11.3.7 Spectrum analyzer dan harmonis

analisis

Instrumen dalam kategori gangguan analyzer telah sangat terbatas

kemampuan analisis harmonik. Beberapa analisa yang lebih kuat

telah add-on modul yang dapat digunakan untuk menghitung Fourier cepat

transform (FFT) perhitungan untuk menentukan harmonik yang lebih rendah-order.

Namun, persyaratan pengukuran harmonik signifikan akan

menuntut sebuah alat yang dirancang untuk analisis spektral atau harmonik

analisis. kemampuan Penting untuk pengukuran harmonik berguna

memasukkan

Kemampuan untuk mengukur kedua tegangan dan arus secara bersamaan sehingga

bahwa informasi aliran daya harmonik dapat diperoleh .

■ Kemampuan untuk mengukur baik magnitudo dan sudut fase individu

komponen harmonik ( juga diperlukan untuk perhitungan aliran daya ) .

■ Sinkronisasi dan sampling rate cukup cepat untuk memperoleh akurat

pengukuran komponen harmonik sampai setidaknya harmonik ke-37

( Persyaratan ini merupakan kombinasi dari tingkat tinggi sampling dan

interval pengambilan sampel yang didasarkan pada 60 - Hz fundamental) .

■ Kemampuan untuk mengkarakterisasi sifat statistik distorsi harmonik

level ( tingkat harmonik berubah dengan kondisi beban yang berubah

dan perubahan kondisi sistem ) .

Pada dasarnya ada tiga kategori dari instrumen untuk mempertimbangkan untuk

analisis harmonik :

1 . Meter Simple . Mungkin kadang-kadang diperlukan untuk membuat cepat

memeriksa tingkat harmonik di lokasi masalah . Sederhana , portable

meter untuk tujuan ini sangat ideal . Sekarang ada beberapa genggam

instrumen jenis ini di pasaran . Setiap instrumen memiliki kelebihan

dan kerugian dalam operasi dan desain . Perangkat ini

umumnya menggunakan sirkuit berbasis mikroprosesor untuk melakukan yang diperlukan

perhitungan untuk menentukan harmonik seseorang sampai harmonik ke-50 ,

serta rms , THD , dan faktor pengaruh telepon

( TIF ) . Beberapa dari perangkat ini dapat menghitung kekuatan harmonik ( besaran

dan sudut ) dan dapat mengupload bentuk gelombang yang disimpan dan dihitung

data ke komputer pribadi .

2 . Analisa spektrum tujuan umum . Instrumen dalam kategori ini

dirancang untuk melakukan analisis spektrum pada bentuk gelombang untuk

memasukkan

berbagai aplikasi. Mereka adalah instrumen analisis sinyal umum.

Keuntungan dari instrumen ini adalah bahwa mereka memiliki sangat kuat

kemampuan untuk harga yang wajar karena mereka dirancang untuk

pasar yang lebih luas dari sekedar aplikasi sistem tenaga listrik. Kelemahannya

adalah bahwa mereka tidak dirancang khusus untuk frekuensi daya sampel

bentuk gelombang dan, karena itu, harus digunakan dengan hati-hati untuk menjamin

analisis harmonik akurat. Ada berbagai macam instrumen dalam

kategori ini.

3. Tujuan khusus sistem tenaga analisis harmonik. Selain

analisa spektrum tujuan umum yang baru saja dijelaskan, ada juga

sejumlah instrumen dan perangkat yang telah dirancang khusus

untuk sistem daya analisis harmonik. ini didasarkan pada FFT

dengan tingkat sampling yang khusus dirancang untuk menentukan harmonik

komponen dalam sinyal listrik Mereka umumnya dapat dibiarkan di lapangan dan.

termasuk kemampuan komunikasi untuk pemantauan jarak jauh.

11.3.8 Kombinasi gangguan dan

analisis harmonik

Instrumen terbaru menggabungkan sampel harmonik dan energi

pemantauan fungsi dengan fungsi monitoring gangguan lengkap

juga. Output grafis berbasis , dan data jarak jauh

dikumpulkan melalui saluran telepon ke database pusat . Analisis statistik

kemudian dapat dilakukan pada data . Data juga tersedia untuk input

dan manipulasi ke program lain seperti spreadsheet dan lainnya

prosesor output grafis .

Salah satu contoh instrumen seperti ditunjukkan pada Gambar . 11.13 . Ini

instrumen dirancang untuk kedua utilitas dan pengguna akhir aplikasi , yang

dipasang dalam kandang yang cocok untuk pemasangan di luar ruangan pada utilitas

kutub . Ini monitor tiga fase tegangan dan arus (plus netral )

secara bersamaan , yang sangat penting untuk mendiagnosis kualitas daya

masalah. Instrumen menangkap data mentah dan menyimpan data dalam

penyimpanan internal untuk remote download analisis Off-line dilakukan .

dengan perangkat lunak kuat yang dapat menghasilkan berbagai keluaran seperti

yang ditunjukkan pada Gambar . 11.14 . Grafik atas menunjukkan hasil yang khas untuk tegangan

sag . Kedua variasi rms untuk pertama 0,8 s dan gelombang aktual

untuk pertama 175 ms ditampilkan . Grafik tengah menunjukkan khas

Gelombang kesalahan capture dari operasi - kapasitor switching. Bagian bawah

grafik menunjukkan kemampuan untuk melaporkan harmonik dari terdistorsi

gelombang . Baik gelombang aktual dan spektrum harmonik dapat

diperoleh .

Perangkat lain ditunjukkan pada Gambar. 11,15. Ini adalah monitoring kualitas daya

sistem yang dirancang untuk rekening utilitas kunci. Ini monitor tiga fase

tegangan dan memiliki kemampuan untuk menangkap gangguan dan insinyur halaman powerquality. Para insinyur kemudian dapat memanggil dan mendengar pesan suara

menggambarkan acara tersebut. Ini memiliki memori untuk lebih dari 30 peristiwa.

Jadi, sementara hanya beberapa tahun yang lalu monitoring kualitas daya adalah

fitur yang jarang ditemukan dalam instrumen, hal ini menjadi jauh lebih

lumrah dalam peralatan yang tersedia secara komersial.

11.3.9 Flicker meter *

Selama bertahun-tahun , banyak metode yang berbeda untuk mengukur flicker telah

dikembangkan . Metode ini berkisar dari menggunakan rms meter yang sangat sederhana

dengan kurva flicker untuk menguraikan flicker meter yang menggunakan filter persis disetel

dan analisis statistik untuk mengevaluasi tingkat tegangan flicker . Ini

bagian membahas berbagai metode yang tersedia untuk mengukur flicker .

Standar Flicker . Meskipun Amerika Serikat saat ini tidak memiliki

standar untuk pengukuran flicker , ada IEEE standar yang

alamat flicker . IEEE Standar 141-19936 519-19927 dan keduanya mengandung

kurva flicker yang telah digunakan sebagai panduan untuk utilitas untuk mengevaluasi

keparahan flicker dalam sistem mereka . Kedua kurva flicker , dari

Standar 141 dan 519 , yang ditunjukkan pada Gambar. 11,16 .

Di negara lain , metodologi standar untuk mengukur flicker memiliki

telah didirikan . IEC flicker meteran adalah standar untuk mengukur

berkedip di Eropa dan negara-negara lain yang saat ini mengadopsi standar IEC .

Metode IEC untuk pengukuran flicker, didefinisikan dalam IEC

Standard 61000-4-158 (sebelumnya IEC 868 ) , adalah sangat komprehensif

pendekatan berkedip pengukuran dan selanjutnya diuraikan dalam " Flicker

Teknik Pengukuran " di bawah ini . Baru-baru ini , IEEE telah

bekerja menuju adopsi dari IEC standar pemantauan flicker dengan

kurva tambahan untuk menjelaskan perbedaan antara 230 - V dan

Sistem 120 - V .

Teknik pengukuran Flicker

Grafik RMS Strip . Secara historis , flicker telah diukur dengan menggunakan rms

meter , beban siklus , dan kurva flicker . Jika penyimpangan rms tiba-tiba tegangan

terjadi dengan frekuensi yang ditentukan melebihi nilai-nilai yang ditemukan di

kurva flicker , seperti yang ditunjukkan pada Gambar . 11.16 , sistem ini dikatakan

telah mengalami flicker . Sebuah grafik sampel variasi tegangan rms adalah

ditunjukkan pada Gambar . 11.17 mana penyimpangan tegangan besar sampai 9.0 V rms ( ? V / V

? ± 8,0 persen pada basis 120 - V ) ditemukan . Setelah membandingkan ini untuk

kurva flicker pada Gambar . 11.16 , feeder akan mengalami flicker ,

terlepas dari siklus tugas dari beban menghasilkan flicker , karena

Total setiap perubahan mendadak dalam tegangan lebih besar dari 7,0 V rms hasil

flicker pantas , terlepas dari frekuensi . Keuntungan

metode seperti ini adalah bahwa hal itu cukup sederhana di alam dan data rms

diperlukan agak mudah untuk mendapatkan . Kerugian yang jelas untuk itu

metode akan kurangnya akurasi dan ketidakmampuan untuk mendapatkan yang tepat

isi frekuensi flicker tersebut .

Transformasi Fourier cepat . Metode lain yang telah digunakan untuk mengukur

flicker adalah untuk mengambil sampel baku dari bentuk gelombang tegangan aktual dan menerapkan Transformasi Fourier cepat pada sinyal didemodulasi ( flicker

sinyal saja) untuk mengekstrak berbagai frekuensi dan besaran ditemukan di

data . Data-data ini kemudian akan dibandingkan dengan kurva flicker . Meskipun

mirip dengan menggunakan grafik jalur rms , metode ini lebih akurat mengkuantifikasi

data yang diukur karena besarnya dan frekuensi

flicker dikenal . Kelemahan untuk menerapkan metode ini dikaitkan

dengan mengukur tingkat flicker ketika beban flicker - memproduksi

berisi beberapa sinyal flicker . Beberapa instrumen mengkompensasi hal ini

dengan melaporkan hanya frekuensi dominan dan membuang sisanya .

Flicker meter . Karena kompleksitas mengukur tingkat flicker

yang didasarkan pada persepsi manusia , yang paling komprehensif

pendekatan untuk mengukur flicker adalah dengan menggunakan flicker meter . Argometer flicker

pada dasarnya adalah sebuah perangkat yang demodulates sinyal flicker , bobot itu

menurut didirikan " kurva flicker , " dan melakukan statistik

analisis terhadap data yang diproses .

Umumnya , meter ini dapat dibagi menjadi tiga bagian . Dalam

Bagian pertama gelombang masukan didemodulasi , sehingga menghilangkan

sinyal pembawa . Sebagai hasil dari demodulator , dc offset dan frekuensi yang lebih tinggi

istilah ( sidebands ) yang dihasilkan. menghilangkan bagian kedua

istilah-istilah yang tidak diinginkan menggunakan filter , sehingga hanya menyisakan modulasi yang

( Flicker ) sinyal yang tersisa . Bagian kedua juga terdiri dari filter

berat bahwa sinyal modulasi sesuai dengan meteran khusus

spesifikasi . Bagian terakhir biasanya terdiri dari analisis statistik

dari flicker diukur .

Metode yang paling mapan untuk melakukan hal ini dijelaskan dalam IEC

Standar 61000-4-15.8 The IEC flicker meter terdiri dari lima blok ,

yang ditunjukkan pada Gambar . 11,18 .

Block 1 adalah adapter tegangan input yang skala masukan setengah siklus

nilai rms ke tingkat referensi internal . Hal ini memungkinkan pengukuran flicker

harus dibuat berdasarkan rasio persen daripada tergantung

pada tingkat tegangan pembawa input.

Blok 2 hanyalah sebuah demodulator mengkuadratkan bahwa kotak input ke

memisahkan fluktuasi tegangan ( modulasi sinyal ) dari utama

sinyal tegangan ( sinyal pembawa ) , sehingga simulasi perilaku

lampu pijar .

Blok 3 terdiri dari beberapa filter yang berfungsi untuk menyaring yang tidak diinginkan

frekuensi yang dihasilkan dari demodulator dan juga untuk berat

sinyal input sesuai dengan lampu pijar respon mata - otak .

Fungsi transfer dasar untuk filter pembobotan adalah

( Lihat IEC Standard 61000-4-15 untuk deskripsi variabel yang digunakan

di atas . )

Blok 4 terdiri dari mengkuadratkan multiplier dan geser rata-rata filter. The

sinyal tegangan kuadrat untuk mensimulasikan respon mata - otak nonlinear ,

sedangkan geser rata-rata saringan berarti sinyal untuk mensimulasikan jangka pendek yang

efek penyimpanan otak Output dari blok ini dianggap .

menjadi tingkat flicker sesaat . Sebuah level 1 pada output ini

blok sesuai dengan flicker jelas .

Blok 5 terdiri dari analisis statistik dari flicker sesaat

level. Output dari blok 4 dibagi ke dalam kelas yang sesuai , sehingga menciptakan

histogram . Sebuah fungsi kepadatan probabilitas dibuat berdasarkan

masing-masing kelas , dan dari fungsi distribusi kumulatif dapat

terbentuk .

Evaluasi tingkat Flicker dapat dibagi menjadi dua kategori , jangka pendek

dan evaluasi jangka pendek jangka panjang . keparahan flicker PST adalah

berdasarkan periode pengamatan 10 menit . Periode ini didasarkan pada

menilai gangguan dengan siklus pendek atau mereka yang menghasilkan

fluktuasi terus menerus PST dapat ditemukan dengan menggunakan persamaan .

persamaan

dimana persentase P0.1, P1S, P3s, P10s, dan P50s adalah tingkat flicker

yang melebihi 0,1, 1,0, 3,0, 10,0, dan 50,0 persen dari waktu,

masing-masing. Nilai-nilai ini diambil dari distribusi kumulatif

kurva dibahas sebelumnya. Sebuah PST dari 1,0 pada output dari blok 5 mewakili

yang diterima (atau pemarah) batas flicker.

Untuk kasus-kasus di mana siklus panjang atau variabel, seperti dalam tungku busur,

atau gangguan pada sistem yang disebabkan oleh beberapa beban

beroperasi secara bersamaan, kebutuhan untuk penilaian jangka panjang

keparahan flicker muncul. Oleh karena itu, jangka panjang keparahan flicker PLT adalah

berasal dari PST menggunakan persamaan

pers & Gambardi mana N adalah jumlah pembacaan PST dan ditentukan oleh tugas

siklus beban flicker-memproduksi. Tujuannya adalah untuk menangkap salah satu tugas

siklus beban berfluktuasi. Jika siklus tidak diketahui, yang direkomendasikan

jumlah pembacaan PST adalah 12 (2-h window pengukuran).

Keuntungan dari menggunakan kuantitas tunggal, seperti PST, untuk mengkarakterisasi

flicker adalah bahwa ia menyediakan dasar untuk melaksanakan kontrak dan

menggambarkan tingkat flicker dengan cara yang lebih sederhana. Gambar 11.19 mengilustrasikan

tingkat PST diukur pada PCC dengan tanur selama periode a24-h. Siklus mencair ketika tungku itu beroperasi dapat

jelas diidentifikasi oleh tingkat Pst tinggi. Catatan bahwa tingkat PST lebih besar

dari 1,0 biasanya dianggap sebagai tingkat yang mungkin mengakibatkan pelanggan

menyadari lampu berkedip-kedip.

11.3.10 kualitas daya Cerdas monitor

Semua instrumen pengukuran kualitas daya dijelaskan sebelumnya adalah

dirancang untuk mengumpulkan data kualitas daya . Beberapa instrumen dapat mengirim

data melalui jalur telekomunikasi ke lokasi pengolahan pusat untuk

analisis dan interpretasi Namun, salah satu fitur . umum di antara

instrumen ini adalah bahwa mereka tidak memiliki kemampuan untuk lokal

menganalisis, menafsirkan , dan menentukan apa yang terjadi dalam sistem kekuasaan .

Mereka hanya merekam dan mengirimkan data untuk postprocessing .

Karena kesimpulan dari proyek EPRI DPQ pada musim gugur tahun 1995, itu

menyadari bahwa monitor ini , bersama dengan praktek monitoring sebelumnya

dijelaskan , tidak memadai . Sebuah tren yang muncul dalam kualitas daya

praktek pemantauan adalah untuk mengumpulkan data , mengubahnya menjadi informasi yang berguna ,

dan disosialisasikan kepada pengguna . Semua proses ini berlangsung

dalam instrumen itu sendiri . Dengan demikian , generasi baru monitor kualitas daya

dikembangkan dengan sistem cerdas yang terintegrasi untuk memenuhi ini baru

Tantangan . Jenis monitor kualitas daya adalah daya yang cerdas

kualitas monitor dimana informasi secara langsung dibuat dalam

instrumen dan segera tersedia untuk para pengguna . Sebuah monitor kualitas smart power memungkinkan para insinyur untuk mengambil perlu atau sesuai

tindakan pada waktu yang tepat . Dengan demikian , bukan bertindak secara reaktif ,

insinyur akan bertindak dengan cara yang proaktif .

Satu monitor kualitas smart power seperti dikembangkan oleh Electrotek

Konsep , Dranetz - BMI , EPRI , dan Tennessee Valley Authority ( TVA )

(Gambar 11.20 ) . Sistem ini memiliki on-the -spot analisis data dengan cepat

penyebaran informasi melalui teknologi internet , e - mail , pager , dan

faks . Sistem ini terdiri dari akuisisi data , agregasi data , komunikasi ,

Visualisasi berbasis web , dan komponen manajemen perusahaan .

Akuisisi Data komponen ( DataNode ) dirancang untuk

mengukur tegangan sebenarnya sistem kekuasaan , arus , dan jumlah lainnya .

Agregasi data, komunikasi , visualisasi berbasis Web , dan

komponen manajemen perusahaan yang dilakukan oleh spesifik misi

Sistem komputer yang disebut InfoNode tersebut . Komunikasi antara

perangkat akuisisi data dan InfoNode yang dicapai melalui seri

RS-232/485/422 atau Ethernet komunikasi menggunakan standar industri

protokol ( UCA MMS dan Modbus ) . Satu atau lebih perangkat akuisisi data,

atau DataNodes , dapat dihubungkan ke InfoNode .

InfoNode memiliki firmware tersendiri yang mengatur fungsi secara keseluruhan

sistem monitoring . Bertindak sebagai database tujuan khusus

Manajer dan server Web Berbagai tujuan khusus . cerdas

sistem diimplementasikan dalam sistem komputer ini . Karena itu adalah

Server Web , setiap pengguna dengan konektivitas Internet dapat mengakses data

dan hasil analisis yang disimpan dalam sistem memori . Pemantauan

Sistem mendukung standar file transfer protocol ( FTP ) . Oleh karena itu,

database dapat diarsipkan secara manual melalui FTP dengan hanya menyalin database

untuk setiap komputer pribadi dengan konektivitas ke - spesifik misi

sistem komputer melalui jaringan atau modem . perangkat lunak berlisensi dapat

digunakan untuk arsip data dari sekelompok InfoNodes .