电能质量研究及负载的故障排查
Mac McArthur的办公室位于华盛顿州的Puyallup，塔科马港市以东。他的工作包括为商业、工业和居民区的客户开展电能质量研究，同时，还承担新建大楼电气系统的安装代理业务，以及旧楼的电气系统重新布线工作。
购买电能记录器的起因
2006年下半年，McArthur承接了一项颇具挑战性的工作。他的调查对象是一家瓦楞纸生产厂家，当地电厂提供的一台1,500 kVA变压器负责处理该厂的电气负荷。变压器为277/480 伏、四线的Y型设备，虽然只承担了额定负载的65%，但由于温度过高停止工作。工厂聘请McArthur寻找问题的根源所在。
“我带着基本的仪器来到现场，其中包括一台单相电能质量分析仪和福禄克189 True-rms数字万用表，但还是另外租用了一台租金较高的电源记录器-这台设备的外型象一个黑盒子，通过它我可以了解变压器的运行情况，但是，它却无法提供很多我真正感兴趣的参数。”McArthur解释说，这就意味着仪器测得的很多数据并没有实际用途，却大量占用内存。此外，由于仪器不带显示器，无法验证测试人员的设置正确与否。
McArthur使用这些仪器和租来的电源记录器，确定故障的根源在于客户端变压器。当然，电厂也要求工厂尽快纠正存在的问题，防止另外一台变压器重蹈覆辙。因此，工厂聘请McArthur对问题进行诊断。“我们用数字说话，”McArthur介绍说，“这台变压器可以在大约1800安培的电流下正常工作，工厂的满负载电流只有1,100到1,200安培之间，问题在于，工厂的工作间内还有很多直流电驱动设备。我们注意到，正是这些直流电驱动设备，使得变压器在机器全部开动的时候不堪重负。由于偶次谐波（特别是二次、四次和六次谐波）的振幅较大，问题其实是显而易见的。我们进行了进一步的测试，证明由于变压器的核心工作负荷过重，使得其输出电压降低大约6到8伏。这就是问题的根源所在。”
McArthur从进线口处开始测试读数，然后慢慢过渡到设备处-对其进行单独的负荷测试。结果发现，有一部分较高的直流电流从变压器处被反射回去，随后，他开始探究原因何在。
开始，顾问发现这股奇怪的 直流电来自于其中一台驱动设备，正是这台模切机的驱动设备将大量二次和四次谐波反射回配电板，然后再进入变压器之中。这些偶次谐波说明直流电的存在。工厂工作人员根据McArthur提出的建议，购置了一台新设备，让原先那台使用了二十多年的老爷机器退居二线。
McArthur借助于手边的仪器，终于找出了罪魁祸首：一台具有相似驱动设备的模切机，McArthur同样建议进行更换。但是，工厂负责人希望McArthur能给出更换机器的证据，证明只要更换了这台机器，变压器就能够得到妥善的防护。之前的设备升级、在现有模切机上安装新设备和控制器，这些工作本身就有不小的技术难度，再加上整个工程的成本着实不菲，厂方不希望耗费时间和金钱却收效甚微的情况再次发生。
福禄克fluke 1735是刚刚推向市场的新产品，不仅能够测试并显示引起工厂配电系统故障的谐波，McArthur 认为，它还能在布线和负载研究、能源使用测评工作中大显身手。此外，该仪器还能捕捉电压事件-包括电压的骤升骤浆和电压中断。
用McArthur自己的话来说：“有谐波存在的工作环境中，fluke 1735 就是非常有用的。如果和随设备附赠的软件配套使用，还可以随意对每条独立的谐波进行分析，并绘制趋势图或柱形统计图，但是就目前这项工作而言，我只需观察客户变压器输出的二次和四次谐波振幅即可。”
回到工厂
McArthur购买了一台福禄克fluke 1735电源记录器 ，安装在造纸厂的主变压器上。随后，他关闭了问题模切机的电源，并对电气操作环境取样。在模切机不运行的情况下，二次和四次谐波全部消失。但是，该机器开动之后，二次和四次谐波就从零一下子增大到 6 至 13 安培之间。
“我们本以为这样就解决问题了，”McArthur介绍说，“但是，重新测试主设备的时候，我们根据二次和四次谐波可以看出，直流电的大小依然如故。因此，我们只好重新返工，试图找出那些直流电的真正来源。”
购买电源记录器
初始测试阶段、第一次设备升级阶段、以及后来发现最终问题所在的测试过程中，McArthur一直致力于寻找一台更为胜任此类工作的测试仪器。他希望拥有一台售价合理的设备，既能够进行基本的测试，也可以提供测试人员真正需要的参数。最后，他购买了福禄克fluke 1735电源记录器，这是一台专为McArthur这样的顾问设计的仪器，同时也适用于工厂电气技术人员和电气安装工人。此类人员需要经常对配电系统进行测试和故障纠正，如果专门购买一台这样的设备而不是临时租用，其实更加合理。
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“这充分证明了这台设备就是我们一直在寻找的问题所在。”McArthur解释说，“我们确实需要对它进行更新换代。二次和四次谐波不能继续存在下去了。我们很清楚，一旦这些谐波消失，变压器就能够回复正常的工作状态。而一切正如我们所预料的那样。”
寻找电压下降的原因
还有一次，McArthur使用新买的
fluke 1735电源记录器 帮助一名业主解决了用电高峰期电灯变暗和电脑屏幕闪烁的问题。根据当地筑屋法的相关规定，这名客户不得推倒目前的房屋，重建新房。所以，她只能在现有房产的基础上新建大约3,000平方英尺的面积。新房用来自己居住，老房子则用来出租。
该顾问计算出新老两房的电气负载合计为305 安培。电表的额定流量为400安培，但是，电厂提供的只是一台单相25 kVA变压器，满负额定电流为104安培。
McArthur分析说：“问题在于，这名客户还使用一台四吨的热泵。每次热泵发动机一启动，额定的转子电流（LRA或发动机涌入电）就高达140安培。考虑到基本负载，再进行相关计算，可以清楚预见发动机启动时的情形：由于（每次启动）瞬时电压骤降5到6伏，灯光就会变暗。”
客户还报告说，由于变压器负载，热泵启动的时候不仅灯光会变暗，家庭办公室内的电脑也会出现屏幕闪烁的现象。McArthur解释说，电厂通常会在25 kVA 变压器上施加不超过其负担能力200%的负载。但是，该客户的变压器负载显然要高于该标准-是峰值的205%或 209%。
“我一直和电厂说，如果使用的是性能稳定的rms负载，这样操作或许还无大碍。”McArthur解释说，“但是，如果发动机的启动设备或其它设备会向系统输入很高的瞬时电流，电压一定会下降，结果导致灯光变暗。而电厂又向客户解释说：并不是工厂的责任，而是您的电气设备存在问题。”
该顾问和业主约定，将使用电表对业主的电气系统进行全面监测，“观测电力的输送情况和相应的用电情况。”他还用电源记录器进行了为期一周的数据监控。
McArthur 的测试发现，电压的平均下降程度为三个百分点，每小时出现两到三次电压下降现象。McArthur认为，根据该测试结果，向客户供电的电厂应当负责解决问题，并对变压器进行升级，但是，他同时还建议再进行一次测试，巩固发现的依据。
“在我们为期一周的测试过程中，
fluke 1735电源记录器的表现非常出色。”McArthur 介绍说，“我使用该仪器和相关的软件，每隔两分钟或二十秒对电压事件进行取样。但是，我还是希望再进行另外一个测试。”
根据 McArthur 的计划，他将在几个小时之内，每隔一秒钟对电压事件进行取样，或是使用“事件”模式进行取样。他解释说，起初的取样阶段，间隔为两分钟和二十秒，这样就造成结果中存在相当大量的周期数据。他认为，通过间隔为一秒的取样，可以获得六十个周期数据，更为“精确”地实时观测电压骤降。然后，用McArthur自己的话来说，电压骤降“会表现得更加明显”。关于使用事件模式的测量方式，McArthur 表示，他应当能够进行相应的设置，在电压骤降发生时即予识别，而结果较为相似-电压骤降的确变得较为明显。
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