การทดสอบเดินระบบการวัดกำลังไฟฟ้าสามเฟสอย่างปลอดภัย

การวัดกำลังไฟฟ้าแบบสามเฟสอาจดูเหมือนง่ายเกินจริง: ต่ออินพุตแรงดันและกระแส ป้อนอัตราส่วนหม้อแปลง แล้วอ่านค่ากิโลวัตต์บน HMI ในทางปฏิบัติ หม้อแปลงกระแสต่อกลับขั้ว การจับคู่เฟสไม่ถูกต้อง วงจรทุติยภูมิของ CT เปิดอยู่ หรือการปรับสเกลไม่ตรงกัน อาจทำให้ได้ข้อมูลที่ดูน่าเชื่อถือแต่ไม่ถูกต้อง ดังนั้นแผนการทดสอบเดินระบบที่เชื่อถือได้จึงต้องจัดการการเดินสาย การกำหนดค่า ความปลอดภัย และการตรวจสอบความถูกต้องเป็นงานควบคุมเดียวกัน

กำหนดวัตถุประสงค์การวัดก่อน

เริ่มจากบันทึกว่าระบบต้องรายงานอะไรบ้าง ข้อกำหนดทั่วไป ได้แก่ แรงดันเฟส กระแสเฟส ความถี่ กำลังไฟฟ้าจริง กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ กำลังไฟฟ้าปรากฏ ตัวประกอบกำลัง ความต้องการใช้ไฟฟ้า และพลังงานสะสม ระบุว่าค่าใดเป็นตัวชี้วัดการปฏิบัติงาน และค่าใดใช้ขับสัญญาณเตือน การตัดสินใจควบคุม การเรียกเก็บเงิน หรือการบำรุงรักษา

บันทึกช่วงการทำงานและความแม่นยำที่คาดหวังสำหรับแต่ละค่า แนวโน้มของฟีดเดอร์ที่ใช้เพื่อการบำรุงรักษาอาจยอมรับความไม่แน่นอนได้มากกว่ามิเตอร์ระดับการเรียกเก็บเงิน วัตถุประสงค์การวัดจะเป็นตัวกำหนดคลาสของ CT อินเทอร์เฟซแรงดัน อัตราการสุ่มตัวอย่าง เวลาการอัปเดต และวิธีการตรวจสอบความถูกต้อง

ตรวจสอบสถาปัตยกรรมการวัด

ติดตามสัญญาณแต่ละเส้นจากตัวนำปฐมภูมิไปยังคอนโทรลเลอร์ กระแสอาจไหลผ่านหม้อแปลงกระแสแบบทั่วไป หม้อแปลงแบบแกนผ่า หรือคอยล์ Rogowski ก่อนเข้าสู่มิเตอร์หรือโมดูล I/O แรงดันอาจต่อโดยตรงภายในพิกัดของโมดูล หรือต่อผ่านหม้อแปลงแรงดัน ตรวจสอบว่าเอาต์พุตของเซนเซอร์ที่เลือกตรงกับอินพุตที่รับสัญญาณ

ตัวอย่างเช่น หน้าผลิตภัณฑ์ X20AP3131 ของ B&R ระบุว่าเป็นโมดูลวัดกำลังไฟฟ้าที่คำนวณค่า RMS รวมถึงกำลังไฟฟ้าจริง รีแอกทีฟ และปรากฏ ความสามารถดังกล่าวไม่ได้ทำให้ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบการจับคู่เฟสและอัตราส่วนหม้อแปลง

ใช้แบบแปลนและป้ายกำกับขั้วต่อเพื่อจับคู่แรงดัน L1 กับกระแส L1, L2 กับ L2 และ L3 กับ L3 ระบบอาจแสดงค่าขนาดกระแสที่สมเหตุสมผล แต่คำนวณกำลังไฟฟ้าไม่ถูกต้องได้ หากช่องสัญญาณแรงดันและกระแสสลับกัน

ควบคุมอันตรายที่วงจรทุติยภูมิของ CT

อย่าปฏิบัติต่อวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสเหมือนสัญญาณแรงดันต่ำทั่วไป การเปิดวงจรทุติยภูมิขณะที่มีกระแสไหลในวงจรปฐมภูมิอาจทำให้เกิดแรงดันอันตรายและทำลายฉนวนหรืออุปกรณ์ ใช้ชุดลัดวงจรและชุดตัดต่อสำหรับการทดสอบที่ได้รับการรับรอง ปฏิบัติตามขั้นตอนความปลอดภัยทางไฟฟ้าของสถานที่ และยืนยันสถานะของวงจรปฐมภูมิก่อนเปลี่ยนแปลงการเดินสาย CT

Phoenix Contact อธิบายเทอร์มินัลบล็อกหม้อแปลงที่มีหน้าสัมผัสลัดวงจรนำในตัวสำหรับวงจรทดสอบ CT ทุติยภูมิ หลักการออกแบบนี้มีความสำคัญระหว่างการเปลี่ยนมิเตอร์: ต้องลัดวงจร CT ก่อนถอดอุปกรณ์วัด อุปกรณ์ ลำดับขั้นตอน และมาตรการป้องกันที่แน่นอนต้องสอดคล้องกับการติดตั้งที่ผ่านการออกแบบและข้อกำหนดท้องถิ่น

ป้อนอัตราส่วนและโหมดการเดินสายอย่างรอบคอบ

กำหนดค่าพิกัดปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลงแรงดันและหม้อแปลงกระแสจากป้ายชื่อและแบบแปลนที่ได้รับอนุมัติ อย่าคัดลอกอัตราส่วนจากฟีดเดอร์ข้างเคียงโดยไม่ตรวจสอบ เลือกโหมดการเดินสายที่ถูกต้อง เช่น สามเฟสสี่สายหรือสามเฟสสามสาย และบันทึกว่าทิศทางกระแสเป็นจากแหล่งจ่ายไปยังโหลดหรือไม่

ตรวจสอบลำดับเฟสด้วยเครื่องมือที่เหมาะสม หากค่ากำลังไฟฟ้าจริงติดลบระหว่างการรับไฟเข้าที่ทราบแน่ชัด ให้ตรวจสอบขั้ว CT การจับคู่เฟส และรูปแบบเครื่องหมายที่กำหนดค่าไว้ก่อนใช้การกลับเครื่องหมายด้วยซอฟต์แวร์ วิธีแก้เชิงตัวเลขอาจบดบังข้อผิดพลาดด้านการเดินสาย ซึ่งภายหลังจะส่งผลต่อสัญญาณเตือนหรือยอดพลังงาน

ตรวจสอบความถูกต้องเทียบกับการวัดอิสระ

ทดสอบเดินระบบที่จุดโหลดมากกว่าหนึ่งจุดเมื่อทำได้ เปรียบเทียบแรงดันและกระแสแต่ละเฟสกับเครื่องมืออ้างอิงที่ผ่านการสอบเทียบ จากนั้นเปรียบเทียบกำลังไฟฟ้าสามเฟสที่คำนวณได้กับมิเตอร์อิสระหรือค่าประมาณที่มีเหตุผลรองรับ ทดสอบทั้งสภาวะสมดุลและไม่สมดุลตามธรรมชาติ เนื่องจากข้อผิดพลาดในการจับคู่บางอย่างจะสังเกตเห็นได้ยากภายใต้โหลดที่สมมาตร

ตรวจสอบพฤติกรรมเมื่อเป็นศูนย์หรือไม่มีการจ่ายพลังงาน ค่าที่เหลืออยู่อาจเผยให้เห็นออฟเซ็ต สัญญาณรบกวนเหนี่ยวนำ กระแสรั่วในสาย หรือปัญหาช่วงอินพุต ยืนยันว่าพลังงานสะสมเพิ่มขึ้นในทิศทางที่คาดไว้ และยอดรวมยังคงอยู่หลังรีสตาร์ตคอนโทรลเลอร์ตามที่ออกแบบไว้

แมปค่าเข้าสู่ PLC โดยไม่บดบังข้อขัดข้อง

ใช้หน่วยทางวิศวกรรมและบิตสถานะที่ระบุอย่างชัดเจน หลีกเลี่ยงจำนวนเต็มดิบที่ไม่มีชื่อ จัดเก็บอัตราส่วนหม้อแปลงที่กำหนดค่าไว้ ตัวคูณหน่วย สถานะคุณภาพ เวลาประทับการอัปเดต และสถานะการสื่อสารไว้ควบคู่กับค่าที่วัดได้ กำหนดพฤติกรรมสำหรับข้อมูลเก่า ข้อมูลไม่ถูกต้อง ค่าที่อยู่นอกช่วง และการสูญเสียอุปกรณ์วัด

การกรองอาจช่วยทำให้ช่องสัญญาณที่มีสัญญาณรบกวนมีเสถียรภาพ แต่ไม่ควรใช้เพื่อซ่อนการเดินสายที่ไม่ถูกต้องหรือเซนเซอร์ที่กำลังขัดข้อง คู่มือ PLC ProTech เกี่ยวกับการกรองสัญญาณ PLC ที่มีสัญญาณรบกวนอธิบายว่าเหตุใดเวลาการกรองจึงต้องมีเหตุผลรองรับเมื่อเทียบกับเหตุการณ์ที่ถูกต้องซึ่งสั้นที่สุดและความล่าช้าในการตรวจจับที่ยอมรับได้

จัดทำบันทึกการทดสอบเดินระบบที่ทำซ้ำได้

• แบบแปลนเส้นเดียวและแบบเดินสายฉบับแก้ไขที่ได้รับอนุมัติ
• อัตราส่วน คลาส และขั้วของ CT และหม้อแปลงแรงดัน
• เฟิร์มแวร์และไฟล์สำรองการกำหนดค่าของมิเตอร์หรือโมดูล
• ผลการตรวจสอบลำดับเฟสและการแมปช่องสัญญาณ
• ข้อมูลระบุเครื่องมืออ้างอิงและสถานะการสอบเทียบ
• ค่าความคลาดเคลื่อนที่วัดได้ในแต่ละจุดทดสอบ
• การทดสอบสัญญาณเตือน ข้อมูลเก่า และการสูญเสียการสื่อสาร
• ขั้นตอนการลัดวงจร CT และการเปลี่ยนอุปกรณ์อย่างปลอดภัย

บันทึกที่ครบถ้วนจะเปลี่ยนการแก้ไขปัญหาในภายหลังให้เป็นการเปรียบเทียบข้อมูลแทนการคาดเดา เมื่อค่ากำลังไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงอย่างไม่คาดคิด ฝ่ายซ่อมบำรุงจะสามารถแยกได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการจริง การแก้ไขการกำหนดค่า ความผิดพลาดด้านการเดินสาย หรือความล้มเหลวของการวัด

ทดสอบเดินระบบทั้งสายโซ่

การทดสอบยอมรับขั้นสุดท้ายควรพิสูจน์เส้นทางทั้งหมดตั้งแต่ตัวนำปฐมภูมิไปจนถึงหน้าจอผู้ปฏิบัติงานและระบบบันทึกข้อมูลฮิสทอเรียน ฮาร์ดแวร์ที่ถูกต้องเป็นเพียงส่วนหนึ่งของผลลัพธ์ การจัดการ CT อย่างปลอดภัย การตรวจสอบการจับคู่เฟส การปรับสเกลที่ควบคุมได้ การวินิจฉัยคุณภาพ และการตรวจสอบด้วยการวัดอิสระต่างหากที่ทำให้ข้อมูลกำลังไฟฟ้าแบบสามเฟสน่าเชื่อถือ