Измерение качества электропитания в электрических установках

Справочная информация

Превосходное электропитание подразумевает синусоидальное напряжение с постоянной частотой и амплитудой. При повседневной работе электропитание отличается от идеального вследствие изменения нагрузок, переходных процессов и отключений. В случае хорошего качества сетевого электропитания подсоединенные нагрузки работают надлежащим образом и эффективно. Неудовлетворительное качество электропитания может приводить к отказам механизмов, электрических систем управления или компьютеров.

Измерения качества электропитания подразумевают определение степени соответствия идеальной ситуации с точки зрения гармонических искажений, реактивной мощности и несимметричности нагрузки.

Для достижения этой цели требуется измерять частоту, прерывания питания, гармоническое и межгармоническое напряжение, изменения напряжения, такие как посадки, кратковременные перенапряжения или быстрые изменения, и несимметрию напряжения. Стандарт EN 50160 определяет необходимые для этих измерений характеристики напряжения питания в распределительных системах общего пользования. Стандарт также включает предельные значения для испытаний на соответствие (см. таблицу).

Порядок измерения качества электроэнергии

Портативный цифровой осциллограф R&S®Scope Rider RTH содержит восемь испытательных приборов в одном прочном устройстве с батарейным питанием, поэтому он представляет собой превосходное решение для данной задачи. Четыре изолированных входных канала категории CAT IV 600 В предназначены для измерений в трехфазных системах без ухудшения безопасности и без дорогостоящих высоковольтных дифференциальных пробников. Благодаря долговременной регистрации и функциям архива возможны контроль и фиксация медленно изменяющихся сигналов или редких событий согласно требованиям стандарта EN 50160. Емкостной сенсорный экран позволяет легко настраивать параметры, а специальные клавиши обеспечивают быстрый доступ к важным функциям. Для измерений в опасных зонах предусмотрен встроенный интерфейс беспроводной локальной сети (WLAN) для дистанционного управления с планшета или даже со смартфона.

Гармонические составляющие и коэффициент мощности

С помощью опции анализа гармоник R&S®RTH-K34 можно легко измерять гармоники вплоть до 64-го порядка и определять суммарный коэффициент нелинейных искажений (THDr и THDf).

После нажатия клавиши AUTOSET осциллограф автоматически обнаруживает основную частоту в пределах диапазона 10 Гци 1 кГц, что позволяет проводить измерения также в специализированных электрических сетях (например, в самолетах). Возможно отображение мгновенных значений амплитуды, фазы и частоты, а также максимальных значений с момента начала измерений. Результаты можно сравнивать с определенными стандартом EN 50160 или пользовательскими предельными значениями.

Предельные значения соответствия стандарту EN 50160
Напряжение питания
характеристика
Статистическая оценка Предельное значение соответствия
Частота электропитания 95% времени в течение
одной недели
50 Гц ± 1 %
100% времени в течение
одной недели
50 Гц + 4 % ... –6 %
Изменения напряжения питания 95% времени в течение
одной недели
Вc± 10 %
Кратковременные посадки напряжения питания 1 год не задано (приведено ориентировочное значение: 1000 кратковременных посадок в год)
Краткие прерывания 1 год не задано (приведено ориентировочное значение: несколько сотен кратковременных прерываний в год)
Длительные прерывания 1 год не задано (приведено ориентировочное значение: 50 длительныхпрерываний в год)
Кратковременные перенапряжения 1 год не задано
Напряжение питания
несимметрия
95% времени в течение
одной недели
< 2 %
Гармоническое напряжение 95% времени в течение
одной недели
THD < 8 %
Сигнальное напряжение сети 99% времени в течение
одних суток
9% при 100 Гц,
1% при 100 кГц
Анализ гармоник в трехфазной системе с автоматической проверкой предельного значения.
Анализ гармоник в трехфазной системе с автоматической проверкой предельного значения.
Открытый Lightbox

Для определения источника нежелательных гармонических составляющих не требуется измерять коэффициент мощности отдельных нагрузок. Функции автоматических измерений осциллографа включают активную и реактивную мощность, а также непосредственное измерение коэффициента мощности.

Измерение коэффициента мощности электронной нагрузки с использованием функций автоматических измерений.
Измерение коэффициента мощности электронной нагрузки с использованием функций автоматических измерений.
Открытый Lightbox

Перебои в подаче напряжения, кратковременные импульсные помехи или изменения напряжения

Перебои в подаче напряжения и кратковременные импульсные помехи легко обнаруживаются с использованием запуска по длительности импульса. Измеренная длительность импульса сравнивается с определенным предельным значением времени, чтобы обнаружить импульсы короче или длиннее заданного интервала времени. С помощью опции архива и сегментированной памяти R&S®RTH-K15 пользователи могут регистрировать и собирать нежелательные события в течение длительного периода времени, а затем анализировать их. Благодаря отметкам времени, автоматически сохраняемым для каждого цикла сбора данных, пользователи могут легко определять корреляцию между отказами электрической сети и другими событиями в сети распределения электроэнергии, чтобы обнаруживать источники проблем.

Специальные функции запуска, например запуск по длительности импульса, позволяют обнаруживать нежелательные события, такие как кратковременные посадки напряжения питания.
Специальные функции запуска, например запуск по длительности импульса, позволяют обнаруживать нежелательные события, такие как кратковременные посадки напряжения питания.
Открытый Lightbox

Изменения напряжения эффективно контролируются с использованием режима журнала. До четырех результатов автоматических измерений осциллографа автоматически регистрируются в течение 23 суток. Можно легко обнаружить изменения напряжения, частоты или любых других связанных результатов измерений в течение часа, суток или недели.

Заключение

Для проверки качества электроэнергии и поиска и устранения проблем в электрических установках требуется выполнять ряд различных измерений. Благодаря восьми испытательным приборам в одном прочном устройстве с батарейным питанием портативный цифровой осциллограф R&S®RTH представляет собой универсальное и эффективное решение для этой сферы применения. Встроенные функции включают автоматические измерения коэффициента мощности и напряжения, а также регистрацию для выявления перемежающихся и долговременных изменений напряжения. Кратковременные посадки напряжения можно регистрировать с помощью расширенных возможностей запуска (например, по длительности импульса) в сочетании с опцией архива R&S®RTH-K15. Программная опция R&S®RTH-K34 предназначена для автоматического анализа гармоник. Изменения напряжения эффективно контролируются с использованием режима журнала. До четырех результатов автоматических измерений осциллографа автоматически регистрируются в течение до 23 суток.Можно легко обнаружить изменения напряжения, частоты или любых других связанных результатов измерений в течение часа, суток или недели.