3상 및 다상 시스템에서 정밀 전력 측정

목표

측정 기기와 DUT 간의 연결 방식은 매우 복잡하고 다양합니다. 특히 모터 테스트에서는 중성선 연결이 없거나 중성 측정점을 확보할 수 없는 경우가 흔하며, 이러한 시스템을 분석하는 것은 어려운 일입니다. 중성점이 확보되지 않은 상태에서는 신뢰성 있는 다상 전력 분석을 수행하기가 매우 어렵습니다.

로데슈바르즈 솔루션

ZES ZIMMER LMG600 전력 분석기는 복잡한 다상 시스템을 정밀하고 신속하게 분석합니다. L6-OPT-SDC 스타-델타 변환 옵션은 중성선 연결이 없는 시스템의 특성 평가를 지원하며, 내장된 표준 배선 세팅(2와트미터, 스타 및 직접 연결)을 통해 수동 설정 과정이 생략되므로 개발 기간을 단축할 수 있습니다.

ZES ZIMMER LMG600 전력 분석기는 유연한 배선 지원 외에도, 고성능 동기화 기능을 제공하여 측정 오차를 해결합니다. 회로 시간 지연을 4 ns 미만으로 줄이고 물리적 채널 위치 차이를 보상함으로써 모든 상에 걸쳐 완벽한 타이밍 정밀도를 제공합니다.

ZES ZIMMER LMG600 전력 분석기는 복잡한 워크플로우를 더욱 단순화하기 위해 유연한 채널 그룹화 기능을 제공합니다. 사용자는 채널을 동적으로 그룹화하여 일관된 설정을 적용하고 원하는 이름을 지정할 수 있어, 하드웨어를 애플리케이션에 완벽하게 적응시키고 검증 시간을 단축할 수 있습니다.

ZES ZIMMER LMG600 전력 분석기는 설정의 복잡성이나 하드웨어의 제약에 관계없이, 고객에게 필요한 특정 정밀도 수준에 맞춰 최적화된 고정밀 측정 솔루션을 구현합니다.

3상 시스템을 위한 다양한 측정 셋업

델타 결선은 3선으로 구성되고 중성 측정점이 없는 시스템(3상 모터, 견인 인버터, 산업용 오븐 및 HVAC 송전선)을 위해 설계되었습니다. 이 방법은 3상 전력에 완벽히 대응합니다. 상(phase)당 전력을 계산할 때에는 스타-델타 변환이 필수적입니다. ZES ZIMMER LMG600 시리즈는 균형을 이룬 고전력 부하에서 정밀한 측정이 가능하도록 입력단에 높은 CMRR(공통 모드 제거비)를 갖추고 있습니다.

직접 연결 또는 스타 구성을 이용하면 4선 시스템에서 중성선 또는 접지를 기준으로 상 전압을 측정합니다. 직접 연결과 달리, 스타 구성은

시스템의 수학적 변환 과정이 포함됩니다. 두 방법 모두 배전 인프라 및 변압기 특성 분석 시 중요하게 활용됩니다. 직접 연결은 6상, 9상, 12상 시스템으로 변형 적용이 가능한 확장형 방식으로, 이를 통해 고전력 애플리케이션 전반에서 일관된 모니터링을 수행할 수 있습니다.

또한 2와트미터법(Aron 회로)은 120° 위상차를 갖는 대칭 3상 시스템의 유효 전력 측정을 최적화합니다. 2개 측정값을 3상 전압으로 변환하는 방식은 전력 채널 수가 제한적이거나 고정밀 분석이 필요하지 않은 경우에 효율적인 솔루션을 제공합니다(그림 1 참조).

다상 분석을 위한 고성능 소프트웨어

LMG600 시리즈 소프트웨어는 복잡한 다상 측정 시 발생하는 타이밍 오차를 완벽히 해결하도록 설계되었습니다. 시스템은 측정 경로 및 채널을 동기화합니다. 따라서 수집된 모든 데이터가 완벽히 동일한 시점에 대응하므로 물리적 지연으로 인한 측정 정밀도의 저하 현상이 방지됩니다.

측정 정밀도 확보를 위해 시스템은 특히 위상각 및 역률 오차 보정에 집중합니다. 전압 및 전류 경로는 서로 다른 회로 시간 지연을 갖는 경우가 많은데, LMG600

시리즈는 이 지연 차이를 4 ns 미만으로 줄여 줍니다. 즉, 동기화 기술을 통해 내부 경로 길이 차이로 인한 측정 결과의 왜곡 위험을 해결합니다.

또한 소프트웨어는 전력 채널의 물리적 배치 위치로 인해 발생하는 지연 시간까지 자동으로 보상합니다. 이와 같은 하드웨어 수준의 타이밍 차이를 적절히 반영함으로써 사용 중인 모든 채널에 걸쳐 시스템 정밀도를 높여줍니다.

아울러 소프트웨어는 3선 측정 방식을 한층 간소화합니다. 스타-델타 변환과 같이, 기본 탑재된 수학적 변환을 통해 다양한 배선 구성을 등가 회로로 변환하여 전력 품질 분석 시 일관된 결과를 유지합니다.

다상 애플리케이션을 위한 유연한 채널 그룹화

LMG600 시리즈는 동일한 유형의 연속된 채널들을 동적으로 그룹화하여 전체 시스템에 걸쳐 일관된 구성을 적용할 수 있습니다. 채널 그룹화를 활용하면 필터, 고조파 연산 설정, 동기화 소스 등의 사양을 일괄 적용할 수 있어 반복적인 수동 설정 절차를 생략할 수 있습니다.

각 그룹은 프로젝트별 특정 요구사항에 맞게 세부적으로 설정할 수 있어 워크플로우가 최적화됩니다. 채널 배치를 유연하고 신속하게 조정할 수 있으므로 하드웨어로 인해 애플리케이션이 제한되지 않고 하드웨어를 애플리케이션에 맞게 운용할 수 있습니다.

또한 그룹별로 원하는 이름을 지정할 수 있어 구성의 명확성을 높이고 설정 오차를 줄이며, 복잡한 다상 구성을 더욱 손쉽게 관리할 수 있습니다.

애플리케이션

정확한 결과를 얻으려면 소프트웨어 설정과 물리적 배선이 일치해야 합니다. 자세한 안내는 LMG600 설정 예를 참조하십시오.

3채널 측정

스타 배선

시스템 중성선에 접근할 수 있는 경우 스타 배선을 사용하는 것이 좋습니다.

1. 그림 3에 표시된 것과 같이 시스템을 배선합니다.
2. Group Setup으로 이동합니다.
3. Grouping을 선택합니다.
4. Grouping 버튼을 클릭하여 Grouping Editor를 엽니다.
5. 수평 화살표를 두 번 클릭하여 물리적으로 연결된 세 채널을 병합합니다.
6. 기본 이름을 클릭하여 전력 변환 단계에 맞는 그룹 이름을 지정합니다.
7. 해당 그룹 탭으로 이동합니다.
8. 배선 부분을 길게 눌러 “U⅄I⅄“를 선택합니다.

직접 배선

별도의 변환이 필요하지 않은 경우 직접 배선을 선택합니다.

1. 그림 5에 표시된 것과 같이 시스템을 배선합니다.
2. Group Setup으로 이동합니다.
3. Grouping을 선택합니다.
4. Grouping 버튼을 클릭하여 Grouping Editor를 엽니다.
5. 수평 화살표를 두 번 클릭하여 물리적으로 연결된 세 채널을 병합합니다.
6. 기본 이름을 클릭하여 전력 변환 단계에 맞는 그룹 이름을 지정합니다.
7. 해당 그룹 탭으로 이동합니다.
8. 배선 부분을 길게 눌러 “Direct”를 선택합니다.

델타 배선

중성선 연결을 사용할 수 없는 경우 보통은 델타 배선이 가장 적합합니다.

1. 그림 7에 표시된 것과 같이 시스템을 배선합니다.
2. Group Setup으로 이동합니다.
3. Grouping을 선택합니다.
4. Grouping 버튼을 클릭하여 Grouping Editor를 엽니다.
5. 수평 화살표를 두 번 클릭하여 물리적으로 연결된 세 채널을 병합합니다.
6. 기본 이름을 클릭하여 전력 변환 단계에 맞는 그룹 이름을 지정합니다.

2채널 측정

2와트미터법

고정밀도보다 채널 사용량을 최소화하는 것이 더 중요한 경우 2와트미터(Aron) 방식이 유리합니다.

1. 그림 9에 표시된 것과 같이 시스템을 배선합니다.
2. Group Setup으로 이동합니다.
3. Grouping을 선택합니다.
4. Grouping 버튼을 클릭하여 Grouping Editor를 엽니다.
5. 수평 화살표를 한 번 클릭하여 물리적으로 연결된 두 채널을 병합합니다.
6. 기본 이름을 클릭하여 전력 변환 단계에 맞는 그룹 이름을 지정합니다.
7. 해당 그룹 탭으로 이동합니다.
8. 배선 부분을 길게 눌러 “Aron”을 선택합니다.

배선 예시 개요

요약

복잡한 다상 시스템을 테스트하려면 측정의 신뢰성을 위해 절대적인 타이밍 정밀도와 유연한 하드웨어 구성이 필요합니다. LMG600 시리즈는 통합 배선 방식과 고급 동기화 소프트웨어를 통해 다상 아키텍처 분석을 가속화하는 고정밀 첨단 솔루션을 제공하며, 이를 통해 개발 시간을 단축하고 왜곡 없는 유효한 결과를 보장합니다.