محلل الطاقة هي الأداة المستخدمة لمراقبة جودة الطاقة. يُعرف معدل نقل الكهرباء في الدائرة الكهربائية بالطاقة الكهربائية. تُقاس الطاقة الكهربائية بالواط - جول في الثانية بوحدات S.I. هناك وسائل مختلفة لتوليد الطاقة. ال قوة عادة ما نستخدمها في منازلنا يتم إنتاجها بالكهرباء مولدات كهرباء وتزويد المنازل والصناعات من خلال شبكة الطاقة الكهربائية. يتم تنفيذ هذه المهمة من قبل صناعة الطاقة الكهربائية. قد يؤدي التباين غير المرغوب فيه في جودة الطاقة إلى تعطل المعدات الحساسة أو إلحاق الضرر بها. وبالتالي ، من الضروري مراقبة جودة الطاقة بشكل متكرر.
ما هو محلل الطاقة؟
محلل الطاقة ، المعروف أيضًا باسم محلل جودة الطاقة ، هو المعدات المستخدمة لمراقبة جودة الطاقة في الأجهزة. تُفهم جودة الطاقة عادةً على أنها التوافق بين مصدر الطاقة / الكهرباء والحمل الموصل بحيث يمكن للحمل أن يعمل بشكل صحيح. عندما تكون جودة الطاقة منخفضة ، فقد يتلف الحمل أو يتعطل. هناك العديد من الأسباب لضعف جودة الطاقة.
الجهد وتواتر الإشارة وشكل الموجة هي العوامل التي تؤخذ في الاعتبار لقياس جودة الطاقة. عندما تحتوي كمية الطاقة على جهد إمداد ثابت يظل في الحدود المحددة ، ويكون تردد التيار المتردد الخاص بها ثابتًا وقريبًا من القيمة المقدرة مع منحنى جهد سلس ، فإنه يعتبر جودة طاقة جيدة.
قد تختلف جودة الطاقة بسبب انقطاع الخدمة ، والتغير في حجم الجهد ، التيارات العابرة التوافقيات في قوة التيار المتردد. لاستكشاف أخطاء جودة الطاقة وإصلاحها ، يساعد محلل الطاقة في معايرة وإزالة المشكلات مثل الانخفاضات في الجهد والتضخم والتوافقيات وعدم الاتزان وما إلى ذلك ... التي تظهر في الطاقة الكهربائية.
مخطط الرسم البياني
لفهم عمل محلل الطاقة ، دعونا نلقي نظرة على دائرته.
مخطط دائرة محلل الطاقة
يتكون محلل القدرة النموذجي من قناتين منفصلتين للجهد والمدخلات الحالية. يحتوي دخل الجهد على مخفف والمدخلات الحالية بها تحويلة تيار مدمجة. يتم أخذ عينات من هذه المدخلات ويتم تحليل بيانات العينة هذه بسرعة عالية معالجة الإشاراة الرقمية وحدة. يحتوي أيضًا على ملف FPGA وحدة لواجهة جميع الوحدات الأخرى. يتم توفير وحدة معالجة مركزية منفصلة تأخذ المدخلات من DSP لعرض النتائج وتخزينها ونقلها عبر القنوات اللاسلكية.
اتصال محلل الطاقة
في صناعة الطاقة الكهربائية ، يتم توليد الطاقة في مولد الطاقة. ثم تنتقل هذه الطاقة على خطوط نقل كهربائية ، موزعة على هذه الشبكة ، وتصل إلى عدادات الكهرباء الموجودة بالقرب من المستخدم النهائي. للمراقبة الفعالة للطاقة في الشبكة ، يتم تثبيت أجهزة تحليل الطاقة في ثلاثة مواقع مهمة - الرئيسية ، لوحات التوزيع ، لوحات التبديل الثانوية.
الأيدي - تتكون هذه المرحلة من أجهزة ذات أداء عالٍ والتي تتطلب الدقة في المراقبة. يجب أن تحتوي أجهزة تحليل الطاقة المستخدمة في هذه المرحلة على ميزات إضافية.
لوحات التوزيع - أجهزة تحليل الطاقة في هذه المرحلة مخصصة لتسجيل المعلمات الكهربائية والإبلاغ عن الإنذار في حالة العثور على أي شذوذ.
لوحات التبديل الثانوية - أجهزة تحليل الطاقة هذه مخصصة لمراقبة وتسجيل بيانات الأحمال المتصلة بنهاية خطوط النقل. هذه تعطي معلومات كاملة عن حالة واستهلاك الطاقة لكل حمولة.
هناك طريقتان لقياس المعلمات الكهربائية. قياس التيار المباشر - يجب فتح هذا النوع من دارات القياس. قياس التيار غير المباشر - هنا محول الحالي المشبك متصل بالسلك لقياس التيار. اعتمادًا على مجال التشغيل ، توجد أنواع مختلفة من أجهزة تحليل الطاقة لتطبيقات متميزة.
بالنسبة لمهام الصيانة والفحص ، يفضل استخدام محللات الطاقة ذات المشابك. هذه لا تتطلب أي اتصالات إضافية. يحتوي محلل الطاقة ثلاثي الطور على ثلاثة مشابك لقياس المدخلات في وقت واحد.
إذا كان تيار القياس في حدود الحد الأقصى لتيار الإدخال المقنن لمحلل الطاقة ، فيمكن توصيل كابل الحمل الحالي مباشرةً بمدخل محلل الطاقة. إذا تجاوز تيار القياس حدود الإدخال المقدرة ، فسيتم استخدام محول تيار خارجي لتحويل التيار إلى جهد أو إشارة تيار بحيث يمكن لمحلل الطاقة قياسه مباشرة.
مبدأ عمل محلل الطاقة
تستخدم أجهزة تحليل الطاقة لقياس جودة الطاقة في دوائر التيار المتردد (AC) أو أنظمة التيار المباشر (DC). لقياس جودة الطاقة في دوائر التيار المتردد ، فإنه يستخدم اعتبارات دائرة متميزة.
أجهزة تحليل الطاقة الحديثة محمولة ويمكنها نقل المعلومات باستخدام وسيط لاسلكي. تتكون كل قناة من المحلل من مفتاح إلى إما مخفف داخلي أو خارجي للجهد والتوقف في حالة التيار. يتبع ذلك مخزن مؤقت عالي المقاومة وسلسلة من مراحل الكسب و محول A / D .
يتحكم معالج الإشارة الرقمية في الكسب وتحويلات A / D للمدخلات المعالجة. يتم توفير مفتاح تلقائي صفري في المقدمة لدقة التيار المستمر.
يمكن لمحلل الطاقة هذا قياس العديد من المعلمات مثل W ، VA ، VAr ، عامل الطاقة ، الطور ، جذر متوسط التربيع الحقيقي ، التوافقيات الأساسية ، TIF ، المعاوقة ، ارتفاع الجهد ، إلخ ... يمكن التحكم في العملية الكاملة لمحلل الطاقة باستخدام واجهة تسلسلية ، LAN أو واجهة GPIB.
تعطي التحويلة الحالية المستخدمة هنا نطاقًا تردديًا عريضًا للغاية مع حد أدنى من التحول الطوري. يساعد مخفف الجهد في تحقيق استجابة عرض النطاق الترددي العريض التي تتوافق مع استجابة التحويلة الحالية. هنا ، تتم معايرة كلتا القناتين رقميًا ، مما يلغي الحاجة إلى أي تعديلات فعلية.
عادةً ما يكون قياس الإشارة الكهربائية صحيحًا RMS تعتبر الفترة الزمنية المهمة الحاسمة لأي أداة قياس. يصبح هذا القياس مهمة معقدة عند تطبيقه على إشارات التيار المتردد.
عندما يتعلق الأمر بإشارات التيار المتردد لحساب RMS الحقيقي لشكل موجة التيار المتردد ، يجب حساب متوسط القيمة عبر دورة تردد التيار المتردد. هذا يسمى التردد الأساسي للدائرة.
تعرض أجهزة تحليل طاقة التيار المتردد الإخراج كشكل موجي تناظري. يتم استخدام راسم الذبذبات المدمج هنا لعرض الإخراج. في حالة أجهزة تحليل طاقة التيار المستمر ، يتم استخدام شاشة لعرض الأرقام الرقمية.
محلل طاقة متقدم
إلى جانب قياسات الطاقة ، يمكن لمحلل الطاقة المبتكر توفير معلومات عن عوامل أخرى مختلفة. غالبًا ما تستخدم أجهزة تحليل الطاقة المتقدمة هذه لقياس قيم الطاقة الميكانيكية مثل عزم الدوران والسرعة. تعتبر هذه عوامل حاسمة في تطبيقات التصنيع.
يوفر هذا بيانات لقياس أداء وكفاءة الأنظمة الكهروميكانيكية. بعض الحسابات الإضافية التي يتم إجراؤها بواسطة أجهزة تحليل الطاقة المتقدمة هي:
- تخطيط الكفاءة.
- تحويل سريع إلى الأمام.
- تحليل توافقي .
- القوة الأساسية.
- قيم RMS.
- متجهات الفضاء وتيار DQ ، و
- المخططات القطبية والمكونات المتماثلة.
قياسات محلل الطاقة
اعتمادًا على الشركة المصنعة والطراز ، يمكن لمحلل الطاقة إجراء قياسات مختلفة. لكن بعض القياسات النموذجية التي يجب أن يحسبها كل محلل طاقة هي الجهد ، التيار ، الطاقة ، معلمات ذروة الجهد ، متوسط المعلمات ، قيم RMS ، التوافقيات ، الطور ، إلخ. غالبًا ما تمتلك أجهزة تحليل الطاقة الحديثة قدرات لتخزين البيانات وتسجيل البيانات. عادة ما يتم تخزين هذه البيانات على متن الطائرة ويمكن تنزيلها في وقت لاحق أو عرضها على الشاشة.
تأتي أجهزة تحليل الطاقة مزودة أيضًا بالقدرة على توصيل البيانات أو مشاركتها عبر إيثرنت أو USB مع أجهزة كمبيوتر أخرى لمزيد من التحليل.
التطبيقات
مع زيادة استخدام العناصر الإلكترونية وزيادة الحساسية في الأحمال التي تعمل بالكهرباء ، أصبح قياس جودة الطاقة مهمة مهمة. بعض التطبيقات الأخرى لمحلل الطاقة هي كما يلي:
- التعرف على المشاكل الكهربائية.
- سجل التكلفة الإجمالية للطاقة الكهربائية المستهلكة.
- للحصول على معلومات حول المتغيرات الكهربائية المختلفة في الوقت الفعلي لتحقيق أقصى قدر من كفاءة الطاقة.
- للتحكم في الاستخدام غير الضروري للطاقة وتقليله.
- قياسات دقيقة للقدرة لتحليل محرك متغير السرعة.
- قياس كفاءة وجودة الطاقة من سائقين LED .
- تحليل الطاقة الاحتياطية باستخدام البرنامج.
تحتوي المرافق والمحطات الفرعية وصناعة الطاقة الكهربائية على محولات ومولدات وشبكات توزيع كهربائية متنوعة. للحفاظ على الأداء المثالي لهذه الأنظمة ، فإن معدات المراقبة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها مثل أجهزة تحليل الطاقة ضرورية. ما عليك سوى توصيل الأداة وعرض الحالة إما رقميًا أو بيانيًا وتسجيل البيانات والمشاركة مع الأنظمة الأخرى لمزيد من التحليل.
يمكن أن تؤدي المشكلات الكهربائية التي يواجهها المصنعون إلى تقليل الإنتاجية وأداء الماكينة إلى جانب زيادة التكاليف الكهربائية. في مثل هذه الحالات ، يمكن أن يساعد محلل الطاقة الجيد في التقاط المشكلة وتفسيرها وتشخيصها بسهولة. ما نوع محلل الطاقة المستخدم في لوحات التبديل الثانوية؟
