전력 품질 측정

"전력 품질"은 역률을 제외하고는 들어본 적 없는 개념인 대규모 AC 전원 시스템과 함께 사용되었습니다.

거의 모든 부하는 "선형" 유형으로, 전압 사인파의 모양을 왜곡하지 않거나 회로에 비정현파 전류가 흐르지 않도록 합니다. 이것은 더 이상 사실이 아닙니다.

"비선형" 전자 부품에 의해 제어되는 부하는 가정과 산업 모두에서 점점 더 널리 퍼지고 있습니다. 즉, 이러한 부하에 전력을 공급하는 전력 시스템의 전압과 전류에는 고조파가 풍부합니다. 전류가 심하게 왜곡되고 있으며, 이는 기본 전력선 주파수의 배수에서 고주파 사인파의 무한 시리즈가 존재하는 것과 같습니다.

과도한 고조파의 영향

AC 전원 시스템의 과도한 고조파는 변압기를 과열시키고, 3상 시스템에서 매우 높은 중성 도체 전류를 발생시키고, 민감한 전자 장비를 방해할 수 있는 무선 방출 형태의 전자기 "노이즈"를 생성하고, 전기 모터 마력 출력을 감소시키고, 정확히 지적하기 어렵습니다.

이러한 골치 아픈 전력 시스템과 같은 문제로 엔지니어와 기술자는 이러한 조건을 정확하게 감지하고 측정할 방법이 필요합니다.

전력 품질

전력 품질 AC 전원 시스템의 고조파 성분이 없음을 나타내는 일반적인 용어입니다. "전력 품질" 측정기는 일종의 고조파 콘텐츠 표시를 제공하는 측정기입니다.

전력 품질 측정

기술자가 정교한 장비 없이 시스템의 전력 품질을 결정할 수 있는 간단한 방법은 동일한 시스템 전압을 측정하는 두 개의 정확한 전압계 사이의 전압 판독값을 비교하는 것입니다. 다른 하나는 "true-RMS" 유형의 장치(예:고품질 디지털 미터)입니다.

"평균화" 유형 미터는 측정되는 AC 전압이 사인파라는 가정을 기반으로 하여 눈금이 볼트 RMS를 나타내도록 보정됩니다. . 전압이 사인파 모양이 아닌 경우 평균 측정기는 그렇지 않습니다. True-RMS 미터는 파형에 관계없이 항상 적절한 값을 등록합니다.

경험의 법칙은 다음과 같습니다. 두 미터 간의 차이가 클수록 전력 품질이 나빠지고 고조파 콘텐츠가 커집니다.

좋은 품질의 전력을 사용하는 전력 시스템은 두 계측기의 정격 오류 허용 범위 내에서 두 미터 간에 동일한 전압 판독값을 생성해야 합니다.

전력 품질의 또 다른 정성적 측정은 오실로스코프 테스트입니다. 오실로스코프(CRT)를 AC 전압에 연결하고 파동의 모양을 관찰합니다. 깨끗한 사인파 이외의 모든 것은 문제를 나타낼 수 있습니다.

적당히 보기 흉한 "사인파"입니다. 여기에 확실한 고조파 콘텐츠가 있습니다!

그러나 정량적 분석(정확한 수치)이 필요한 경우 해당 목적을 위해 특별히 설계된 도구를 대체할 수 없습니다.

이러한 기기를 전력 품질 측정기라고 합니다. 때로는 전자 분야에서 저주파 스펙트럼 분석기로 더 잘 알려져 있습니다. . 이 기기가 하는 일은 AC 전압의 주파수 "스펙트럼"을 CRT 또는 디지털 디스플레이 화면에 그래픽으로 표시하는 것입니다.

프리즘이 백색광 빔을 구성 색상 구성 요소(해당 조명에 포함된 빨강, 주황, 노랑, 녹색 및 파랑의 양)로 분할하는 것처럼 스펙트럼 분석기는 혼합 주파수 신호를 구성 주파수로 분할하고 표시합니다. 히스토그램 형태의 결과:(아래 그림)

전력 품질 측정기는 저주파 스펙트럼 분석기입니다.

이 미터의 수평 눈금에 있는 각 숫자는 기본 주파수의 고조파를 나타냅니다. 미국 전력 시스템의 경우 "1"은 60Hz(1차 고조파 또는 기본 ), 180Hz(3차 고조파)의 경우 "3", 300Hz(5차 고조파)의 경우 "5" 등입니다.

검은색 직사각형은 측정된 AC 전압에서 이러한 각 고조파 성분의 상대적 크기를 나타냅니다.

순수한 60Hz 사인파는 "1" 위에 높은 검은색 막대만 표시하고 순수한 사인파에는 고조파 콘텐츠가 없기 때문에 스케일의 다른 주파수 마커에는 검은색 막대가 전혀 표시되지 않습니다.

이와 같은 전력 품질 측정기는 배음이라고 하는 것이 더 좋습니다. 미터는 전력 시스템에서 생성되는 것으로 알려진 주파수만 표시하도록 설계되었기 때문입니다.

3상 AC 전원 시스템(대용량 전력 애플리케이션에 주로 사용됨)에서 짝수 고조파는 상쇄되는 경향이 있으므로 중요한 측정값에 존재하는 고조파만 홀수입니다.