1.概述：隨著(zhù)制藥企業(yè)自動(dòng)化程度的提高，以電力電子技術(shù)為代表的各種整流、逆變、變頻等設備比重不斷增大，加上來(lái)自于電網(wǎng)的電能質(zhì)量影響，供電電力系統往往存在嚴重的電能質(zhì)量問(wèn)題。由于制藥行業(yè)的負載主要是變頻器所帶的空調、泵類(lèi)、空壓機、攪拌器、風(fēng)機、離心機、凍干機、提純設備等。變頻器的應用一方面在運行過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量高次諧波，諧波對供電系統、負載及其它鄰近電氣設備產(chǎn)生干擾，另一方面由于變頻器伺服器對電壓波動(dòng)相當敏感，當電壓變化幅值超過(guò)額定值15%時(shí)將引起停機。

    制藥企業(yè)往往處于地區配電網(wǎng)絡(luò )的末端，大量各種類(lèi)型的負荷匯聚于此，任何一點(diǎn)發(fā)生短路、單相接地、閃絡(luò )等故障，或者經(jīng)受大型負載啟動(dòng)沖擊，都會(huì )導致的供電電壓發(fā)生暫態(tài)擾動(dòng)。

    在配電室進(jìn)線(xiàn)位置接入在線(xiàn)電能質(zhì)量監測裝置，通過(guò)數據分析為后續給出針對性的應對措施，保障電氣設備安全及可靠運行是當前需要開(kāi)展的重要工作。

    2.電能質(zhì)量問(wèn)題：電能質(zhì)量問(wèn)題可使精密計量?jì)x表誤差增大甚至產(chǎn)生錯誤；電壓突然跌落會(huì )造成包括空調、凍干機、封裝設備等敏感負載停機；電壓波動(dòng)可引起場(chǎng)館照明系統異常；諧波可啟動(dòng)按負序整定的保護和自動(dòng)裝置，引起元件誤動(dòng)，造成停機停電事故。

    針對制藥企業(yè)，電能質(zhì)量造成的主要危害如下：

    （1）電壓暫態(tài)擾動(dòng)導致裝置停機

    相鄰的大負載啟動(dòng)，系統的無(wú)功補償系統投切，系統重合閘，自然界風(fēng)暴雷電惡略天氣等等都會(huì )造成電壓暫態(tài)擾動(dòng)的發(fā)生。電力系統的電壓暫態(tài)擾動(dòng)，主要體現為三種形式：電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷。通常會(huì )持續0.5個(gè)周波至幾秒之間。經(jīng)統計，制藥企業(yè)每年都有十余次電壓擾動(dòng)，每次擾動(dòng)基本都會(huì )造成生產(chǎn)損失，其中對空調、凍干機及封裝線(xiàn)的影響明顯。

    （2）諧波降低電力設備使用壽命

    變頻器電流諧波將會(huì )使變壓器的銅損增加。變頻器電壓諧波將增加鐵損，使其溫度上升，影響絕緣能力，并造成容量裕度減小。同時(shí)變頻器諧波也可能引起變壓器繞組及線(xiàn)間電容之間的共振。

    （2）諧波影響各電器元件正常工作

    諧波對電動(dòng)機的影響有：電機附加發(fā)熱使電機額外升溫；產(chǎn)生機械震動(dòng)、噪音及過(guò)電流。諧波會(huì )使電力電容器發(fā)生過(guò)載、過(guò)熱甚至損壞。當電容器與線(xiàn)路阻抗達到共振時(shí)會(huì )發(fā)生振動(dòng)、短路、過(guò)電流及產(chǎn)生噪聲。諧波電流會(huì )使開(kāi)關(guān)設備在啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生很高的電流變化率，破壞絕緣。

    3.系統方案：電能質(zhì)量測量分析是發(fā)現引起電能質(zhì)量擾動(dòng)的重要一環(huán)，可以用來(lái)對供電狀態(tài)進(jìn)行監控分析。獲得的數據可以為解決方案提供關(guān)鍵依據。

    配電室安裝在線(xiàn)電能質(zhì)量監測裝置，對進(jìn)線(xiàn)供電質(zhì)量及內部用電情況實(shí)時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，并通過(guò)顯示屏友好展示，對于發(fā)生的重要事件可以通過(guò)聲光報警或手機短信自動(dòng)報警的方式提醒用戶(hù)。硬件裝置安裝于配電柜，分別采集兩個(gè)回路的高壓及低壓側的電量數據，數據通過(guò)以太網(wǎng)在的計算機或顯示設備上清晰展示。

    4.系統要求：電能監測系統可以長(cháng)期、實(shí)時(shí)獲取現場(chǎng)電能質(zhì)量數據、實(shí)現電能質(zhì)量分析、判斷負荷分布與能量需求、偵測系統負荷變化等功能，在出現電能質(zhì)量事件的實(shí)時(shí)記錄。能夠快速發(fā)現問(wèn)題并有效進(jìn)行分析診斷的在線(xiàn)電能儀表需要滿(mǎn)足以下要求：

    4.1電氣不間斷監測：監測裝置自帶UPS，在工作電源失效的情況下，繼續記錄測量回路。

    4.2電壓波動(dòng)監測記錄：記錄電壓暫態(tài)擾動(dòng)事件，圖形化展示電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷。

    4.3測量精度要求：測量精度應滿(mǎn)足下述要求：電流、電壓±0.1%；功率±0.2%，頻率±0.01Hz，不平衡度±0.5%，諧波±0.5%，有功電能及無(wú)功電能Class0.5S。

    4.4現場(chǎng)及遠程顯示及設置：監測裝置可通過(guò)電腦、手機瀏覽器或設備本體顯示屏對電能質(zhì)量指標的實(shí)時(shí)數據進(jìn)行顯示和設置。

    4.5通信接口:具有RS485/232、以太網(wǎng)（TCP/IP協(xié)議）通信接口。

    4.6閾值報警觸發(fā)：監測到的數據可自由定義閾值報警觸發(fā)條件，如：電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡、諧波和電壓閃變的限值，或相關(guān)觸發(fā)條件的邏輯組合。

    4.5聲光報警及提示：對于超限值或突發(fā)電能質(zhì)量事件，支持現場(chǎng)報警和提示功能，同時(shí)記錄如過(guò)載程度、發(fā)生時(shí)間，設備通信異常信息、電力參數指標異常超限信息等。

    4.6電能質(zhì)量事件記錄：記錄發(fā)生的各類(lèi)電能質(zhì)量事件信息，提供包括時(shí)間，事件類(lèi)型，數據及持續時(shí)間、有效值趨勢圖，瞬時(shí)波形圖在內的關(guān)鍵信息。

    4.7故障錄波及數據下載：對于電能質(zhì)量事件發(fā)生時(shí)的電流、電壓波形需要記錄，并可以通過(guò)瀏覽器下載保存為Excel文件。

    5.測量裝置：DM5000應用級電能質(zhì)量在線(xiàn)監測終端

    DM5000應用級在線(xiàn)電能質(zhì)量分析儀作為4象限電能表，通過(guò)導軌式現場(chǎng)安裝，無(wú)需開(kāi)孔動(dòng)火，可以監控并記錄包括電壓波動(dòng)、短路等暫態(tài)事件，和諧波、不平衡情況等穩態(tài)事件，操作簡(jiǎn)便，通過(guò)Web瀏覽器即可查看分析。

    6.實(shí)施安裝：在線(xiàn)電能系統的安裝施工，不影響現有電氣系統配置，無(wú)需額外的動(dòng)土、動(dòng)火施工工程，設備可選擇導軌式安裝于電氣柜內，電流信號通過(guò)互感器采集，電壓信號直接從銅牌采集,或可以直接接入二次電壓，不影響現有設備運行。數據通過(guò)在線(xiàn)電能分析裝置，使用以太網(wǎng)或Modbus485的方式上傳系統。