1. 概述

隨著制藥企業(yè)自動化程度的提高，以電力電子技術為代表的各種整流、逆變、變頻等設備比重不斷增大，加上來自于電網(wǎng)的電能質量影響，供電電力系統(tǒng)往往存在嚴重的電能質量問題。由于制藥行業(yè)的負載主要是變頻器所帶的空調、泵類、空壓機、攪拌器、風機、離心機、凍干機、提純設備等。變頻器的應用一方面在運行過程中會產(chǎn)生大量高次諧波，諧波對供電系統(tǒng)、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相當敏感，當電壓變化幅值超過額定值15%時將引起停機。

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

在配電室進線位置接入在線電能質量監(jiān)測裝置，通過數(shù)據(jù)分析為后續(xù)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展的重要工作。

2. 電能質量問題

電能質量問題可使精密計量儀表誤差增大甚至產(chǎn)生錯誤；電壓突然跌落會造成包括空調、凍干機、封裝設備等敏感負載停機；電壓波動可引起場館照明系統(tǒng)異常；諧波可啟動按負序整定的保護和自動裝置，引起元件誤動，造成停機停電事故。

針對制藥企業(yè)，電能質量造成的主要危害如下：

（1）電壓暫態(tài)擾動導致裝置停機

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

（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。同時變頻器諧波也可能引起變壓器繞組及線間電容之間的共振。

（3）諧波影響各電器元件正常工作

諧波對電動機的影響有：電機附加發(fā)熱使電機額外升溫；產(chǎn)生機械震動、噪音及過電流。諧波會使電力電容器發(fā)生過載、過熱甚至損壞。當電容器與線路阻抗達到共振時會發(fā)生振動、短路、過電流及產(chǎn)生噪聲。諧波電流會使開關設備在啟動瞬間產(chǎn)生很高的電流變化率，破壞絕緣。

3. 系統(tǒng)方案

電能質量測量分析是發(fā)現(xiàn)引起電能質量擾動的重要一環(huán)，可以用來對供電狀態(tài)進行監(jiān)控分析。獲得的數(shù)據(jù)可以為解決方案提供關鍵依據(jù)。

配電室安裝在線電能質量監(jiān)測裝置，對進線供電質量及內部用電情況實時進行實時監(jiān)測，并通過顯示屏友好展示，對于發(fā)生的重要事件可以通過聲光報警或手機短信自動報警的方式提醒用戶。硬件裝置安裝于配電柜，分別采集兩個回路的高壓及低壓側的電量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)在指定的計算機或顯示設備上清晰展示。

4. 系統(tǒng)要求

電能監(jiān)測系統(tǒng)可以長期、實時獲取現(xiàn)場電能質量數(shù)據(jù)、實現(xiàn)電能質量分析、判斷負荷分布與能量需求、偵測系統(tǒng)負荷變化等功能，在出現(xiàn)電能質量事件的實時記錄。能夠快速發(fā)現(xiàn)問題并有效進行分析診斷的在線電能儀表需要滿足以下要求：

4.1電氣不間斷監(jiān)測

監(jiān)測裝置自帶UPS，在工作電源失效的情況下，繼續(xù)記錄測量回路。

4.2電壓波動監(jiān)測記錄

精確記錄電壓暫態(tài)擾動事件，圖形化展示電壓暫升、電壓暫降、短時中斷。

4.3 測量精度要求

測量精度應滿足下述要求：電流、電壓 ±0.1%；功率 ±0.2 %，頻率 ±0.01Hz，不平衡度 ±0.5%，諧波 ±0.5%，有功電能及無功電能 Class 0.5S。

4.4現(xiàn)場及遠程顯示及設置

監(jiān)測裝置可通過電腦、手機瀏覽器或設備本體顯示屏對電能質量指標的實時數(shù)據(jù)進行顯示和設置。

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(jiān)測到的數(shù)據(jù)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，或相關觸發(fā)條件的邏輯組合。

4.7聲光報警及提示

對于超限值或突發(fā)電能質量事件，支持現(xiàn)場報警和提示功能，同時記錄如過載程度、發(fā)生時間，設備通信異常信息、電力參數(shù)指標異常超限信息等。

4.8電能質量事件記錄

精確記錄發(fā)生的各類電能質量事件信息，提供包括時間，事件類型，數(shù)據(jù)及持續(xù)時間、有效值趨勢圖，瞬時波形圖在內的關鍵信息。

4.9故障錄波及數(shù)據(jù)下載

對于電能質量事件發(fā)生時的電流、電壓波形需要精準記錄，并可以通過瀏覽器下載保存為Excel 文件。

5. 測量裝置

DM5000應用級電能質量在線監(jiān)測終端

DM5000應用級在線電能質量分析儀作為4象限電能表，通過導軌式現(xiàn)場安裝，無需開孔動火，可以監(jiān)控并記錄包括電壓波動、短路等暫態(tài)事件，和諧波、不平衡情況等穩(wěn)態(tài)事件，操作簡便，通過Web瀏覽器即可查看分析。

6. 實施安裝

在線電能系統(tǒng)的安裝施工，不影響現(xiàn)有電氣系統(tǒng)配置，無需額外的動土、動火施工工程，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(xiàn)有設備運行。數(shù)據(jù)通過在線電能分析裝置，使用以太網(wǎng)或Modbus 485的方式上傳系統(tǒng)。