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日文-計裝一詞,是指生產工廠內,安裝用於操作量測與製程控制的儀器設備。

"計裝豆知識"--就是儀器小知識,關於儀器信號連接使用時有很多術語及現場技術,您可能找不到人可以問,這個知識園地將可提供小小幫助。

請點擊相關標題,即可展開/收合相關詳細說明。能麒企業(股)公司 身為日本M-SYSTEM技研代理商,希望相關說明有助於負責系統設計規劃或現場維護的使用者。

內容將陸續追加,敬請期待與追蹤。

 

 

 

1. 關於高諧波 /2003.05

在高中和大學學到的交流電(電路)理論中,使用的電壓和電流波形為“正弦波”,數學公式表示為“sinωt”(ω:角速度,t:時間)。電力公司實際提供的電壓波形為正弦波。然而,近年來,包括閘流體的變頻器已廣泛用於家電用品和工廠設備中,因此波形失真已成為問題。

 

什麼是諧波?

這裡討論的失真波形是多個正弦波的合成,其頻率是基本頻率(關東為50Hz,關西為60Hz)的整數倍。信號含有這種整數倍頻率的正弦波稱為高諧波。具有2倍基本頻率的正弦信號稱為“2次諧波”,而3倍時被稱為“3次諧波”。

 

圖1是示波器測量的交流電源輸出波形。該波形不包含任何失真信號,因此它是“sinωt”波形本身。圖2是從插座上測量的電壓波形。明顯與圖1中的波形不同,是包含各種類型的設備(例如變換器、電腦、直流電源設備、烙鐵和示波器)直接連接到此插座的波形。這些設備中可能有某些正在產生高諧波,或可能正在測量在其他位置產生的高諧波。

 

 

 

高諧波的影響和測量方法

高諧波會影響各種設備。表1中列出概略狀況。

 

其中,可看出高諧波對含有功率電容器的設備影響很大。據說從1989年開始7年時間內,東京有41台電容器設備的電抗器燒毀。

 

高諧波的測量方法,是利用稱為傅立葉轉換的方法來計算失真的波形,找到所包含的每個頻率分量的大小。由於是將其分為基本頻率和其他頻率,因此可以計算相對於基本波形的高諧波百​​分比及失真率(高諧波的有效值/基本波的有效值)。傅立葉轉換是常在數學和物理等許多領域中應用的方法。

 

順便說一下,當對圖2的波形進行傅立葉變換時,得到的結果是3次諧波為1.7%,第5次諧波為1.4%,而第7次及更高次諧波僅為奇次諧波,每個諧波得到的結果為0.2%~0.5% 

 

設備 現象
含功率電容器相關設備 電容器 異音、振動、燒毀
電抗器 過熱、焼毀
保險絲 溶斷
家電產品 電視機 畫面閃爍
音響 雜音
漏電斷路器 誤動作
其它 各種控制設備 誤動作
馬達 異音、振動
電梯 振動、運轉停止

 

 

對功率因數改善電容器的影響

電容器的基本特性,頻率越高時阻抗越低,電流就變大。因此,當產生高諧波時,高諧波電流將流向電容器。功率因數改善電容器通常包含相當於電容器容量6%的電抗(線圈),在諧波較少的年代為了防止電容器和配電線路之間發生共振,吸收和減少3次和5次諧波而設置。但是,現在高諧波增加並超過可吸收的極限,所以諸如過熱和燒毀的事故增加了。JIS C 4902在1998年修訂版中允許設置高的諧波電流6%的電抗器。由於這些高諧波容許電流是以5次諧波規定的,因此5次諧波的失真成為電容器裝置保護的問題。

 

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2.交流功率變換器的動作原理 /2012.07

使用波形圖說明交流功率變換器的計算方法。

 

功率變換器是一種依據電流與電壓來計算出功率,並將此功率信號輸出的變換器。交流電源無法像直流電源般以“有效電壓值×有效電流值”這樣的簡單方法來計算。我們都學過

交流功率(W) = 電壓(V)× 電流(I)× 功率因數

的公式,但是在實際的功率變換器中,我們不使用上述公式。實際上使用

將電壓信號和電流信號即時相乘來平滑輸出信號

的方式。該信號具有“正(+)”和“負(—)”符號,其中正表示“受電”,而負表示“送電”。

 

在交流電的情況下,因為負載而導致電壓和電流之間出現相位差。實際的圖像中電壓和電流相乘獲得的波形圖如下所示

 

功率因數為1的波形圖

當電壓和電流同相位時的功率因數為1,相當於純電阻負載。相乘後輸出的波形全部在正側。

 

 

功率因數為0的波形圖

當電壓和電流相位差90度時,功率因數為0,相當於純電感性(線圈)或純電容性(電容器)負載。相乘後的輸出波形有一半在正側,一半在負側,平滑處理後變為0。

 

也就是,當交流電流流過純線圈或電容器時的功率消耗為0。

 

 

潮流電源波形圖

如果電流和電壓相位差180度時,則輸出將完全為負,這意味著處於送電狀態而不是受電。當受電狀態和送電狀態在不同時間間隔發生時,就像潮汐的潮起潮落,因此被稱為潮流電力。

 

 

配線方式不同的計算方法

3相4線式是從N(中性點)的角度對3相的功率加總來計算。而3相3線式是由其中1相(S相)對另2相(R相和T相)的功率加總來計算。

 

 

M-SYSTEM技研的功率測量產品

M-SYSTEM技研的功率變換器可分為完全類比型和數位型。

 

在類比型中,乘法電路由類比電路組成,而在數位型中,電壓和電流經過AD轉換,然後在CPU相乘並進行平滑化處理。

 

 

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3. 交流電的表達及計算方式 /1999.02

交流電的表達

當表達交流電流的大小時,依據數值的使用目的,使用各種方法來表達。

●最大值(PEAK)

從交流電的零點到峰值之間的幅度,以“10V0-p”來表示。表達測量儀器的性能的入力上限時使用。

 

●p-p(peak to peak,峰到峰)

從交流電的最大負值到最大正值之間的大小,以“10Vp-p”來表示。對於信號變換器,通常表示直流電輸出中包含的交流電成分(漣波)。

 

●有效值

當交流電施加到電熱器等負載時,產生的有效熱量為等效直流值,它是交流電瞬時值的均方根(root mean square),也是RMS值。是交流電表達時最常見表示形式,顯示為“10V”,在單位(V)之後沒有其他追加代號。

 

交流變換器中的計算方法

眾所周知,近年來,電力負載已從傳統的線圈/電阻/電容器複合負載變為使用半導體的負載。測量交流電的問題是由使用半導體引起的波形失真。必須根據這種失真的大小來選擇適合變換器的計算方法。M-SYSTEM技研提供以下三種計算基礎方法的變換器

 

●平均值校正方法

平均值雖是交流信號相對於時間求取的平均值,但變換器將平均得到的值乘以1.11即可將其變換為有效值。由於平均值計算的對象是正弦波形,因此波形失真會直接影響到變換精度。

 

●近似有效值校正方法

當失真小於50/60Hz基本信號(150/180Hz分量為5%以下)時,此方法是一種校正和計算有效值的方法。

 

●有效值計算方法

執行入力信號的均方根處理後,幾乎可以在不受失真影響的情況下進行測量。

考慮到實際使用情況,我們將介紹3種計算方法的應用例

 

圖2中的位置“A”,因為必須考慮負載造成的失真,有效值計算方法是合適的。在位置“B”處,負載造成的失真雖然被合併,但失真仍然存在,此時請使用有效值計算或近似有效值校正方法。而“C”點是受電端,因此可以使用任何方法進行測量。如果要極力減少誤差的發生且有足夠的預算,則建議使用有效值計算方法。

 

 

 

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4. 交流電的測量 /2003.02

在上一篇中,我們描述如何表達交流電的大小以及交流電變換器中使用的計算方法的。這次,我將更詳細地解釋“交流電”的測量。

 

如何表達交流電正弦波的大小

下面列出了交流電正弦波f(t)大小的各種表示方式(請參考圖1)。

1)瞬時値[f(t)] :任意時刻的值

2)最大値[Vm] :瞬時值的最大值

3)平均値[V MEAN] :一個週期(T)內的絕對瞬時值的平均值

平均值可以由數學公式(1)來表示。

3)有效値[V] :瞬時值的均方根

有效值可以由數學公式(2)來表示。

儘管有點複雜,但有效值是可以獲得與直流電相同功率的交流電大小,並用直流電的大小來表示。舉一個具體的例子,當電阻式負載流過一定大小的交流電時,與直流電流過時產生的功率(熱量)相同時,這個直流電的值(電壓或電流值)就可以說是交流電的"有效值",因此,除非另有說明,否則交流電的大小通常表示有效值。

 

 

交流電的測量

處理交流電時,最需要的是有效值。過去,交流電基本上是主變壓器的激磁電流和電容器的充電電流,波形失真很小。因此,只要在計算平均值的儀表上增加有效值刻度(1.111倍)來顯示有效值。這裡的儀表是指“可動線圈型儀表”,特點是比例平均。另一方面,使用“可動鐵片型儀表”來測量具有波形失真嚴重的交流電,因為該儀表是以有效值來計算,其特點是非等比例。

 

 

各種波形的有效值和平均值

作為參考,表1列出了典型波的有效值和平均值。

 

 

 

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5. 終端電阻 /1993.09

終端電阻的應用

終端電阻可以安裝在高頻通信線末端。M-SYSTEM 技研的多重傳輸系統MsysNet系列和DAST系列中也會使用。也常用於各廠牌PLC現場網路分歧式(multidrop)配線。

 

為什麼需要終端電阻

當高頻信號流經線路末端切斷的通信電纜線時,纜線切斷面會有反射信號和原始信號將混合在一起,造成該信號不正常,終端電阻的作用就是防止這種反射現象。

 

終端電阻的動作

如果使用無限長的電纜(電纜的長度很長,即使另一端短路或放開,從這一側也看不到任何變化),在一端施加頻率為f Hz的1V電壓,而電流Y mA在芯線之間流動。此時,該電纜的阻抗Z為

Z =1(V)/ Y (mA)[kΩ]

 

接下來,將其切割成有限的長度,並在末端連接一個Z [kΩ]電阻。從原本位置來看,線之間流動的電流Y不變,因此該線在牆壁另一側可以視為無限長。此電阻即稱為終端電阻。

 

假設如圖1所示的無限長電纜和帶有終端電阻電纜這2種類型。首先,從牆壁的前端向無限長的電纜施加脈波式電壓。施加的電壓在衰減的同時被傳輸到無限遠,沒有被反射回來。

接下來,對帶有終端電阻的有限長度電纜施加脈波。也不會反射回來。這是因為施加的脈波的能量被終端電阻完全吸收了。

 

當以這種方式在具終端電阻的電纜上施加脈波電壓時,電纜內部的電壓波形看起來就像原始的波形一樣。但是,電壓的絕對值會因線路而衰減。

 

終端電阻值

終終端電阻的阻值取決於電纜的類型和傳送規格(RS-485..等)。M-SYSTEM技研生產的製品都有內含,需要時請在傳輸電纜末端的以短路線連接方式,或添加在配線端子上。

 

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6. 接點保護的常識及陷阱 /1995.07

當開閉線圈和馬達等電感性負載電路時,接點斷開(OFF)時會產生數倍於額定電壓的反電動勢(突波)。另一方面,在負載為電容器和燈的的情況下,當接點導通(ON)時,將造成極大的突波電流流動。上述的結果,將在接點處會產生電弧,或者因大電流流過而損壞接點。同時也會因此產生雜訊干擾,對周圍設備產生不利影響。為了避免此類故障通常會使用保護電路加以保護。

 

接點保護電路

下面,我們將介紹常用的保護電路並說明注意事項。

C-R方式:

利用電容器來抑制接點斷開(OFF)時的突波。另一方面,接點接通(ON)時的突波電流將受到電阻的限制。

• 可用於交流、直流負載

• 電感性負載的復歸時間將會有延遲

電源電壓高的電路

• 在交流負載的情況下,負載的阻抗要比CR的阻抗小得多

• 會有小電流流過CR,可能會引起誤動作。

電源電壓低的電路

 

二極體方式:

產生的突波透過二極體流經線圈,並在線圈消耗。

• 只可用於直流負載

• 與CR相比,復歸時間有所延遲

 

二極體與稽納二極體併用方式:

復歸時間太慢時有改善效果。

• 可用於交流、直流負載

 

突波吸收器方式:

突波吸收器將吸收接點斷開(OFF)時產生的高電壓。

• 只可用於直流負載

• 與CR一樣,當電源電壓大時在接點之間安裝,而電源電壓小時則在負載之間安裝

• 復歸時間略有延遲

 

 

不當的保護電路

乍看之下,即使電路看起來像是接點保護電路,但可能會損壞接點。必須注意不要使用這種電路。

 

接點間加入電容器電路:

接點斷開(OFF)時,電荷會儲存電容器(C)中,當接點閉合(ON)時,儲存在電容器(C)中的電荷會成為短路電流而流動,進而使接點易於熔接故障。

 

 

 

負載兩端加入電容器電路:

當接點閉合(ON)時,流向電容器(C)中的充電電流會成為突入電流而流動,進而使接點易於熔接故障。

 

請確保了解接點保護電路的特點,再正確的使用。

 

 

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7. 比0~10,000V電壓信號更耐干擾的4~20mA DC電流信號 /1993.10

電流信號已被當作統一的儀器信號,因為與空壓信號相比,沒有響應延遲的問題毫無疑問,系統配置時需要由這些具有顯著進步電子技術的接收儀表或電腦相結合。但不僅如此,有一個不能忽視一個事實,使用4〜20mA DC的電流信號時,即使電力設備可能產生較大的雜訊電壓,它仍然能夠以穩定高精度的方式進行傳送。

 

雜訊造成的影響

我們將介紹如何透過簡單的計算,讓您瞭解雜訊的強度。

 

如果在電壓信號0~10V的傳輸線中加入10V的雜訊(圖1上),結果是與信號電壓相當的雜訊電壓會作為受信電壓出現。試著想想在4~20mA DC電流信號的傳輸線路上也產生10V雜訊電壓的情況(圖1下)。

 

從電流輸出型變換器的輸出端子來看,變換器的電阻值通常為1MΩ以上,一般約為5MΩ左右。所以,10V雜訊電壓流經250Ω受信電阻的電流值依公式 I(A)= V(V)/ R(Ω)

I=10(V)/10 6(Ω)=10 -5(A)=0.01(mA)

結果,可以看出雜訊小於20mA信號的1/2000,根本不會造成測量上的問題。僅影響1/2000的10V雜訊電壓的2,000倍電壓,也就是要到0到20,000V(但是,雜訊電壓必定低於電流輸出類型變換器輸出電路中電晶體的耐壓極限35V以下)。

 

 

與電源相關信號的對比

用於功率測量的信號,與4至20mA DC相比,即使PT 0至150V AC的輸出也可以說是極易受雜訊影響的信號。此外,在CT輸出方面,因電路電阻低,容許的電路電阻值也低,因此很難進行遠端顯示,若將這些集中管理,透過可以精確地轉換為4至20mA DC的M-UNI變換器將可良好運作。

 

 

信號位準和連接線

從信號電壓位準和連接線之間的關係可看出電流信號對抗雜訊的能力。對於0~10 mV DC的電壓信號,即使只有幾米長的配線,除非使用隔離線並有一點正確的被接地,否則很難有準確的量測,即使在0~1 V的情況下也是如此。

 

相對地,若使用NTT的專用線(芯線較細且沒有隔離網),也可以在較遠的接收點準確測量4~20mA DC的電流信號。

 

 

電流信號的傳送距離

使用電流信號時,會看到標示容許的負載阻抗。M-UNIT為0~750Ω。這是信號傳輸纜線被接受的電阻值,如果是一般電纜線,此電阻值約為10至30 km。

0.55φ纜線      100Ω/km

1.25φ纜線      約18Ω/km

2.05φ纜線      10Ω/km

 

(均為往返電阻值)

 

 

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8. 是PT還是VT?(關於變壓器的縮寫)/1994.06

在電力傳送變電和電力接收電電等與電力有關的設備中量測量交流高壓時,首先必須以準確的比率大幅降低電壓並將其轉換為易於量測的電壓。此時使用的變壓器被稱為電位差變壓器(Potential Transformer),以將其與電力傳送使用的變壓器區別,並在圖面中被統一用PT作為縮寫來表示。最近,這種變壓器被稱為Voltage Transformer(電壓變換器),以縮寫VT出現在圖例中。

 

這是一個舊故事,所以第一次遇到PT縮寫時感到有點奇怪。Potential一詞被翻譯為電位,一般來說,相對於參考電位的電位差(otential Difference)被認為是與直流有關的術語,所以會使人以為是直流電壓,因此突然被用於交流電壓時會感到困惑。但是,一直認為是為了將計器用變壓器與電力傳送用的泛用變壓器(Voltage Transformer)區分開來,於是特別採用“電位Potential”一詞。之後,也就不再感覺有特殊的違和感。反倒是,當後來再度出現VT這個新詞時,又讓人再次感到驚訝。

 

因為可能會有很多人可能也會感到困惑,所以調查了使用VT表達方式的背景,想概要地加以說明。

 

簡短的結論就是PT和VT一直都存在,PT主要在美國被使用,而VT則主要在歐洲被使用,其實就像美語和英語的區別。日本跟隨美國的表達方式,所以JIS 就採用PT來表示,因此目前已全部統一使用PT。

 

但是,隨著國際標準化的最新發展,1988年為了符合IEC標準而對JIS C1731(計器用変成器)進行了修改,並在說明中推薦使用VT。但是,目前,並非所有相關JIS 都已切替為VT,可以看出,JIS仍處​​於過渡狀態。換句話說,儘管已表示了方向,但是並沒有統一為VT,暫時仍希望將PT和VT併用。

 

我的結論是,當今的美國和日本仍然普遍使用PT,因此無需立即變更為VT。例如,M-SYSTEM技研的產品中將PT輸出轉換為儀器用的直流統一信號稱為PT變換器,如立即將其更改為VT變換器可能會引起不必要的混亂,相對地,我也認為這是不需要。但是,應該要充分了解以上狀況,根據將來的發展採取必要的措施。

 

JIS本身沒有強制力,但對於日本術語統一的基礎,具有重要意義。因此,在變更這種方式被廣泛使用的技術術語時,即使不是變更單位制,也需要一定的過渡期來統一相關JIS,希望能徹底宣傳,提供大衆更詳細的資訊。這樣,將可減少混亂容易被接受。

 

 

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9. 電力基礎 (第1部) /2006.05

交流與有效值

我們周圍使用的電力有由乾電池、蓄電池等提供的直流電(方向和大小恆定的電壓),以及由電力公司供應給一般家庭的(單相)交流電(以正弦波形週期性地改變方向和大小的電壓)兩種類型的電壓。

 

要了解直流電和交流電之間的關係,請想像白熾燈泡(電阻負載)點亮的情況。為了使燈泡得到相同的發光亮度,需要相同電量的直流電和交流電。而要得到100V直流電壓施加於100V額定燈泡相同的亮度時,交流電壓需要的交流振幅為100 x√2= 141(V)。順便說一下,以共同的值來表達產生相同效果的直流電壓和交流電壓是很方便的,因此,將具有直流 100(V)相同電力的振幅141(V)的交流電壓表示為“有效值為100V的(交流)電壓”。從家庭插座獲得的AC 100V就是用有效值表示(圖1)。

 

 

相位差和功率因數

將交流電壓e 施加到除電阻之外還具有線圈(電感)或電容器(電容)的設備(負載)上時,它和流動的電流之間會產生相位差φ。流過電感性(電感+電阻)負載的電流 iL 會產生相對於e 的落後相位(圖2)。

 

在直流電的情況下,電壓V和電流I的乘積稱為功率。

P = V ・ I

電壓的單位為V(伏特),電流的單位為A(安培),功率的單位為W(瓦特)。

 

在交流電的情況下,需計算整個波形變動週期內瞬間電壓和瞬間電流的乘積,並將其平均值定義為有效功率(或簡稱為功率),如公式(1 )所示。

P = Ve ・ Ie ・ cosφ …(1)

Ve是電壓的有效值,Ie是電流的有效值,Ve・Ie稱為視在功率(單位VA:volt-ampere)。

此處顯示的cosφ稱為功率因數。φ是電壓和電流之間的相位差。

直流電本質上是沒有相位的,但是交流電是有相位的。功率因數隨著電壓和電流之間相位差的增加而減小。

 

諸如加熱器和白熾燈泡​​之類的電阻性負載,功率因數為1(φ= 0,相位差為零),因此直流電和交流電的功率用相同的公式表示。在諸如螢光燈或馬達之類的電容器(電容性)或線圈(電感性)的負載中,電壓和電流之間會出現相位差,因此不僅有功功率也會產生無功功率(單位為var:乏)。電容器和線圈不會消耗功率,但是會轉移功率。由於透過轉移時線路會消耗功率,因此相位差越大,使用的功率就越低。

 

功率因數(cosφ)就是表示能有效使用功率的比例(圖3)。

 

對線圈施加交流電壓時,電流相位會落後90°。電感型負載(例如馬達)的相位會落後。落後是指電流的相位相對於電壓而言是落後的。φ的值為正值。

 

 

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10. 電力基礎 (第2部) /2006.06

提高功率因數的好處

本月,我們將介紹如何透過改善功率因數來節省電費。

 

交流電的有效功率如公式(1)所示。

 P = Ve · I e ·cosφ…(1)

Ve是電壓的有效值,Ie是電流的有效值,cosφ是功率因數。φ是電壓和電流之間的相位差。

 

公式(1)中,如果cosφ變小而要獲得相同的有效功率,則視在功率Ve · Ie必須增加。從電力公司發送的電壓通常要用變壓器降低。因此,視在功率的增加意味著變壓器之類的設備也將增加。

 

又或者,在公式(1)中,假設Ve為固定,若cosφ變小則必需將Ie變大。但Ie越大,配電線路的電阻引起的損耗將更大,因此就需要較粗的配電線路。

 

但,如果提高cosφ(接近於1),也就是藉由提高功率因數,就可以有效地使用設備。此外,電費也有就功率因數提供優惠補助。以85%為基準,功率因數每提高1%,基本費就可減少1%。相反地,如果功率因數下降1%,則基本費將增加1%。

 

接下來,如何確定功率因數這件事,就要透過電力公司安裝的累計電表所測量的有效功率和無效功率。用電度數的定義是消耗的電量乘以消耗的時間。將這兩個數據1個月的累計值用來計算該月的功率因數。例如,有效功率為200kWh,而無效功率為100kvarh,則該月的功率因數依據圖1可得知為89%。

 

由於89-85 = 4,因此當月的基本費將會減少4%。

 

那麼,要如何才能提高功率因數呢?

 

當向電容器施加交流電壓時,電流的相位會領先90°。電容器主要被用於提高功率因數,並與負載並聯安裝。但是,電容器有著交流電頻率增加時,電流越容易流動的特性,因此,在晚上時電腦或電視機等被大量開機的情況下,恐將導致高頻率電流流入電容器中,造成電容器燒毀。

 

線圈則相反地,具有交流電頻率越高,電流流動越困難的特性。

 

因此,將電容器串接線圈(一般稱為電抗器)(圖2),將可以防止高頻電流流入電容器。

 

順便說一下,功率因數優惠前的基本費,是依照跟電力公司的年度“契約用電量”來決定的。當然,如果註冊較小的用電量,價格就會便宜一些。但是,如果使用量超出契約規定的用量,將需要支付罰款,而不會有所優惠。

 

因此,這就須要執行需量管理的道理。

 

年度契約容量是以瞬間用電量為基礎。為了要選擇最適合的用電契約,必須監視需量值,掌握整年度最大用電量的時間。各電力公司雖然有所不同,但是通常在夏季用電量高的情況下,電費會比冬季來得高,因此減少夏季的電量很重要。

 

下一步,如果希望將契約費用降低一級,那麼可以建立一個系統,在用電量接近契約容量電力時發出警報通知並採取對策來調整。

 

 

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11. 什麼是電力需量?/2018.10

本篇將解釋用來計算工廠電費的電力需量。

 

什麼是需量?

一般而言,“需量”是瞬間用電量(kW)。

 

但是,與電力公司交易時使用的“需量值”的意義略有不同。與電力公司進行交易時使用的“需求值”,是指需量時限(需求期限),換句話說,它表示每30分鐘的分割時段(期限)中的平均功率。該“需量值”就是決定契約容量的基準。

 

 

契約容量由“最大需量值”決定

電費如圖1所示,通常包含“基本費”和“流動電費”。

採高壓受電的契約容量小於500 kW的用戶,契約容量是根據“最大需量值”變動,過去一年(當月和過去11個月)中的最大需求功率(最大需量值)會用來計算基本費。換句話說,即使只有出現過一次較大的需量值,往後一年就會以此需量需來計算。

 

此外,即使是高壓受電,如果客戶的契約容量需求是500kW以上,則以個別協議來決定契約定量。在這種情況下,如果最大需 求容量超過了契約容量,將付出比平常更高的罰款。同時,也將被要求以最大需求容量(需量值)來更改契約容量。

 

換句話說,“最大需量值”將左右契約容量(需量值越大,合契約容量也將更大)。

 

如果不知道此“最大需量值”,代價就是付出昂貴電費,因此,首先要瞭解“最大需量值”是很重要的。

 

(1)最大需量值是多少?

“需量值”是30分鐘(每小時0到30分鐘,30到60分鐘)的平均使用容量。當日“需量值”中的最大值(在圖2中從14:00開始的30分鐘內的值)是當日的“最大需量值”。

 

(2)會決定整年基本費的最大需量值

“相較於每日的“最大需量值”,一個月的峰值同樣就是該月的“最大需量值”。將1年間各月份的“最大需量值”並排,如果它高於過去11個月(圖3中的8月)的“最大需量值” ,則契約容量將會被調高,下一年的基本費也將被增加。

 

(3)努力一年使電費降低

相反,如果後續一年都沒有超過8月份的“最大需量值”,則契約容量就可以降低。但是,降低多少則由“下一個峰值”來決定。如果能控制“第2峰值”在較低的用量,則可以更有效的節能和節省成本(圖4)。

 

 

透過需量控制達到節能(節省成本)

即使使用相同的電量,如果契約容量太大,電費也將顯著增加。因此,如果可以有效地控制需量,就可以節省成本。換句話說,為了減少能源成本,控制在較低的契約容量是有效方法。此外,透過需量監控抑制需求也可以減少用電量,進而達到節省能源的效果。因此,具有連續監視需量機能的電力監視系統將會很有幫助。

 

 

M-SYSTEM技研的電力需量監視產品

M-SYSTEM技研開發提供了具變動電力需量監視、預測、Mail通報、記録機能的Web機能電力監視器(型號:EDMC)(圖5),支援需量控制出力及警報出力的Web機能需量控制器(型號:BA9-EDMC),及可針對散布在工廠各處設備建構電力無線監視系統的電力量測值發送無線子局(型號:WL40W1-WTU)。如有需求請進一步連絡。

 

 

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12. 電流信號端子的+與 -  /1996.08

典型的儀表統一信號包括電壓信號1-5V DC及電流信號4-20mA DC。當有許多負載連接到端子時,請考慮端子的極性。

 

並聯受信

使用1-5V DC電壓信號時,如圖1所示將負載並接在一起。此連接方式稱為並聯受信方式。

 

 

 

串聯受信

負載連接到4~20 mA DC的電流信號時,將多個負載串聯連接(圖2)。這稱為串聯受信方式。

 

 

 

電流信號端子極性原則

電壓信號的並聯受信方式,因為做法很簡單,不必擔心連接上的問題。但電流信號的串聯受信方式時,如果不知道連接方式的原理,就不會知道端子極性的問題。

 

首先如圖 2所示,從信號源連接到要串聯的負載,。接下來,如圖3所示,思考電流由信號源的+到-的路徑。將流經每個受信設備(負載)端子的電流的入力側設置為 +,將出力側設置為 - 。

 

 

2 線式傳送器使用時

2線式傳送器採用4~20mA DC的輸出信號線供電。因此,傳送器沒有獨立的供電端子。從傳送器的名稱來看,感覺像是一個信號源,但實際上也是當做負載在動作。因此,在這種情況下,如圖4所示,也要思考電流的方向來分配極性。

 

將電流的上流側標示為+,並非一定的標準,也有製造廠商是使用不同的想法來標示極性。所以如果發現無法正常作動,建議要再仔細確認製造商的規格手冊。

 

 

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資料來源: M-SYSTEM技研