長(zhǎng)期的網(wǎng)絡(luò)過(guò)電壓事件對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)施的影響

介紹

一家與汽車(chē)相關(guān)的工廠曾多次抱怨過(guò)電壓保護(hù)跳閘和一些生產(chǎn)大廳停電。為了找出故障原因并定位故障，在低壓側(cè)的生產(chǎn)機(jī)器上進(jìn)行了電能質(zhì)量測(cè)量。測(cè)量和分析使用了三相網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量分析儀Mavowatt 270。

首先，對(duì)工廠的主配電柜進(jìn)行了測(cè)量，并記錄了頻繁的停電投訴。之后，在7天的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了電能質(zhì)量測(cè)量。

分析測(cè)試數(shù)據(jù)

對(duì)電氣柜的測(cè)量表明，電壓值在極限值（Un+10%）振蕩。在某一點(diǎn)上，電壓突然升高，然后是短期電壓中斷，然后是持續(xù)一個(gè)多小時(shí)的電壓升高。

圖1：使用DV7軟件查看三相電壓波形

圖2：超過(guò)電壓上限UN+10%

對(duì)圖表的詳細(xì)分析表明，在05:59 A.m.時(shí)，電壓從值（Un+9%）增加到值（Un+30.4%），在06:04:52，25 A.m.時(shí)達(dá)到該值，然后發(fā)生電壓中斷。瞬態(tài)過(guò)程如圖4所示。

圖3顯示了超過(guò)電壓上限值的事件。記錄趨勢(shì)和數(shù)值。

圖3：超過(guò)電壓上限值的時(shí)間（UN+10）

圖4：電壓中斷和回復(fù)的暫態(tài)過(guò)程

在06:08:27，20 a.m.電壓重新建立（Un+31.7%），如圖2所示。如此高的電壓值持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)令人無(wú)法接受。Mavowatt在早上7點(diǎn)41分記錄了這些高值。

維修電工也記錄了過(guò)高的電壓值。變壓器開(kāi)始震動(dòng)，發(fā)出奇怪的聲音。在這起事件中，生產(chǎn)工廠的工作機(jī)器和電氣設(shè)備受到明顯損壞。數(shù)控機(jī)床、壓縮機(jī)、補(bǔ)償裝置上的電容電池等的電源損壞。

在電壓恢復(fù)后，在可能的情況下，電廠中的各條線路相繼連接到電源。在一些線路上，由于保護(hù)裝置損壞，無(wú)法恢復(fù)供電。

在發(fā)生此類(lèi)事件后，決定安裝第二臺(tái)網(wǎng)絡(luò)電能質(zhì)量分析儀，用于監(jiān)測(cè)10 kV開(kāi)關(guān)站的電壓狀態(tài)，以便記錄未來(lái)數(shù)小時(shí)/數(shù)天內(nèi)可能發(fā)生的不良事件，并協(xié)助確定事件原因。

在低壓側(cè)（機(jī)器電源）和高壓側(cè)（10kV開(kāi)關(guān)站）同時(shí)進(jìn)行了兩次測(cè)量。

01、低壓側(cè)的測(cè)量

圖5、6、7顯示了此事件后的平均、最大和最小電壓值。所有值均在數(shù)值范圍內(nèi)（Un±10%）。因此，在此測(cè)量期間未記錄到電壓驟降或過(guò)電壓。

02、在10KV測(cè)的測(cè)量

圖8顯示了平均10kV電壓值。所有值都在范圍內(nèi)（Un±10%）。此外，最小和最大電壓值保持在相同的限制范圍內(nèi)。10kV開(kāi)關(guān)站未記錄電壓驟降或過(guò)電壓。

圖5：事件后低壓側(cè)的平均值

圖6：事件后低壓側(cè)的最大電壓值

圖7：事件后低壓側(cè)的最小電壓值

圖8：事件后10KV開(kāi)關(guān)站的平均電壓值

結(jié)論

該分析包含了3種電能質(zhì)量測(cè)量

網(wǎng)絡(luò)過(guò)電壓發(fā)生前和發(fā)生時(shí)對(duì)電柜的測(cè)量

發(fā)生網(wǎng)絡(luò)過(guò)電壓后對(duì)電柜的測(cè)量

電網(wǎng)過(guò)電壓事件后10千伏開(kāi)關(guān)站的測(cè)量。

在這些測(cè)量過(guò)程中，出現(xiàn)了一個(gè)不良事件，即網(wǎng)絡(luò)電壓升高至數(shù)值（Un+31.7%），持續(xù)時(shí)間超過(guò)兩小時(shí)。在這起事件中，生產(chǎn)機(jī)器和電氣設(shè)備出現(xiàn)了登記的損壞和/或故障。

過(guò)載會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的使用壽命縮短！

考慮到過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間超過(guò)2小時(shí)，有理由懷疑電廠的某些部分，特別是電力變壓器，暴露在長(zhǎng)期過(guò)電壓下。這最終會(huì)縮短這些設(shè)備部件的使用壽命。

建議工廠經(jīng)理盡快將不良事件的發(fā)生情況通知電力供應(yīng)商和分銷(xiāo)商，并確定事件的原因和責(zé)任。

對(duì)所發(fā)生的損害的評(píng)估以及可能對(duì)分銷(xiāo)商和電力供應(yīng)商提出的索賠的準(zhǔn)備工作不屬于本分析的主題。

建議購(gòu)買(mǎi)安裝電能質(zhì)量連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器。在PQ的監(jiān)控過(guò)程中，可以全面了解網(wǎng)絡(luò)中的所有事件。這使得識(shí)別和糾正類(lèi)似事件和其他不良事件的原因變得更加容易。
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