電源品質の測定：調査実施のヒント
電源品質の問題を調査および分析する
安定した高品質の電力供給は、可用性だけでなく 電源品質（電力品質） も重要である。しかし、 高調波ひずみ や電圧変動から落雷や機器故障の影響に至るまで、電源品質の問題の根本原因を特定することは複雑な課題です。これらの障害は、肉眼では見えないことが多く、機器の誤動作や操業停止時間、さらには安全上の危険につながる可能性があります。徹底的な電源品質調査を実施することは、これらの問題を診断・軽減し、電気システムの全体的なパフォーマンスを向上させるための第一歩です。
この記事では、電源品質調査を実施し、電源品質の問題を特定するための有用なヒントと要点を提供します。施設管理者、電気技師、または単に電気システムの最適化に関心がある人にとって、これらのガイドラインは、安定した高品質の電力供給を確保するための取り組みにおいて不可欠なツールとなることでしょう。
始める前に
準備段階のキーポイント
電源品質調査の測定に入る前に、現場に関する詳細な情報を収集することが重要です。この基礎知識により、より正確な評価と潜在的な改善領域の特定が可能になります。
そのためには、以下の情報を収集する必要があります。
- 回路配線
- サイトの電源が三相か単相かを判断する。
- 中性線の有無を確認する。
- 単相に分割された3相回路など、混在した回路配線を特定する。
- 直流回路も測定する必要があるかどうかを評価する。
- 公称電源電圧
- 公称電源電圧（110 V、220 V、440 Vなど）を確認します。
- 電圧の異なる複数の電源線がある場合は注意してください。
- 周波数
- ほとんどの電源は50 Hzまたは60 Hzで動作するが、例外もあります。航空機や船舶のようなシステムは、最大400Hzの周波数で動作することもあります。電源ラインの周波数を確認することは非常に重要です。
- 電流容量
- 測定するシステム内の電流容量を把握することは非常に重要です。測定に適切な電流センサーを選択するのに役立ち、最終的には調査の精度と効率を高めます。
- その他、施設全体に関する情報
- 主要な電気装置の運転サイクルや、施設内で追加または変更された機器のある無し、施設内の配電系統の確認などの情報。
このような事前調査準備への包括的なアプローチにより、徹底的かつ効果的な電源品質解析が保証され、実用的な洞察と改善のための段階が整います。
電源品質の問題を診断するためのステップ
電源品質問題の根本原因を見つけることは難しい場合があります。以下のいくつかのヒントは、電源品質の測定に役立ちます。ここでは、電源品質の測定に役立つ4つのヒントを紹介します。
1. 何を？
電源品質の問題に起因するトラブルシューティングを解決するには、状況把握がキーポイントとなります。まず、どのようなトラブルが発生しているのかを知る必要があります。ヒントとしては、機器から発生する熱や異音を探すことが挙げられます。
2. いつ？
次に、トラブルがいつ発生したのかを知る必要があります。周期的なのか、断続的なのか。具体的な日時が分かればなお良いです。イベントが記録されている場合、その時間帯に稼動中または再起動している機器によってトラブルが発生している可能性があります。何時に発生し、何時にトラブルが収まったかを正確に把握することで、どの機器または場所がトラブルの原因であるかを特定しやすくなります。
3. どこで？
次のステップは、測定場所を特定することです。たとえば、電力系統の入口部分で測定した場合、電圧と電流の傾向から有用な情報が得られる可能性があります。電圧と電流の両方が低下している場合、原因を建物外にあると予想されます。電圧が低下している場合は、短絡または突入電流がビル内部で問題を引き起こしたと推測できます。複数の場所で同時に測定することで、問題の原因を特定することができます。
4. 何が原因なのか？
最後に、測定が完了したら、問題の根本原因を推測することができます。電源品質の事象を特定の日時で分類し、機器のスケジュールや最近の機器の変更（追加または撤去）などのサイト情報と照合します。このアプローチは、問題の原因を突き止めるための貴重な手がかりとなります。
電源品質解析のための測定ツール
電源品質を測定するには、専用の電源品質アナライザを使用します。HIOKIでは、高精度タイプのPQ3198とスタンダードタイプのPQ3100の2種類を用意している。表1にその概要を示す。
測定用
表1: 電源品質アナライザの概要
| 製品モデル | PQ3198 | PQ3100 |
|---|---|---|
| 規格適合性 |
|
|
| 基本周波数 | DC/50 Hz/60 Hz/400 Hz | DC/50 Hz/60 Hz |
| イベントパラメーター | トランジェント電圧、スウェル、ディップ、瞬停、周波数変動、突入電流、THD | |
異常を捉える測定可能なイベント機能：
| 該当なし | |
| 高度な過渡測定: 2MS/s、6 kV | 標準過渡測定: 200kS/s、2.2 kV | |
| 基本的な高調波測定 | ||
| 高度な高調波測定 | 高次高調波（Supraharmonics）：2 kHz～80 kHz | 該当なし |
| 用途 | 機器故障の原因となる電源状態の調査、診断、対策が必要な場合。 | システムの負荷容量を把握したり、システムの電力品質を把握したりするために、電力系統の調査を実施する必要がある場合。 |
解析用
測定器はデータを記録するためだけのものであり、解析にはソフトウェアが必要です。どちらも大切だということを改めておさらいしておきましょう。
HIOKIの電源品質アナライザで取得したデータは、PQ ONEというソフトウェアを使って解析することができます。
図1にPQ ONEソフトウェアの表示例を示します。このPQ ONEの便利な機能を紹介しましょう：
- 1.イベント統計
- 2.イベントリスト
- 3.トレンドグラフとイベントの詳細
- 4.EN 50160判定機能
図1：PQ ONEの表示例
- 1. イベント統計
- 日付または時間によるイベント統計を表示します。この機能により、特定の時間帯や曜日に発生した異常を簡単に発見することができます。また、特定の曜日に発生した異常も簡単に検出できます。
2. イベント一覧
イベントの発生状況を日別または時刻別に統計表示します。 決まった時間帯や曜日に発生する電源異常を容易に発見できます。
- 3. トレンドグラフとイベントの詳細
- トレンドグラフは、測定の全体像を示します。トレンドグラフは、異常の発見を容易にします。イベント詳細は、測定中に発生した電源品質イベントの詳細情報を表示されます。イベントの大きさ、時間、長さ、波形の形状などの詳細が表示されます。これらのデータを解析することで、電源品質問題の手がかりを見つけることができます。
- 4. EN 50160判定機能
- 測定データを解析し、トレンド部の電圧変動からEN50160規格に適合しているかどうかを判定する機能です。基本的には電源品質の良否を判定します。
PQ ONEソフトウェアでは、数回クリックするだけでレポートを自動生成する便利な機能も提供しています。
まとめ
何が真の問題なのか、いつ、どこで発生しているのか、そしてそれらの問題の原因を明確に理解することで、問題を軽減するための対策を講じることができ、効率と生産性を向上させることができます。HIOKIの電源品質アナライザを使用すれば、検出が困難な電源品質の問題も診断することができます。HIOKIがお客様の生産プロセスの改善にどのようにお役に立てるか、今すぐHIOKIにお問い合わせください。
