電力品質の複数の測定

Weshine が独自に開発した電力品質アナライザーは、電力網の運用品質を検出および分析するポータブル製品です。電力運用における高調波解析や電力品質解析が可能で、長期データの収集や電力網運用の検出のための大容量メモリを搭載しています。同時に、収集したデータをコンピュータにアップロードしてさまざまな分析を行うためのPCアプリケーションソフトウェアが装備されています。

ほとんどのエンジニアにとって、電力品質の概念は、施設にグリッド エネルギーを供給する AC ラインの特性に関連しています。しかし、「電源品質」という用語のバリエーションは、AC ラインだけでなく、AC 電源に接続されたデバイスの特性も指すようになりました。したがって、電力品質の基本的な知識といくつかの新しい説明を復習すると役立つ場合があります。

まず、「理想的な」三相電力システムを考えてみましょう。ここで、電流は各相電圧と同相であり、相電圧と電流は正確に 120 °離れており、互いに等しくなります。電圧と電流の正弦波は歪みがなく、電源インピーダンスはゼロです。したがって、負荷でのイベントは電源電圧に影響を与えず、実際の周波数は公称周波数と等しくなります。

もちろん、現実の世界には理想的な電力システムは存在しません。許容可能な偏差の範囲があります。

通信システム内に存在するリアクタンスにより、電圧と電流の正弦波は互いに位相がずれます。電圧は進み電流を誘導するために使用され、電流は容量性リード電圧に使用されます。低力率は、多数のモーターやその他の誘導負荷を含む産業施設でよく発生します。力率が低い負荷の場合、電力会社は通常、大規模な産業用および商業用の顧客に対してより高い料金を請求します。

単相負荷 (照明、事務機器など) が各相で不均等な量の電流を吸収すると、三相電力システムに不均衡が生じます。この負荷により、中性線にかかる圧力が大きくなります。理想的な状況では、負荷はバランスされています。これは、電流は電圧位相と異なる場合がありますが、電圧位相と電流位相が互いに正確に 120 度異なることを意味します。平衡三相 4 線式 Y 字型システムの中性線の電流はゼロです。不平衡システムの中性線の電流は不均衡に応じて増加し、過熱や火災の危険につながる可能性があります。

アンバランスな電圧でモーターを駆動すると、小さいモータートルクがモーターの回転方向と逆になる、逆トルクと呼ばれる現象が発生します。したがって、モーターに伝達された部分エネルギーはモーター自体に悪影響を及ぼします。

高調波は、非線形負荷を含む回路で発生する波形歪みであり、主にスイッチング電源によって特徴付けられます。これらの非線形負荷は、AC 入力に高周波の正弦波を適用する可能性があり、その結果、廃熱の形で電力損失が発生します。高調波によって発生する過剰な熱は、電力システムに有害となる可能性があります。変圧器は、鉄心内を循環して過剰な熱を発生する高調波渦電流によって引き起こされる損傷を特に受けやすくなります。

高調波は主周波数 (米国では 60 Hz) の倍数です。たとえば、60 Hz システムでは、3 次高調波は 180 Hz、5 次高調波は 300 Hz です。電力品質メーターは、各高調波周波数の大きさを表示できます。また、全高調波歪み (THD) と全需要歪み (TDD) を読み取り、スペクトル全体ではなく個々の高調波歪みの測定値を提供することもできます。

ウェシャイン電機製造株式会社