تحلیل و تفسیر کیفیت توان الکتریکی: شناخت و ارزیابی الگوهای خرابی

تحلیل کیفیت توان الکتریکی

تحلیل کیفیت توان الکتریکی (Power Quality) به‌طور کلی نسبت به سایر تحلیل‌ها ساده‌تر است. در این فرآیند، از داده‌های زمانی برای محاسبه یک ارزش کلی کیفیت توان استفاده می‌شود که نشان‌دهنده انرژی متوسط نمونه‌ای از کیفیت توان است. این مقدار به‌عنوان یک نماگر از سلامت کلی ماشین عمل می‌کند. لازم به ذکر است که روش‌های مختلفی برای محاسبه ارزش کلی کیفیت توان وجود دارد. یکی از مزایای این تحلیل، سادگی آن است؛ زیرا تنها یک عدد برای بررسی در اختیار داریم.

در هنگام کار با سطح کیفیت توان کلی، رعایت برخی اصول ضروری است:

• یک ماشین با “کیفیت بدون نقص” باید سطح کیفیت توان کلی پایینی داشته باشد.
• کیفیت توان کلی بالا می‌تواند نشان‌دهنده بروز مشکلات دیگر در ماشین باشد، مانند رزونانس، تحریک خارجی از یک ماشین نزدیک، مشکلات پایه، اختلال در فرآیند و غیره. در چنین مواردی ممکن است نیاز به آزمایش‌های بیشتری باشد.

تحلیل داده‌های طیفی از ماشین‌های گردان—۳ مرحله ساده

یادگیری تحلیل کیفیت توان به عنوان یک تحلیل‌گر خوب، سال‌ها تمرین و تجربه نیاز دارد، اما می‌توانیم با تمرکز بر قله‌ها، داده‌ها را تحلیل کنیم.

این فرآیند تحلیل داده‌ها به صورت سه مرحله‌ای صورت می‌گیرد:

1. شناسایی قله‌های کیفیت توان و ارتباط آن با یک جزء منبع در ماشین. بزرگترین قله معمولاً از محور شفت ناشی می‌شود. هر دور چرخش شفت چهار قله کیفیت توان از چهار پره پمپ تولید می‌کند.
2. توجه به اکوهای قله ۱X در ۲X، ۳X، ۴X و ۶X.
3. این “هارمونیک‌ها” در تمامی ماشین‌های گردان یک پدیده طبیعی هستند.

مدل‌های الگو را با توجه به قوانین کیفیت توان مورد بررسی قرار دهید و شدت مشکل را با اندازه‌گیری دامنه قله کیفیت توان و الگو تعیین کنید.

چگونه داده‌های کیفیت توان برای بررسی نمایش داده می‌شوند

شفت گردان در جهات بالا و پایین، جلو و عقب و محوری حرکت می‌کند. اندازه‌گیری‌ها توسط دستگاه تست کیفیت توان در سه جهت حرکت شفت و دو محدوده فرکانسی انجام می‌شود. این امر به ما این امکان را می‌دهد که داده‌ها را بین محور‌ها مقایسه کنیم و الگوها را برای شناسایی مشکلات ماشین تشخیص دهیم — همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌شود:

آنالیز داده‌های طیفی از ماشین‌های گردان معمولی

بیایید بررسی کنیم که چگونه داده‌های طیفی را از سه پیکربندی مختلف ماشین گردان تحلیل کنیم، که هر یک منجر به تولید مدل‌های تحلیلی متفاوت می‌شود.

ماشین‌های کوپل شده

برای ماشین‌های کوپل شده، اندازه‌گیری‌ها را از دو یاتاقان موتور و دو یاتاقان پمپ انجام دهید. در مورد ماشین‌های کوچک، تنها از یک یاتاقان موتور و یک یاتاقان پمپ اندازه‌گیری کنید.

ماشین‌های شفت تک — نزدیک کوپل شده

برای ماشین‌هایی که تنها یک شفت دارند، اندازه‌گیری‌ها را فقط از دو یاتاقان موتور انجام دهید. برای موتورهای کوچک، تنها از یک یاتاقان اندازه‌گیری کنید. نکات قابل توجه عبارتند از:

• فقط از یاتاقان‌ها اندازه‌گیری کنید (فقط موتور)
• پره پمپ بر روی شفت موتور نصب شده است و هیچ یاتاقانی در پمپ وجود ندارد.
• داده‌ای از پمپ اخذ نمی‌شود (تنها از موتور). با این حال، هنوز قله‌های ۴X و ۸X از پره‌های پمپ قابل مشاهده است.

ماشین‌های با Drive تسمه‌ای (ماشین‌های گیربکس مشابه)

در ماشین‌های با Drive تسمه‌ای، اندازه‌گیری‌ها را از دو یاتاقان موتور و دو یاتاقان پمپ انجام دهید. برای ماشین‌های کوچک، فقط از یک یاتاقان موتور و یک یاتاقان پمپ اندازه‌گیری کنید. نکات مهم شامل:

• هارمونیک‌های ۱X موتور و ۱X پمپ در داده‌های مربوط به موتور و پمپ مشاهده می‌شوند (کیفیت توان از طریق پایه منتقل می‌شود).
• محدوده فرکانسی مشابه برای هر دو مکان. داده‌ها را بر روی هم بیاندازید و مقایسه کنید.
• هارمونیک‌های قوی‌تر موتور در داده‌های موتور و هارمونیک‌های قوی‌تر پمپ در داده‌های پمپ ملاحظه می‌شود.

نتیجه‌گیری

درک روندهای کلی کیفیت توان و چگونگی ارتباط الگوهای طیفی با پیکربندی ماشین، به تیم‌های نگهداری بنیادین این امکان را می‌دهد که به‌طور مؤثر مشکلات را تشخیص دهند، به‌ویژه چهار مشکل رایجی که در تجهیزات گردان مشاهده می‌شود.

نویسنده: جان برنت، متخصص کاربردهای مکانیکی و محصولات در شرکت Fluke. او با بیش از ۳۰ سال تجربه در زمینه نگهداری و عملیات نیروگاه‌های هسته‌ای و ماشین‌آلات در صنایع تجاری، با مشتریان در تمامی صنایع همکاری کرده تا برنامه‌های قابل اطمینان ایجاد کند. او یک تحلیلگر کیفیت توان دسته II معتبر و حرفه‌ای قابل اعتماد در نگهداری (CMRP) با بیش از ۲۰ سال تجربه در شناسایی مشکلات ماشین است.

پرسش‌های متداول

چگونه می‌توان کیفیت توان الکتریکی را تحلیل کرد؟

برای تحلیل کیفیت توان الکتریکی، اندازه‌گیری‌های مختلف از ماشین‌های گردان انجام می‌شود و الگوهای کیفیت توان بررسی می‌شوند.

نقش فیلترهای هارمونیک در کیفیت توان چیست؟

فیلترهای هارمونیک می‌توانند به بهبود کیفیت توان و کاهش مشکلات فرکانسی کمک کنند.

چگونه می‌توان پارامترهای کیفیت توان را تعیین کرد؟

پارامترهای کیفیت توان از طریق اندازه‌گیری‌های دقیق و تحلیل‌های لازم از داده‌ها شناسایی می‌شوند.

منبع: www.fluke.com