافیکی ارائه می شوند.

همچنین دیتالاگرها و ضبط کننده های نمودار اطلاعاتی در مورد شکل موج کمیت اندازه گیری شده ارائه نمی دهند. اگر این سطح از اطلاعات مورد نیاز است، به جای آن باید از یک تحلیلگر کیفیت توان استفاده شود.

RMS متر واقعی

اصطلاح RMS واقعی معمولاً در برنامه های کاربردی کیفیت توان استفاده می شود. مقدار RMS جریان یا ولتاژ می تواند به طور قابل توجهی با جزء اصلی ولتاژ یا جریان متفاوت باشد. اگر به مقدار RMS شکل موج نیاز داشته باشیم، استفاده از اندازه گیری که میانگین یا اوج مقدار یک کمیت را اندازه می‌گیرد، می‌تواند نتایج اشتباهی ایجاد کند.

برای شکل موج هایی که هارمونیک زیادی دارند، مقادیر میانگین و پیک به طور قابل توجهی متفاوت از شکل موج هایی است که صرفاً سینوسی یا نزدیک به سینوسی هستند. اندازه گیری میانگین یا حداکثر مقدار یک سیگنال و مقیاس بندی مقادیر برای استخراج یک مقدار RMS منجر به خطا می شود.

RMS متر واقعی با غلبه بر اثر گرمایش شکل موج یک مقدار دقیق از کمیت RMS ارائه می دهد. البته تمام RMS مترها تصویری از شکل موج کمیت ارائه نمی دهند. برای انجام این کار، کنتورها به قابلیت نمونه برداری سیگنال با فرکانس بالا نیاز دارند. نرخ نمونه برداری باید نرخ نایکوئیست را برآورده کند تا نتایج نسبتاً دقیقی تولید شود. برخی از RMS مترهای رومیزی دارای قابلیت نمونه برداری و پورت هایی برای ارسال اطلاعات به کامپیوتر برای نمایش شکل موج هستند.

یک نکته مهم در بررسی کیفیت توان

برای جمع‌آوری داده‌های کیفیت توان حیاتی‌ترین جنبه آزمایش است. دقت و افزایش ایمنی در آزمایشات نتایج نهایی را مورد انتظار کارفرما قرار می دهد.

اولین قدم، اطمینان از رعایت برخی از قوانین ایمنی است. تجهیزات الکتریکی را نمی توان برای قرار گیری ابزار سنجش کیفیت توان قطع کرد. مشتریان می خواهند تا حد ممکن وقفه کمتری داشته باشند. باز کردن درب تابلوهای برق و تابلوهای توزیع نیاز به دقت و حوصله دارد. تجهیزات حفاظت فردی جزء مهمی از تست کیفیت توان است.

حداقل باید حاوی دستکش برقی، عینک ایمنی و لباس ضد حریق باشد در حین برداشتن روکش‌های پانل و تنظیم پروب‌های ابزار، مهم است که شخص دیگری در اتاق حضور داشته باشد. شخص دوم ممکن است در زمینه کیفیت توان آموزش ندیده باشد، اما باید پیشینه ای در زمینه برق و خطرات مرتبط با آن داشته باشد.

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.