Zu den Problemen bei der Stromversorgung, die Industrieanlagen am häufigsten betreffen, gehören Spannungsabfälle und -schwellen, Oberschwingungen, Transienten sowie Spannungs- und Stromungleichgewichte.

In eine ausgewogene drei-phase system, die phase spannungen sollte gleich oder sehr nahe gleich. Unwucht oder Unwucht ist ein Maß für die Ungleichheit der Phasenspannungen. Spannungsungleichgewicht ist das Maß für Spannungsdifferenzen zwischen den Phasen eines Dreiphasensystems. Es verschlechtert die Leistung und verkürzt die Lebensdauer von Drehstrommotoren.

Die Auswirkungen der Transienten auf Motoren können schwerwiegend sein. Die Isolierung der Motorwicklung kann ausfallen, was zu einem kostspieligen frühen Motorausfall und ungeplanten Ausfallzeiten führen kann.

Prüfung auf transiente Spannung in Motoren

Transiente Spannungen — vorübergehende unerwünschte Spannungsspitzen oder Spannungsstöße in einem Stromkreis — können von einer beliebigen Anzahl von Quellen innerhalb oder außerhalb einer Industrieanlage stammen.

Benachbarte Lasten, die sich ein- oder ausschalten, Kondensatorbänke zur Leistungsfaktorkorrektur oder sogar entferntes Wetter können transiente Spannungen in Verteilungssystemen erzeugen. Diese Transienten, die in Amplitude und Frequenz variieren, können in Motorwicklungen erodieren oder einen Isolationsausfall verursachen

Das Auffinden der Quelle dieser Transienten kann aufgrund der Häufigkeit des Auftretens und der Tatsache, dass sie auftreten, schwierig sein Symptome können sich auf unterschiedliche Weise präsentieren. Beispielsweise kann ein Transient an Steuerkabeln auftreten, die nicht unbedingt direkt Geräteschäden verursachen, aber den Betrieb stören können.

Eine gute Möglichkeit, Transienten zu identifizieren und zu messen, ist die Verwendung eines dreiphasigen Netzqualitätsanalysators mit Transientenfunktion, z. B. des Fluke 438-II Netzqualitäts- und Motoranalysators. Die transiente funktion auf die meter ist set zu mehr als 50 V über der normalen spannung. Das Display des Messgeräts zeigt dann die potenziell problematische Spannung über 50 V an – die Transienten.

Wenn bei einer ersten Messung keine Transienten gefunden werden, empfiehlt es sich, die Stromqualität im Laufe der Zeit mit einem fortschrittlichen industriellen Stromqualitätslogger wie dem dreiphasigen Stromqualitätslogger Fluke 1750 zu messen und zu protokollieren.

Was verursacht unsymmetrische Spannung?

Ein unsymmetrisches Drehstromsystem kann dazu führen, dass Drehstrommotoren und andere Drehstromlasten aufgrund der folgenden Faktoren eine schlechte Leistung oder einen vorzeitigen Ausfall aufweisen:

• Mechanische Beanspruchungen in Motoren durch geringere als normale Drehmomentabgabe
• Höherer als normaler Strom in Motoren und dreiphasigen Gleichrichtern
• Unwuchtstrom fließt in Neutralleitern in dreiphasigen Wye-Systemen

Spannungsungleichgewicht an den Motorklemmen verursacht eine hohe Strombilanz, die 6- bis 10-mal so groß sein kann wie die Spannungsungleichgewicht an den Motorklemmen spannungsungleichgewicht. Unsymmetrische Ströme führen zu Drehmomentpulsation, erhöhter Vibration und mechanischer Belastung, erhöhten Verlusten und Überhitzung des Motors. Spannungs- und Stromungleichgewichte können auch auf Wartungsprobleme wie lose Verbindungen und verschlissene Kontakte hinweisen.

Unwucht kann an jedem beliebigen Punkt im Verteilungssystem auftreten. Lasten sollten gleichmäßig über jede Phase eines Panelboards verteilt werden. Sollte eine Phase im Vergleich zu anderen zu stark belastet werden, ist die Spannung in dieser Phase niedriger. Transformatoren und Drehstrommotoren, die von diesem Panel gespeist werden, können heißer laufen, ungewöhnlich laut sein, übermäßig vibrieren und sogar vorzeitig ausfallen.

Berechnung der Spannungsunsymmetrie

Die Berechnung zur Bestimmung der Spannungsunsymmetrie ist einfach. Das Ergebnis ist die prozentuale Unwucht und kann verwendet werden, um die nächsten Schritte zur Fehlerbehebung bei Motorproblemen zu bestimmen. Es gibt drei Schritte in der Berechnung:

1. Bestimmen Sie den Spannungs- oder Stromdurchschnitt
2. Berechnen Sie die größte Spannungs- oder Stromabweichung
3. Teilen Sie die maximale Abweichung durch die durchschnittliche Spannung oder den durchschnittlichen Strom und multiplizieren Sie sie mit 100% Unwucht = (Maximale Abweichung vom Durchschnitt V oder I / Durchschnitt V oder I) x 100

Eine manuelle Unwuchtberechnung ist eine Zeitpunktbestimmung der Spannungs- oder Stromunwucht. Ein Motorantriebsanalysator wie der Fluke 438-II zeigt Spannungs- oder Stromungleichgewichte in Echtzeit an, einschließlich aller Variationen der Unwucht.