Fluke - Reducing Downtime by Troubleshooting Power Quality Disturbances

Application Note Avoid the problem in the first  place All these problems can be avoided  by taking a pro-active approach to  power quality, and this starts with  awareness. Ensuring good power  quality requires frequent inspection,  good maintenance practices and the  appropriate inspection equipment.  Only tools specifically designed to  troubleshoot, record and analyze  power quality parameters, provide  the detailed information you need   to locate a variety of disturbance  sources and to correctly diagnose the  problem. Some equipment may even inject  undesirable events or power distur- bances back into a facility’s electrical  distribution system under normal  operating circumstances. Equipment  such as switched-mode power sup- Prevent expensive downtime Today’s industrial and commercial  businesses that rely on precision  electronics and computer-based  equipment for their daily operations  need to be aware of the potential  cost of poor power quality. Sensitive  electrical loads are vulnerable to  power disturbances that affect overall  power quality. Good power quality  is absolutely critical for maintaining  productivity and process consistency  throughout an organization. Recognize the signs! Typical signs of a power quality  problem include flickering lights,  poor computer performance, lock-ups  and data loss, nuisance tripping of  breakers and variable speed drives,  as well as overheating equipment  such as motors and transformers.   If these warning signs are ignored,  power quality problems may quickly  lead to unscheduled downtime, prod- uct waste, critical processes failure  or damaged equipment – as well as  risks to personal safety and excessive  power costs. When production is interrupted by  a power disturbance, profit is lost on  the products not manufactured and  sold. Interruptions can also damage  a partially completed product, caus- ing the material to be scrapped.  Reacting to a power disruption also  ties up maintenance resources. And  for computer-based or online busi- nesses, the time taken to reboot  workstations, and recover pending  transactions or unsaved documents  is significant. Lost time equates to  lost revenue. Reducing Downtime by  Troubleshooting Power  Quality Disturbances plies in IT equipment, variable speed  drives in electrical motors, and  high-frequency electronic-controlled  lighting in offices are all good  examples.  What are power disturbances? Power disturbances are defined in  terms of magnitude and duration.  When a power disturbance falls   outside of specified operating limits,  equipment may be disrupted or  damaged. Typical power quality   disturbances include dips, swells,  harmonic distortion, unbalance,  flicker and transients. Poor power quality is a potential source of problems in motors, lighting,  IT networks and more. A pro-active approach to troubleshooting and  solving power quality problems can save considerable time and money  in terms of preventing unplanned downtime, damaged production,   unnecessarily high energy bills, and even fines for ‘polluting’ the  upstream supply. 

This type of preventive main- tenance is based on regular inspec- tions, and in addition to power quality  checks, involves the use of tools such  as thermal imagers. This helps detect  hot spots, or signs of overheating in  electrical panels, wire connections  and electrical motors.  When investigating disturbances,  consider taking a bottom-up  approach. It is advisable to start at  the suspect load and work back to  the service entrance. In doing this,  it is possible to determine where the  problem disappears and therefore to  pinpoint the source. Much of the time and cost associated  with power disturbances can be  prevented by regular maintenance  inspections. A good practice is to  measure power quality as part of   an overall preventive/predictive  maintenance program. In doing so, a  regularly implemented set of mea- surements can help predict problems  before they harm equipment or shut  down critical processes. These mea- surements can be taken without  interrupting operations. Parameters  such as voltage stability as well as  levels of harmonic distortion and  unbalance are good indicators of  load and distribution system health. Power Quality Troubleshooting Tool Preventive maintenance in the fight against  poor power quality Troubleshooters and   analyzers These include portable instruments  with clamp meters for frontline trou- bleshooting. They help you quickly  see the presence of disturbances such  as harmonics and voltage variations  on single- and three-phase loads,  and determine their magnitude on  the spot. Measurement results are  shown instantly in the display.  Examples include single-phase and  three-phase power quality analyzers  for predictive maintenance, quality-of- service compliance and load studies. Loggers and recorders In contrast, portable power quality  recording and logging tools are set  up and left behind for a longer period  of time, for example a week, to cap- ture intermittent disturbances. They  are used for validating incoming  power quality at the service  entrance. Captured events and trend  data are subsequently evaluated and  reports easily created using software. Such recording and analysis tools  are also useful for conducting load  studies to determine whether the  existing electrical system can acco- mmodate the addition of new loads.  The measured results are analyzed  later back in the office, and reports  are created on a PC. Tools for power quality  troubleshooting and analysis Regular test tools cannot get to the  bottom of many power quality issues.  Only tools specifically designed to  capture power quality parameters  provide the detailed information  required to draw conclusions and to  execute the right corrective solutions.  These tools include troubleshooters,  analyzers, loggers and recorders that  are used for: •   Frontline troubleshooting:   Quickly diagnose problems on- screen to get your operation back  up and running. •   Predictive maintenance:   Detect and prevent power quality  issues before they cause downtime. •   Quality of service compliance:   Validate incoming power quality at  the service entrance and evaluate  voltage quality according to local  standards. •    Long-term analysis: Long-term analysis:   Uncover hard-to-find or intermittent  power issues over time. •   Load studies: Load studies:   Determine if the existing power  distribution system can cope with  new loads, keep track of power  factor, and to quantify energy   consumption. Power Quality Recording Tool Power Quality Trending & Analysis

‘Out-of-the-box’ solutions for troubleshooting,  recording & analyzing power quality in your facility: Fluke offers professional state-of-the-art solutions for investigating power quality  issues, ranging from portable single-phase and three-phase tools for troubleshooting,  to advanced recorders for capturing even the fastest intermittent events. They are  characterized by being easy to set up, and are supplied as complete solutions with  software, probes, clamps and other accessories to get started immediately with  power quality measurements. The comprehensive data-analysis software provides  statistical summaries, trend diagrams, and helps generate professional ‘customized’  reports. For example: Fluke Corporation  PO Box 9090, Everett, WA USA 98206Fluke Europe B.V.  PO Box 1186, 5602 BD   Eindhoven, The Netherlands For more information call:  In the U.S.A. (800) 443-5853 or   Fax (425) 446-5116  In Europe/M-East/Africa (31 40) 2 675 200 or   Fax (31 40) 2 675 222  In Canada (800) 36-FLUKE or   Fax (905) 890-6866  From other countries +1 (425) 446-5500 or   Fax +1 (425) 446-5116  Web access:  http://www.fluke.com © 2006, Fluke Corporation. All rights reserved.   Printed in the Netherlands 09/06  Data subject to alteration without notice.  Pub_ID 11148-eng Fluke. Keeping your world  up and running. TM Fluke 435 Class-A Power  Quality Analyzer The 435 three-phase power quality  analyzer is fully Class-A compliant,  and has advanced logging functions,  user-configurable measurements,  and a large memory for detailed  long-term recording of events.   It comes with instrument-powered  flexible current probes and Power- Log software for analyzing data and  creating reports.  Fluke 1740 Series Power  Quality Loggers The 1740 Series Power Quality   Loggers are for everyday trouble- shooting and analysis of power   distribution systems. Three models  offer a choice of functions for appli- cations like disturbance analysis,  load studies and ‘quality-of-service’  compliance. Voltage measurement  accuracy is Class-A compliant.   The easy-to-set-up instruments   can capture events and log 500  parameters for 85 days. Fluke 1760 Class-A Power  Quality Recorder Intended for utilities and industrial  distribution systems in medium- and  low-voltage networks, the 1760  Power Quality Recorder captures  comprehensive details for distur- bance analysis and ‘quality-of- service’ compliance testing in  accordance with Class-A. It is quick  to set up, has configurable thres- holds and scale factors, GPS time  synchronization, an uninterrupted  power supply, and a 2 GB memory.  More information and detailed specifications can be found under www.fluke.com