6.1 Introducción

En esta sección se proporciona una discusión sobre mediciones PQ que se pueden utilizar como mantenimiento predictivo de sistema de energía y equipos de la planta.

Fallos inesperados se pueden evitar, tanto en el equipo de producción y el sistema de potencia aparato cuandobásicos se añaden mediciones PQ a procedimientos de mantenimiento. Datos de las reclamaciones de seguros en el NFPA 70B indica que aproximadamente la mitad de los costos asociados con fallas eléctricas podrían prevenirse mediante un mantenimiento regular. Un estudio publicado en IEEE 493-1997 dice que un sistema mal mantenido puede atribuir el 49% de sus fracasos a la falta de mantenimiento.

Para determinar el costo de un fracaso, es útil considerar el costo de la pérdida de ingresos (margen bruto) debido al tiempo de inactividad, el costo de mano de obra para solucionar problemas, parches, limpiar, reparar y reiniciar, y el costo del equipo y los materiales dañados, incluyendo reparaciones , sustituciones y materiales desechados.

El mantenimiento predictivo de PQ se centra en un pequeño conjunto de mediciones que pueden predecir la distribución de energía o fallos de carga crítica. Al marcar la PQ en las cargas críticas, se puede ver el efecto del sistema eléctrico hasta la carga. 

El programa de inspección de mantenimiento predictivo debe incluir motores, generadores, bombas, A / C unidades, ventiladores, cajas de cambios, o enfriadores en el lugar.La estabilidad de la tensión, de alta definición, y los voltajes de desequilibrio son buenos indicadores de la carga y el sistema de distribución de la salud y pueden ser tomadas y registradas rápidamente con poca mano de obra incrementales.

Las mediciones de corriente pueden identificar cambios en la forma en que los parámetros de carga están cambiando.Todas estas medidas se pueden tomar sin detener las operaciones y los datos de medición pueden ser fácilmente introducidos en el programa informático de gestión de mantenimiento (CMMS) y se representan en el tiempo.Para cada punto de medición o pieza de equipo, se pueden establecer límites para desencadenar una acción correctiva. Se deben fijar límites muy por debajo del punto de fallo, y conforme pasa el tiempo límites pueden apretar o aflojar mediante el análisis de los datos históricos. Los límites apropiados dependen en cierta medida de la capacidad de las cargas a tratar con variación de la potencia. Sin embargo, para la mayoría de equipos, el equipo de mantenimiento puede idear un conjunto de defecto, límites de la casa basados ​​en estándares de la industria y experiencia. El costo de la energía trifásicaanalizadores y otras herramientas PQ es menor ahora que antes y mediciones discutidos en esta sección debe ser parte del programa de mantenimiento predictivo.

6.2 Normas de seguridad para equipos de prueba

6.2.1 Normas instrumento de prueba

IEC 61010 establece los requisitos internacionales de seguridad para baja tensión (1000 V o menos) equipos eléctricos de medida, control y uso en laboratorio.

El sistema de distribución de energía de baja tensión se divide en cuatro categorías, en base a la proximidad a la fuente de alimentación. Dentro de cada categoría están los listados de tensión-1000, 600, 300 V , etc. El concepto clave para entender es que se debe utilizar un medidor de relación de la categoría más alta, así como la edad más alta voltios, que podría estar trabajando. Por PQ solución de problemas, un medidor de relación de CAT IV- 600 Vsiempre se debe utilizar. Las calificaciones CAT deben marcarse cerca de las entradas de tensión del instrumento.IEC 61010 requiere una mayor protección contra los peligros de las sobretensiones transitorias. Los transitorios pueden causar un arco-sobre el interior de un medidor inadecuadamente protegidos. Cuando ese arco-over se produce en un entorno de alta energía, tal como un circuito alimentador de tres fases, el resultado puede ser una explosión de arco peligroso. Existe la posibilidad de daños graves al personal, así como daños al medidor. Además, al llevar a cabo mediciones PQ, el personal debe cumplir con los requisitos de las prácticas de trabajo relacionadas con la seguridad que figuran en la Sección 13 de la NFPA 70E y las normas promulgadas por OSHA (Código de Regulaciones Federales, Título 29, Subtítulo B, Sección XVII, subparte S párrafo 1910,331-1910,335) para las prácticas de trabajo relacionadas con seguridad. Además, las notas de aplicación del fabricante del instrumento y la información deben ser consultados cuando se hacen tales mediciones. Las cuatro categorías de equipos eléctricos de las mediciones se representan en la Figura. 18.

Los fabricantes pueden auto-certificar que cumplen con IEC 61010 especificaciones, pero hay dificultades obvias para el usuario final en la auto-certificación. Certificación por un laboratorio de pruebas independiente ofrece la garantía deque el medidor cumple con los requisitos de IEC. Antes de utilizar los instrumentos de prueba, busque un símbolo y número de lista de un laboratorio de pruebas independiente tal como UL, CSA, TUV, VDE, u otros.

HIGO. 18 IEC (61010) Categorías de seguridad de equipos eléctricos de uso mediciones. (Fluke Corporation)

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Categoría de sobretensión Resumen Descripción CAT IV trifásica en la conexión de servicios públicos, los conductores al aire libre (menos de 1.000 V) CAT distribución trifásico III (menores de 1000 V), incluyendo cargas de una sola fase cuadros de alumbrado y distribución comercial CAT receptáculo II monofásicos conectados CAT I electrónica

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TBL. 5 Prueba de Instrumentos aplicable para las mediciones PQ

6.2.2 Instrumentos para mediciones PQ

Monitoreo PQ requiere una variedad de instrumentos debido a las muchas medidas diferentes que se deben realizar. Una descripción general de los instrumentos de prueba se da en esto para hacer que el lector familiarizado con los instrumentos que se utilizan normalmente para las encuestas PQ y / o mediciones. Como un ejemplo, TBL. 5 se enumeran los instrumentos de prueba fabricados por Fluke Corporation, que son aplicables al tipo de mediciones discutidos en esta sección. Instrumentos similares están disponibles de otros fabricantes. Tenga en cuenta que un multímetro de verdadero valor eficaz,amperímetro , medidor de impedancia de tierra, y la línea de alimentación del monitor / analizador de equipos son absolutamente esenciales para la detección de alteraciones poder efectivo mínimo y análisis.

Es cierto - rms multímetros: Un multímetro digital de verdadero valor eficaz se utiliza para medir el voltaje y la continuidad.

Verdadero valor eficaz de pinza amperímetros : Una pinza de verdadero valor eficaz amperímetro se utiliza para asegurarse de MEA actual y analizar las ondas de corriente, sobre todo cuando se trata de formas de onda sinusoidales. Se recomienda debido a la facilidad de uso de ancho de banda y amplias características de los diseños de medidores basados ​​en transformadores.Existen varios tipos de amperímetros actualmente están disponibles, tales como la lectura directa e indirecta de lectura amperímetros .

probadores de impedancia de tierra: Un probador de impedancia de tierra es un instrumento multifuncional diseñado para detectar problemas de cableado y de tierra en sistemas de distribución eléctrica de baja tensión. Tales problemas pueden incluir: los errores de cableado, pantalones cortos neutro-tierra (NG) y reversiones, pantalones cortos planta IG, y pantalones cortos de impedancia neutros.

Algunos probadores están diseñados para su uso en 120 V sistemas monofásicos de corriente alterna, mientras que otros se pueden utilizar tanto en sistemas monofásicos y trifásicos de hasta 600 V AC.

Probador de tierra de la Tierra: Un probador de toma de tierra se utiliza para medir la impedancia de los electrodos de tierra. Las pruebas de resistencia de tierra deben llevarse a cabo con un instrumento método de caída de potencial. Pinza de instrumentos que no requieren los electrodos de tierra para ser aisladas del edificio puede ser utilizado con el entendimiento de que estos instrumentos no puede dar los más lecturas precisas de la impedancia de los electrodos de tierra.

Osciloscopio: Un osciloscopio se puede utilizar para detectar armónicos en un sistema eléctrico. También se puede utilizar para mediciones de ruido cuando se combina con un desacoplador línea. En este caso, la entrada está conectada a la tensión de interés con la ventaja correspondiente. Si una tensión por encima del rango del osciloscopio se ha de examinar, sondas con las redes de resistencia divisoras están disponibles para ampliar el rango del instrumento.

Espectro analizadores : Un analizador de espectro equipado con capacidades de medición adecuados se puede utilizar para medir armónicos, ruido eléctrico, y las desviaciones de frecuencia. Para usos especiales metros de armónicos o de baja frecuencia o espectro de banda ancha analizadores también se pueden utilizar para medir estos tensión y perturbaciones actuales.

Contadores estáticos: Contadores estáticos normalmente se utilizan para medir la EDS. Estos son dispositivos de mano.

Psicrómetro: un psicrómetro se utiliza para medir la temperatura y la humedad en el medio ambiente, aunque tales mediciones también se pueden hacer con dispositivos de control de potencia equipados con sondas especiales.

Medidor de campo: Un medidor de intensidad de campo equipado con una sonda especial se puede utilizar para medir la intensidad de campo eléctrico o magnético.

Los detectores de infrarrojo: detectores de infrarrojos pueden usarse para detectar el sobrecalentamiento de los transformadores, disyuntores, y otros aparatos eléctricos.

6.3 Pautas de Medición PQ

PQ cubre una amplia gama de temas, desde perturbaciones de tensión como caídas de tensión (caídas), se hincha, cortes y transitorios, a los armónicos de corriente, cableado de rendimiento y de puesta a tierra.Los síntomas de mala PQ incluyen subidas intermitentes de bloqueo y se reinicia, datos dañados, fallos en el equipo prematura, sobrecalentamiento de los componentes sin ninguna causa aparente, etc. El costo final es en el tiempo de inactividad, disminución de la productividad, y el personal frustrados. Esta nota de aplicación proporciona información sobre cómo solucionar problemas de PQ.También le da información sobre cómo empezar a arreglar esos problemas. Pero antes de agarrar ese metro, las siguientes notas de advertencia deben ser adheridos:

1. Medidas sugeridas sólo deben ser realizadas por personal cualificado que están capacitados para realizar estas mediciones de una manera segura, utilizando los procedimientos adecuados y las herramientas de prueba calificados para trabajar en circuitos de energía eléctrica.

2. Sobre la base de conocimiento de los autores, las soluciones recomendadas son compatibles con el NEC, pero en cualquier caso, no se debe violar la NFPA 70 (NEC), NFPA 70E y OSHA requisitos.

3. La información proporcionada en esta guía se cree que es exacta y actual, pero no es la intención de ser un sustituto para el conocimiento especializado y experiencia de los profesionales PQ profesionales.

Lo que esta guía de aplicación ofrece un kit de inicio, no la palabra final sobre el mantenimiento predictivo PQ.

HIGO. 19 simplificado sistema de distribución eléctrica, típico de instalaciones comerciales e industriales. (Fluke Corporation)

6.3.1 Preparación para la realización de mediciones

Para solucionar problemas de PQ, uno de los enfoques es comenzar lo más cercano a la carga problema como sea posible. La carga problema es la carga sensible, típicamente electrónica, que es de alguna manera un mal funcionamiento. Pobre PQ se sospecha, pero parte de su trabajo consiste en aislar PQ como causa de otras posibles causas (hardware, software?). Como cualquier detective, usted debe comenzar en la escena del crimen.Este enfoque de abajo hacia arriba se puede tomar un largo camino. Se basa en la utilización de un ojo agudo y en la adopción de algunas medidas básicas. Una alternativa es comenzar en la entrada de servicio, utilizando un monitor de tres fases, y trabajar de nuevo a la carga problema.Esto es muy útil si los problemas se originan con la utilidad. Sin embargo, encuesta tras encuesta ha llegado a la conclusión de que la gran mayoría de los problemas de PQ se originan en la instalación. De hecho, como regla general, PQ es el mejor en la entrada de servicio (conexión a la utilidad) y se deteriora a medida que mueve aguas abajo a través del sistema de distribución. Esto se debe a las cargas propias de la instalación están causando los problemas. Otro dato esclarecedor es que el 75% de los problemas de PQ están relacionados con problemas de cableado y conexión a tierra! Por esta razón, muchas autoridades PQ recomiendan que un flujo de problemas de disparo lógico es diagnosticar por primera vez la infraestructura eléctrica de la instalación, a continuación, si es necesario vigilar.

El procedimiento de solución de problemas de abajo hacia arriba está diseñado para ayudarle a hacer este trabajo de investigación.

1. Hacer un mapa: Obtener o crear un diagrama de una línea de corriente del sistema de distribución de energía.Es difícil de diagnosticar problemas de PQ sin tener un conocimiento práctico del sitio siendo investigado. Puede comenzar ubicando o reconstrucción de un diagrama de "as built" de una línea (o de tres líneas) del sistema de distribución (ver Fig. 19). La única línea identificará las fuentes de alimentación de CA y las cargas a las que sirven. Si usted trabaja en el lugar, el mapa podría ya existe en su cabeza, pero será una gran ayuda para todos, incluso a sí mismo, si es en papel. Si vas a venir a un sitio de trabajo por primera vez, conseguir una puesta al día de una línea significa la identificación de nuevas cargas u otros cambios recientes en el sistema. ¿Por qué ir a este esfuerzo? Los sistemas son dinámicos; cambian con el tiempo, a menudo de maneras imprevistas y al azar.Además, mientras que algunos problemas son de origen local y el efecto, hay muchos problemas que resultan de las interacciones entre una parte del sistema y otro. Su trabajo es entender estos iones interactúan sistema.Cuanto más completo de su documentación, el mejor de usted será. Es cierto, sin embargo, que los sitios que necesitan más ayuda son los que tienen menos probabilidades de tener un buen registro de lo que está pasando en su sistema. Así que la regla es sencilla, en este momento de la investigación, hacer lo mejor que pueda para conseguir una buena documentación, pero no contar con que es disponible.

2. Hacer un paseo alrededor del sitio. A veces una inspección visual le dará pistas inmediatas:

• Un transformador que es demasiado caliente

• El cableado o las conexiones decolorado del calor

• Los recipientes con tiras de extensión conectados en cadena de tiras extensión

• El cableado de señal que se ejecuta en las mismas bandejas de líneas de alta tensión

• Los bonos extra NG en subpaneles

• Conductores de tierra conectados a tubos que terminan en el aire. Como mínimo, se obtiene una idea de cómo está conectada la instalación y lo que las cargas típicas son

3. El personal de la entrevista afectada y mantener un registro de incidentes. Entrevistar a las personas que operan los equipos afectados. Obtendrá una descripción del problema y, a menudo a una pista inesperados.También es una buena práctica para mantener un registro de cuándo ocurren los problemas y cuáles son los síntomas. Esto es más importante para los problemas que son intermitente. El objetivo es encontrar un patrón que ayuda a correlacionar la aparición del problema de la carga de problema a un evento simultáneo en otro lugar.Lógicamente, este problema-registro es responsabilidad del operador más cerca de los equipos afectados.

4. Se muestra el sistema de distribución eléctrica típica para un edificio comercial o una instalación industrial ligero en la figura. 19 que se puede dividir en dos partes: (1) sistema de distribución y (2) cargas trifásicas. Vamos a empezar el mantenimiento predictivo de abajo hacia arriba, es decir, a partir del circuito de derivación y se mueve hasta el panel de servicio, transformador, y luego entrar en cargas trifásicas que se enumeran a continuación.

Receptáculo de redes de distribución Paneles de servicios de circuitos derivados Transformers El ruido eléctrico y transitorios de cargas protección trifásicos polifásicos motores de inducción AC de relámpago de iluminación TEA Comercial

6.3.2 Mediciones de potencia básicos

Las mediciones de potencia básicos para evaluar los problemas de PQ son las tensiones de fase, voltaje neutro a tierra, corrientes de fase, tensión y distorsión de la corriente, desequilibrio o desbalance de tensión, etc. Las mediciones de potencia básicos para PQ se enumeran en TBL. 6.

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TBL. 6

Medidas de potencia básicos para trifásico Wye Equipo Voltaje mediciones de fase-a-neutro tensiones GN Tensiones huecos de tensión de fase para contar el hundimiento armónicos de tensión de fase de voltaje THD medidas de corriente Corrientes de fase neutros desequilibrio de tensión de secuencia negativa, secuencia cero

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Buen nivel de tensión y la estabilidad son requisitos fundamentales para el funcionamiento del equipo fiable. Las siguientes condiciones de alimentación son indicativos de problemas de calidad eléctrica y deben controlarse.

Voltaje: Ejecución de las cargas a tensiones excesivamente altas o bajas provoca problemas de fiabilidad y fracasos. Compruebe que el voltaje de línea está dentro del 10% del valor nominal de la placa de identificación. Como las conexiones en el sistema de energía se deterioran, el aumento de la impedancia que se formen gotas de voltaje. cargas añadidas, especialmente los que tienen de entrada alta, también causarán caída de voltaje a través del tiempo. Las cargas más alejada de la entrada de servicio o un transformador mostrará la tensión más baja.

-Neutro a tierra de voltaje muestra cómo en gran medida que se carga el sistema de energía y ayuda a cuantificar las corrientes armónicas Triplen. tensión de neutro a tierra superior al 3% debe dar lugar a una mayor investigación.

Tensión recuento SAG: Tomar una sola lectura de voltaje es sólo una parte de la historia.

¿Cómo está cambiando el voltaje durante una hora y durante un día? Crecidas, caídas y transitorios son variaciones a corto plazo en el voltaje. El hueco de tensión (o inmersión) es la variedad más común y problemático.Caídas de tensión indican que un sistema está teniendo problemas para responder a los requisitos de carga y caídas significativas puede interrumpir la producción.caídas de tensión pueden causar restablece espurios en los equipos electrónicos tales como ordenadores o controladores, y el hundimiento en una fase pueden causar que los otros dos a más de compensar, lo que podría disparar el circuito. Sags tienen varias dimensiones: profundidad, duración y momento del día. Los servicios utilizan un índice especial para registrar el número de huecos que se producen durante un período de tiempo.Para medir la profundidad de las caídas de tensión que cuentan la frecuencia con la tensión cae por debajo de los umbrales diferentes. Las variaciones de los más largos y más grandes de tensión más probable es que el equipo no es susceptible a fallos de funcionamiento.

Por ejemplo, la curva de Información del Consejo de la Industria de Tecnologías (ITIC) especifica el equipo 120 V equipo debe ser capaz de correr, siempre y cuando la tensión no baja de 96 V durante más de 10 s o por debajo de 84 V durante más de 0,5 s.

Las mediciones de corriente que tendencia al alza son un indicador clave de un problema o la degradación de la carga: corriente. Mientras que el equipo está en funcionamiento, el seguimiento actual fase, neutro y tierra con el tiempo. Asegúrese de que ninguna de las corrientes están aumentando significativamente, verifique que estén a menos de su valor nominal, y mantener un ojo hacia fuera para alta corriente de neutro, lo que puede indicar armónicos y desequilibrio.

Desequilibrio de tensión: En un sistema trifásico, diferencias significativas en la tensión de fase indica un fallo del sistema o un defecto en una carga. Alta tensión de desequilibrio provoca cargas trifásicas al consumo excesivo de corriente y produce motores para entregar un par más bajo. Además, hace que el calentamiento del motor, por ejemplo, 3% en desequilibrio de tensión provoca un aumento de temperatura de 25 ° C. El voltaje de secuencia negativa (Vneg) y la tensión de secuencia cero (VZero) son una indicación de asimetría de tensión entre fases. Es deseable mantener Vneg a ser inferior a 2%. La tensión de secuencia negativa y tensión de secuencia cero también se conocen como V2 y V0, respectivamente.

Tensión HD: HD es una consecuencia normal de un sistema de alimentación eléctrica cargas electrónicas tales como computadoras, máquinas de oficina, bal electrónica de iluminación dura, y sistemas de control. Adición o eliminación de cargas del sistema cambia la cantidad de distorsión, por lo que es una buena idea revisar periódicamente los armónicos. Armónicos causan calentamiento y de vida reducida en los bobinados del motor, y transformadores de corriente de neutro excesiva, aumento de la susceptibilidad a los huecos de tensión, y la reducción de la eficiencia del transformador. Como los armónicos de corriente interactúan con la impedancia, se convierten en los armónicos de tensión. THD es una suma de las contribuciones de todos los armónicos. Mediante el seguimiento de THD de tensión con el tiempo se puede determinar si la distorsión está cambiando. La tensión de distorsión armónica (THD de tensión) de conformidad con el IEEE 519 debe ser inferior a 5%.

HIGO. 20 formas de onda de voltaje superior plana medido en un receptáculo. (Fluke Corporation)

6.3.3 Las mediciones realizadas en el receptáculo de un circuito derivado

Muchos de los problemas de PQ aparecen en el plano del circuito derivado. Hay una razón simple para esto: que es donde se encuentran la mayoría de las cargas sensibles.Es también el final de la línea del sistema de distribución eléctrica, y el lugar donde deficiencias no se pueden ocultar. Supongamos que usted ha sido llamado para resolver el problema. Usted ya ha hablado con las personas involucradas tener una idea aproximada de los síntomas (bloqueos intermitentes de equipos, se restablece o se bloquea, etc.) y tanto sentido del tiempo y la historia de los problemas que se puede obtener. Así que es hora de reunir pruebas contundentes: es el momento de tomar medidas. Nuestro objetivo principal con la solución de problemas a nivel receptáculo es para determinar si la tensión LN disponible es de la estabilidad y la amplitud suficiente para abastecer las necesidades de la carga (s).Realiza las siguientes mediciones.

Forma de onda: La forma de onda nos da información instantánea rápida. Una forma de onda ideal sería una onda sinusoidal. En este caso, (Fig. 20) la forma de onda de tensión es superior plana, lo cual es típico de un edificio con muchas cargas no lineales tales como computadoras y otros equipos de oficina. Nuestros otras mediciones nos dirán si este aplanamiento de cabezas es excesiva.

Tensión de cresta: El valor de pico es crítica para cargas electrónicas debido a que la fuente de alimentación electrónico carga sus condensadores internos al valor de pico de la tensión de línea. Si el pico es demasiado bajo, que afecta a la capacidad de las tapas para cargar completamente y la capacidad de la fuente de alimentación a través de huecos de montar momentáneas de la tensión de red. Para una tensión eficaz de 120 V, el valor de pico para una onda sinusoidal debería ser 169,7 V (1.414 × 120 V). Sin embargo, como vemos en la figura. 20, la forma de onda de cima plana tendrá un valor de pico inferior.

La forma de onda superior plana es típica de la tensión en instalaciones con cargas de computadoras. ¿Qué causa aplanamiento de cabezas? La utilidad suministra alimentación de CA, pero el equipo electrónico funciona con alimentación de CC. La conversión de CA a CC se realiza mediante la fuente de alimentación (SMPS) de la computadora. El SMPS tiene un puente de diodos que convierte CA en pulsante DC, que entonces carga un condensador.

A medida que la carga atrae el condensador hacia abajo, el condensador de recarga. Sin embargo, el condensador sólo toma de alimentación de la cima de la ola de recuperarse, ya que es la única vez que el voltaje suministrado es mayor que su propia tensión.

El condensador termina corriente en pulsos dibujo en cada pico de medio ciclo de la tensión de CA que se suministra.Esto está sucediendo con prácticamente todas las cargas electrónicas en el circuito. Si la fuente de alimentación de CA eran perfectamente rígido, lo que significa que tenía una capacidad infinita para suministrar toda la corriente que se requiere, entonces no habría tal cosa como tope plana (o caídas de tensión o cualquier distorsión de la tensión).Existen límites prácticos a lo que puede suministrar la fuente de alimentación de CA. Este límite se describe generalmente por un concepto llamado impedancia de la fuente, que es la impedancia total desde el punto donde la carga se encuentra de nuevo a la fuente. Hay dos principales contribuyentes a esta impedancia de la fuente.Uno de ellos es el cableado; cuanto más tiempo el conductor y el menor es el diámetro (mayor calibre), mayor es la impedancia. El otro factor es la impedancia interna del transformador de suministro de energía (u otro equipo de fuente). Esta impedancia interna es simplemente una manera de decir que un transformador de un tamaño / clasificación dado sólo puede suministrar tanta corriente.La impedancia de la fuente es naturalmente más grande al final de un circuito de derivación, el punto más alejado de la fuente. Ese es el mismo lugar donde todas esas cargas electrónicas están exigiendo actual en el pico de la ola. El resultado es que el pico de tensión tiende a ser arrastrado hacia abajo, en otras palabras, con la parte superior plana.Las cargas más hay, mayor es el aplanamiento de cabezas. Además, cuanto mayor sea la impedancia de la fuente, mayor es el tope plana de la forma de onda de tensión va a ser efectuados.

Tensión eficaz: la tensión de línea nominal se mide en valor eficaz, que corresponde al valor de calentamiento efectiva.El equipo está clasificado en rms, no pico, debido a que su principal limitación tiene que ver con la disipación de calor.tensión eficaz puede ser demasiado alto o demasiado bajo, pero es por lo general de baja tensión que causa problemas. Baja tensión eficaz combinado con aplanamiento de cabezas (pico bajo) es una combinación mortal para las cargas sensibles. La caída de tensión es una función tanto de la carga del circuito y la impedancia de la fuente, que en efecto significa que la longitud y el diámetro (calibre) de la carrera de alambre. El NEC (210-19.a, FPN No. 4) recomienda un límite de una caída de tensión del 3% del disyuntor de derivación a la salida más lejana, y una caída de tensión total de menos del 5% incluyendo el alimentador y del circuito derivado.

Grabación (a corto plazo): La limitación de la medida anterior es que es estático. Muchas cargas requieren más (corriente de entrada) corrientes cuando se enciende por primera vez. Esta alta corriente momentánea puede causar una baja tensión momentánea (SAG) a causa de la caída IR adicional a través de los conductores. Tales caídas son a menudo causados ​​por las cargas de dibujo corrientes de entrada en el mismo circuito de derivación, o en el mismo tablero. Se puede medir el peor hundimiento caso de 100 ms o más (alrededor de seis ciclos a 60 Hz) mediante el uso de un multímetro digital rms, durante la puesta en la carga. ¿Qué pasa si usted quiere saber si hay caídas recurrentes? Las caídas recurrentes pueden ser grabados mediante el uso de un analizador PQ que capturar continuamente caídas de tan poco como la duración de ciclo único (17 ms). Un tiempo de grabación de 1 hora puede ser suficiente para indicar si hay caídas recurrentes y se hincha.

Grabación (a largo plazo): Para la grabación de más largo plazo en un instrumento, como el registro de eventos de tensión VR1710 de Fluke, se puede utilizar para registrar crecidas, caídas, cortes, transitorios, y las desviaciones de frecuencia mientras está enchufado en el tomacorriente.

El dispositivo se puede dejar en el lugar, sin vigilancia, durante días y semanas, todo el tiempo la captura de eventos intermitentes. La correlación de mal funcionamiento del equipo con eventos de tensión es clara evidencia de un problema de PQ.

tensión NG: Digamos que una simple medición LN en la salida tiene una lectura baja. La lectura baja no le dice si la lectura es baja debido a la tensión de alimentación es baja (en el subpanel), o si se sobrecarga el circuito de derivación. Se podría tratar de medir el voltaje en el panel, pero no siempre es fácil saber qué panel se alimenta la salida que se está midiendo y también es a veces un inconveniente para acceder a un panel. tensión de NG es a menudo una forma más fácil de asegurar la carga en un circuito. Como la corriente viaja a través del circuito, hay una cierta cantidad de caída de tensión en el conductor caliente y en el conductor neutro. La caída en los conductores de fase y neutro será el mismo si son del mismo calibre y longitud. La caída de tensión total en ambos conductores se resta de la tensión de la fuente y que es mucho menos tensión disponible para la carga.

Cuanto más grande sea la carga, mayor es la corriente, y mayor es la caída de tensión NG. Piense de tensión GN como el espejo de la tensión LN: si la tensión es baja LN, que se mostrará como una tensión más alta GN. existe tensión de gas natural debido a la caída de tensión debido a la corriente que viaja a través del neutro de nuevo a la unión NG. Si el sistema está instalado correctamente, no debería haber ningún enlace MAL excepto en el transformador de la fuente (a lo que la NEC llama a la fuente del sistema derivado separado (SDS), que suele ser un transformador). Bajo esta situación, el conductor de tierra debe tener prácticamente ninguna corriente y por lo tanto no hay caída de tensión en él. En efecto, el cable de tierra está disponible como una prueba de larga conduce de nuevo a la unión NG.

neutrales en común: Los circuitos trifásicos se conectan por lo general de manera que compartan un único punto muerto. La idea original era duplicar en el nivel del circuito de derivación de cuatro hilos (tres fases y neutro) al cuadro de distribución de cableado. En teoría, la única corriente desequilibrada debe devolver en el neutro. Si las cargas suministradas desde los circuitos trifásicos están en equilibrio, que es generalmente el caso para las cargas lineales no debería haber corriente mínima de regresar en el neutro.

Sin embargo, este no es el caso con cargas no lineales (electrónicas), por lo tanto la única neutral transporta una corriente mucho más alto. Este antiguo método convencional de cableado se ha convertido en un problema con el crecimiento de las cargas no lineales monofásicas.El problema es que el cero de corriente de secuencia de las cargas no lineales, principalmente tercer armónico, se suman aritméticamente y volver en el neutro.

Además de ser un problema potencial de seguridad a causa de sobrecalentamiento de un tamaño inferior al neutro, la corriente de neutro adicional crea una tensión MAL superior.

Recuerde que esta tensión MAL resta de la tensión de LN disponible para la carga. La medición de la tensión de MAL de un neutral compartido se muestra en la figura. 21.

La siguiente guía se ofrece en las mediciones NG para evaluar y resolver problemas de PQ.

1. Una regla de oro-utilizado por la industria es que la tensión de la GN 2 V o menos en el receptáculo está bien, mientras que unos pocos voltios o más indica una sobrecarga; 5 V se considera como el límite superior. Es evidente que hay algo de espacio para el juicio en esta medición.

2. Una lectura alta podría indicar una rama compartida neutral, es decir, un neutral compartida entre más de un circuito de derivación. Este neutral compartido simplemente aumenta las oportunidades para la sobrecarga, así como para un circuito de afectar a otro.

3. Una cierta cantidad de tensión de NG es normal en un circuito de carga.

Si la lectura es estable a cerca de 0 V, puede existir un vínculo GN ilegal en el receptáculo (a menudo debido a las hebras sueltas del tacto neutra algún punto del suelo) o en el subpanel. Cualquier bono NG distintos de los que están en el origen del transformador (y / o el panel principal) deben ser removidos para evitar corrientes de retorno que fluyen a través de los conductores de tierra.

4. Si la tensión de NG es baja en el receptáculo, que está en buena forma. Si es alto, entonces usted todavía tiene que determinar si el problema se debe principalmente a nivel del circuito de derivación, o principalmente a nivel del panel. Recuerde, suponiendo que no hay vínculo GN ilegal en intervenir paneles o receptáculos, el conductor de prueba de tierra va todo el camino de regreso a la fuente, por lo que está leyendo tensión cae todo el camino a la fuente.

Resumen: Las mediciones PQ en el receptáculo de circuitos derivados como se discutió anteriormente se resumen en la TBL. 7. La calidad de la energía depende de cableado de calidad que se conoce en la industria como el cableado rendimiento. La intención básica de cableado rendimiento es mantener o restaurar la tensión LN correcta a la carga. Hay una distinción entre el cableado de rendimiento y el mínimo cableado código. El NEC establece los requisitos mínimos absolutos para un cableado y se refiere principalmente a la prevención de incendios y la seguridad del personal. El CNE debería, por supuesto, nunca se violó, pero también es importante entender que el objetivo del Código no es establecer normas para lograr PQ. Sin embargo, muchas instalaciones están descubriendo que vale la pena tomar el paso adicional e instalar o incluso modernizar las instalaciones con cableado de rendimiento para el correcto funcionamiento de las cargas no lineales. Los atributos de rendimiento de cableado se enumeran en TBL. 8. Existen también situaciones en las que los dispositivos de acondicionamiento de potencia receptáculo instalado son una buena solución, ya sea como complemento a los cambios en el cableado o como una alternativa económicamente viable a algunos cambios en el cableado.Mediante la supervisión de eventos de tensión en el receptáculo, cualquier anomalía en la tensión entre fase y neutro (NG) y pueden ser detectados. El mantenimiento predictivo de PQ se asegurará de que las cargas sensibles que están recibiendo el voltaje correcto.

HIGO. 21 Medición de la tensión de un GN compartido neutral. (Fluke Corporation)

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TBL. 7

Las mediciones PQ en receptáculo de circuitos derivados de voltaje Look Medición de Instrumento

1. Forma de onda instantánea de la gravedad de la distorsión de tensión trifásica o monofásica analizador

2. picos de sobretensión trifásica o monofásica analizador, RMS multímetro digital (pico min max) aplanamiento de cabezas

3. voltaje RMS RMS Bajos (rms bajo estado estacionario o hundimientos intermitentes / cíclicos) trifásica o monofásica analizador, RMS multímetro digital (pico min max)

4. Grabación (a corto plazo) crecidas, caídas, interrupciones, mientras que se mantiene solucionador de problemas en las instalaciones (4 min a 1 h Tiempo de grabación normal) trifásica o monofásica analizador (caídas de tensión / hincha o transitorios)

5. Grabación (a largo plazo) Hasta 4000 se hunde, se hincha, los cortes, los transitorios de tres o grabador monofásica

6. tensión MAL MAL demasiado alto (o cercano a cero) trifásica o monofásica analizador, RMS multímetro digital (pico min max)

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TBL. 8

Sugerencias para el cableado de rendimiento de la Rama de circuitos Recomendación Razón Comprobar si hay conexiones sueltas Es fácil pasar por alto las evidentes neutrales Eliminar compartidos. En las nuevas instalaciones, tire neutrales individuales para cada circuito derivado de minimizar la interacción de la carga y la impedancia de fuente Limite el número de recipientes por circuito derivado a tres Reducir al mínimo la carga y cargar la interacción longitud del límite de 120 V circuitos derivados de 50 pies (15 m) Minimizar impedancia de la fuente de instalación circuitos derivados dedicados para todas las impresoras láser y fotocopiadoras. circuitos dedicados se deben ejecutar en su propio conducto mantienen la carga víctima y culpable de las cargas separadas. El conducto impide el acoplamiento entre los circuitos de instalar una planta verde de alambre (no sólo depende de la conexión de conducto) Mantener una baja impedancia de etiquetas de tierra continua todos los paneles, interruptores, y los recipientes Esto no mejorarían PQ, pero seguro que va a hacer la vida más fácil para el solucionador de problemas y el instalador

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TBL. 9

La comparación de la media de responder y multímetros de verdadero valor eficaz

Multímetro de lectura de forma de onda en el medio Descripción-Sensing DMM verdadero valor eficaz DMM onda sinusoidal correcta, onda cuadrada correcta (L en la parte superior de tensión) 10% de alto correcta actual de diodo rectificador monofásico de 40% bajo correcta actual para trifásico de diodo rectificador 5% -30% de baja correcta

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6.3.4 Medición en el panel de servicio

En el enfoque de abajo hacia arriba, el siguiente paso es inspeccionar y controlar los atributos de PQ en el panel de servicio. Mientras que la inspección, comprobación para el siguiente:

Inspección visual

• Conductor de alimentador prueba actual

• Prueba de corriente del conductor neutro (alimentador y la rama)

• Fase a neutro prueba de tensión (alimentación y la rama)

• Prueba de tensión de GN (alimentador)

• caída de tensión del disyuntor y el actual sobre conductores de fase de rama

• El panel de servicio es donde los efectos de las cargas armónicas monofásicos son fáciles de medir. Un medidor de verdadero valor eficaz asegura lecturas precisas de edades voltios y corrientes no lineales. Consulte la TBL. 9 para la comparación de lectura media y de verdadero valor eficaz de lectura multímetros.

Inspección visual:

Busque un enlace GN ilegal en subpaneles (ver Fig. 22).Se trata de una violación de la NEC, así como del cableado PQ. También es muy común. Si un enlace GN ilegal se encuentra en un panel a un sitio, es probable que sea en cualquier número de ellas. Quién sabe por qué están allí: tal vez el instalador pensaba que todos los paneles están cableados como los paneles de servicio residencial; o que la manera más rápida de reducir la edad voltios GN fue la instalación de un puente, o que los motivos más, mejor. En cualquier caso, eliminar todos los enlaces no-ilegales NG excepciones.

Busque señales de sobrecalentamiento, tales como lengüetas para conectar descoloridos.

• Las conexiones flojas y una carga excesiva aparecen en forma de calor. Los altos niveles de corriente armónica que no fueron contabilizadas en el dimensionamiento de alambre original también pueden producir un sobrecalentamiento. Los sensores infrarrojos son el método preferido para la medición de temperatura sin contacto.

De particular preocupación es el tamaño del conductor neutro del alimentador.

• Desde hace tiempo se ha entendido que cualquier corriente fundamental que resulta del desequilibrio de las cargas monofásicas entre las tres fases volverá en el neutro, sino un fenómeno relativamente reciente es el tercer armónico (Triplen) corrientes generadas por las cargas monofásicas no lineales que todos volver en el neutro. La NEC-1996, la primera vez declaró que "En un circuito en estrella de cuatro hilos, de tres fases, donde la mayor parte de la carga consiste en cargas no lineales, hay corrientes armónicas presentes en el conductor neutral, y el neutro se considerarán para ser un conductor de transporte de corriente ". (Artículo 310, "Notas a las tablas de ampacidad de 0 a 2000 voltios," Nota 10.c). En efecto, esto requiere que el conductor neutro debe ser al menos igual al tamaño del conductor de fase. Muchos expertos recomiendan que el neutro sea el doble del tamaño del conductor de fase.

Compruebe si hay neutrales sucursales compartidas.Contar los conductores neutros para circuitos derivados: si hay menos de los conductores de fase, hay neutrales compartidos.

Compruebe el apriete de las conexiones del conducto, especialmente si el conducto está siendo utilizado exclusivamente como el conductor de puesta a tierra (no se recomienda).

Mediciones Las mediciones que se van a realizar en el panel de servicio se resumen en la TBL. 10.

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TBL. 10

Las mediciones panel de servicio

Look para Instrumentos de medición

La sobrecarga de corriente 1. Fase de alimentador y el equilibrio analizador trifásico; verdadero valor eficaz pinza

2. Alimentador de corriente elevadas corrientes neutras desde el analizador trifásico los armónicos fundamentales y tercer desequilibrada; RMS DMM para encontrar la frecuencia dominante

3. MAL tensión alimentador de alta tensión indica un exceso de corriente, cercano a cero indica un posible vínculo subpanel GN Mismo

4. Poder tensión LN baja tensión Mismo

5. derivado neutral neutrales compartidos actuales Mismo

6. La caída de voltaje a través de los contactos del interruptor. interruptores calientes usado lentes de contacto. Breakers en necesidad de reemplazo Mismo

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HIGO. 22 bonos subpanel NG provocan corrientes de retorno de carga que fluyen en conductores de tierra. Esto provoca la corrosión de tuberías en sistemas de tierra, así como tierras ruidosas. (Fluke Corp.)

alimentador de corriente de fase: Compruebe cada fase para asegurarse de que no está sobrecargado.

También revise si hay desequilibrio excesivo.

Alimentador de corriente de neutro: Medir el conductor neutro del alimentador de corriente de neutro acumulativo.Corrientes del tercer armónico de las tres fases se suman aritméticamente en el neutro.

Prueba de tensión del alimentador GN: Medir la tensión de neutro a tierra, tensión excesiva GN indica sobrecarga. Una tensión de MAL en o muy cerca de cero indica la existencia de un enlace MAL ilegal en un subpanel.

Fase a neutro prueba de tensión: de fase a neutro se miden y registran tensiones. Ellos pueden ser comparados con tensiones receptáculo LN para medir la caída de tensión.

Rama corriente de neutro: Medir cada rama neutral para la sobrecarga. Los neutrales se miden en lugar de los conductores de fase, ya que podría compartir la corriente de retorno de varios conductores de fase, sin embargo, no están protegidos por interruptores.

Circuito caída de tensión del interruptor: La caída de voltaje a través de un conjunto de contactos del interruptor le dará una medida rápida del desgaste de los contactos.Idealmente, la caída de tensión debe ser cero. En la práctica, habrá una cierta caída de tensión en el rango de los milivoltios, con el valor exacto de ser dependiente de la corriente de carga.

Como regla general, la caída de tensión no debe exceder de 20 a 100 mV, dependiendo de la carga. Esta prueba también se puede realizar como prueba de medición de resistencia de contacto. Para más detalles consulte la Sección 8.

Resumen: Las recomendaciones para mejorar PQ en el panel de servicio se resumen en la TBL. 11.

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TBL. 11

Las recomendaciones del panel de servicio para la mejora de PQ

Recomendación longitud del límite de la razón de 208 V de alimentación corre a 120 V subpaneles de subpaneles 200 pies (65 m) Minimizar impedancia de la fuente y la posibilidad de huecos de tensión No cascada (daisy chain) fuera de otros subpaneles si es posible, y sobre todo si el panel aguas arriba es muy cargado o tiene cargas con altas corrientes de entrada cargas altas pueden causar caídas de tensión que afectarán a todos los usuarios alimentados Instale un conductor de tierra cable verde (no se basan en conexiones de conducto) Mantener una planta continua de baja impedancia minimizar el calor, huecos de tensión Reducir la de carga en el panel si es necesario Reducir corriente de retorno neutro (de la corriente fundamental) Redistribuir cargas del circuito de derivación para mejorar el equilibrio de las tres fases Upsize el alimentador neutral si es necesario, para acomodar la tercera armónica. Esto se puede hacer mediante la ejecución de otro neutral en paralelo.

Contra la sobrecarga y calentamiento del alimentador neutro. Reducirá el voltaje de GN Instalar tercer filtro de armónicos de corriente de neutro Reducir fabricante de paneles de carga no lineal diseñado para cargas no lineales

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Además, se debe considerar lo siguiente para reducir los efectos de los armónicos si los problemas de calidad eléctrica se encuentran en el panel de servicio:

1. Doble el neutro, yendo más allá de los requisitos del NEC.

2. Use los paneles de carga no lineal.

3. Instalar filtros de secuencia cero. Tal filtro se hunde efectivamente la tercera armónica, la prevención de la sobrecarga en el alimentador neutral y el transformador.

4. Instalación de transformadores de zigzag.

5. Vuelva a colocar las unidades de motor de más edad con más nuevos, los armónicos compensadas queridos.

6. Hacer frente a los armónicos de mayor tamaño implica neutrales y otros métodos de ser más capaz de manejar los armónicos que están presentes. Curado armónicos implica la eliminación o reducción de armónicos en su origen.

7. En algunos casos, se puede tratar de reducir la propagación de armónicos en el system-- por ejemplo, poniendo ciertas cargas en su propio panel anterior y trans.

8. Existen muchos problemas de armónicos debido a la manera que las cosas están conectadas.

Mayor cableado suele ser costoso en términos de tiempo de inactividad y lo que no es normalmente el primer método utilizado para el vuelo de un problema de armónicos.

9. Mire cuidadosamente el sistema antes de aplicar cualquier método de curado o de supervivencia, por lo que no terminan tratando uno tras otro hasta que finalmente tiene que admitir que debería haber reconectado para empezar.

El enfoque de ensayo y error para la solución de problemas relacionados con armónicos por lo general demora una reparación efectiva, mientras que aumenta drásticamente el coste total de la solución del problema.

10. Con la prueba de la derecha en el cableado en particular, puede aislar el problema y proceder con una certeza razonable sobre si es necesario o no un cambio de cableado.

11. Para desequilibrio de fase correcta:

Redistribuir cargas a diferentes fases de equilibrar la corriente en tres fases. Busque las cargas monofásicas que se alimenta desde una fase principalmente en el panel.

Esta redistribución y equilibrio tiene muchos beneficios.Reduce el riesgo de sobrecalentamiento cualquier fase particular en el transformador, minimiza la corriente de neutro, reduce las posibilidades de accionamiento del disyuntor, y proporciona otras ventajas en términos de mantenimiento y fiabilidad.

Para corregir las conexiones sueltas, utilice un sensor infrarrojo para comprobar si hay puntos calientes. No utilice el método de volver a apretar para evitar conexiones sueltas. Esto casi siempre resulta en exceso de torsión.Un sujetador hace su trabajo por el estiramiento a cerca de lo que se llama su límite elástico. Una vez que supere esto, el sujetador no puede proporcionar la energía de sujeción que fue diseñado para ofrecer. Y el poder de sujeción es lo que permite que la conexión a hacerse apretado. Una vez que supere el límite elástico de un sujetador, que ha eliminado su capacidad para darle una conexión fiable. Apriete excesivo puede eventualmente pelar hilos. Sin embargo, esto no significa que usted está bien, siempre y cuando no dañar las roscas. Lo que importa es la distancia que se extendía el sujetador. Una vez que supere el límite de par para que el sujetador, que ya no sujetar correctamente.

13. Examine las conexiones en vías de conductores. Para tubería metálica eléctrica (EMT), comprobar que los tornillos de acoplamiento no estén sueltos. No apriete demasiado estos. No se puede apretar económicamente conducto, como se le enrosca juntos.

14. Para los circuitos críticos, considere la instalación de un puente de unión en cada conexión de canaleta metálica.Por ejemplo, la instalación de un puente de unión alrededor de cada acoplamiento de la tubería o alrededor de cada accesorio EMT.

15. Como ya se ha mencionado, eliminar cualquier bono NG-lado de la carga.

6.3.5 Las mediciones en el transformador

Transformers están sujetos a un sobrecalentamiento de las corrientes armónicas. Los transformadores que suministran cargas no lineales deben ser revisados ​​periódicamente para verificar su funcionamiento está dentro de límites aceptables. Transformers también son críticas para la integridad del sistema de conexión a tierra. TBL. 12 enumera las diversas mediciones necesarias para transformadores.

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TBL. 12

Las mediciones en el transformador de distribución Look Medición de Instrumento

1. kVA del transformador de carga. Si la carga supera el 50%, la verificación de los armónicos y la posible necesidad de reducción de potencia del analizador trifásico o monofásico

2. Los armónicos del espectro de armónicos 1. pedidos / amplitudes presentes: tercer armónico (cargas monofásicas), quinto, séptimo (principalmente cargas trifásicas) Mismas

2. resonancia de armónicos de orden superior

3. Eficacia de los filtros de armónicos trampa

3. THD armónico dentro de los límites de carga: Tensión

% THD <5 -20="" corriente="" div="" la="" mismo="" thd="">