電源質量問題的危害及解決方案 摘要:1.電dian壓ya的de變bian化hua範fan圍wei過guo大da電dian網wang供gong電dian不bu足zu,供gong電dian部bu門men采cai取qu降jiang壓ya供gong電dian,或huo地di處chu偏pian遠yuan地di帶dai,損sun耗hao過guo多duo,導dao致zhi電dian壓ya偏pian低di。電dian網wang用yong電dian太tai少shao,導dao致zhi電dian壓ya偏pian高gao電dian壓ya低di負fu載zai不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo,電dian壓ya太tai高gao,負fu載zai使shi用yong壽shou命ming縮suo短duan,或huo將jiang負fu載zai燒shao毀hui。 關鍵詞:電源 1.電壓的變化範圍過大 電dian網wang供gong電dian不bu足zu,供gong電dian部bu門men采cai取qu降jiang壓ya供gong電dian,或huo地di處chu偏pian遠yuan地di帶dai,損sun耗hao過guo多duo,導dao致zhi電dian壓ya偏pian低di。電dian網wang用yong電dian太tai少shao,導dao致zhi電dian壓ya偏pian高gao電dian壓ya低di負fu載zai不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo,電dian壓ya太tai高gao,負fu載zai使shi用yong壽shou命ming縮suo短duan,或huo將jiang負fu載zai燒shao毀hui。 2.波形失真(或稱諧波Waveform Distortion) 普遍的波形失真指標準電源波形的多種諧波。電網諧波產生的原因是整流器、UPS電源、電子調速裝備、熒光燈係統、計算機、微波爐、節能燈、調光器等電力電子設備和電器設備中開關電源的使用或二次電源本身自身產生。 諧波對公用電網的危害主要包括: 1)使公用電網中的元件產生附加的諧波損耗,降低了發電、輸變電設備的效率,大量的3次諧波流過中性線時,會引起線路過熱甚至發生火災; 2)影響各種電氣設備的正常工作,除了引起附加損耗外,還可使電機產生機械振動、噪聲和過電壓,使變壓器局部嚴重過熱,使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短,以致損壞; 3)會引起公用電網中局部並聯諧振和串聯諧振,從而使諧波放大,使前述的危害大大增加,甚至引起嚴重事故; 4)會導致繼電保護和自動裝置誤動作,並使電氣測量儀表計量不準確; 5)會對鄰近的通信係統產生幹擾,輕者產生噪聲,降低通信質量,重者導致信息丟失,使通信係統無法正常工作。 3.突波(或稱電湧Power Surges) 指在瞬間內(數毫秒間)輸出電壓有效值高於額定值110%,持chi續xu時shi間jian達da一yi個ge或huo數shu個ge周zhou期qi。是shi破po壞huai精jing密mi電dian子zi設she備bei的de主zhu要yao元yuan凶xiong。除chu受shou到dao雷lei擊ji產chan生sheng外wai另ling外wai主zhu要yao是shi由you於yu在zai電dian網wang上shang連lian接jie的de大da型xing電dian氣qi設she備bei關guan機ji開kai機ji時shi,電dian網wang因yin突tu然ran卸xie載zai而er產chan生sheng的de高gao壓ya。 電湧的危害: 計算機技術發展至今,多層、超規模的集層芯片,電路密集,趨向是集成度更高、元器件間隙更小、導線更細。幾年前,一平方厘米的計算機芯片有 2,000個晶體管而現在的奔騰機則超過10,000,000個。從而增加了計算機受電湧損壞的概率。 由you於yu計ji算suan機ji的de設she計ji和he結jie構gou決jue定ding了le它ta應ying在zai特te定ding的de電dian壓ya範fan圍wei內nei工gong作zuo。當dang電dian湧yong超chao出chu計ji算suan機ji能neng承cheng受shou的de水shui平ping時shi,計ji算suan機ji將jiang出chu現xian數shu據ju亂luan碼ma,芯xin片pian被bei損sun壞huai,部bu件jian提ti前qian老lao化hua,這zhe些xie症zheng狀zhuang包bao括kuo:出乎預料的數據錯誤,接收/輸送數據的失敗,丟失文檔,工作失常,經常需要維修,原因不明的故障和硬件問題等等。 雷(lei)電(dian)電(dian)湧(yong)遠(yuan)遠(yuan)超(chao)出(chu)了(le)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)其(qi)它(ta)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)所(suo)能(neng)承(cheng)受(shou)的(de)水(shui)平(ping),絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia),造(zao)成(cheng)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)其(qi)它(ta)電(dian)器(qi)設(she)備(bei)的(de)當(dang)即(ji)毀(hui)壞(huai),或(huo)數(shu)據(ju)的(de)永(yong)遠(yuan)丟(diu)失(shi)。即(ji)使(shi)是(shi)一(yi)個(ge)20馬力的小型感應式發動機的啟動或關閉也會產生3,000-5,000伏的電湧,使和它共用同一配電箱的計算機在每一次電湧中都會受到損壞或幹擾,這種電湧的次數非常頻繁。 電湧對敏感電子電器設備的影響有以下類型: 破壞 電壓擊穿半導體器件 破壞元器件金屬化表層 破壞印刷電路板印刷線路或接觸點 破壞三端雙可控矽元件/晶閘管…… 幹擾 鎖死、晶閘管或三端雙向可控矽元件失控 數據文件部分破壞 數據處理程序出錯 接收、傳輸數據的錯誤和失敗 原因不明的故障…… 過早老化 零部件提前老化、電器壽命大大縮短 輸出音質、畫麵質量下降 ● 電湧會毀壞哪些電氣設備? 含有微處理器的電氣設備極易受到電湧的毀壞,這包括計算機及輔助設備、程序控製器、PLC、傳真機、電話機、留言機等;程控交換機、廣播電視發送機、影視設備、微波中繼設備;家電行業的產品包括電視機、音響、微波爐、錄象機、洗衣機、烘幹機、電冰箱等。 調查數據表明:在保修期出現問題的電氣設備中,有63%是由於電湧造成的。 4.尖波(或高壓尖脈衝Spikes) 指峰值達6000V,持續時間從萬分之一秒至二分之一周期(10ms)的電壓。這主要是由於雷擊、電弧入電、靜態放電或大型電氣設備的開關操作而產生。 危害:在煉鋼廠、 軋鋼廠或者大量使用晶閘管設備、電火花設備、電力機車等地方,這種尖峰幹擾為害尤厲。其幅度大的可達數百伏甚至上千伏,而脈寬一般為μS數量級。雷電也常以尖峰脈衝方式入侵。尖峰脈衝幅度很大時,會破壞工控機開關電源輸入濾波器、整流器甚至主振管。再加之其頻譜很寬,也會竄入計算機造成幹擾。 5.瞬態過電壓(transient overvoltage)和暫態過電壓(temporary overvoltage) 指峰值電壓高達20000V,但持續時間界於百萬分之一秒至萬分之一秒的脈衝電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似於高壓尖脈衝,主要由雷電所致。 危害:以大規模集成電路為核心組件的測量、監控、保護、通信、計算機網絡等先進電子設備廣泛運用於電力、航空、國防、通信、廣電、金融、交通、石化、醫療以及其它現代生活的各個領域,以大型CMOS集成元件組成的這些電子設備普遍存在著對暫態過電壓、過電流耐受能力較弱的缺點,暫態過電壓不僅會造成電子設備產生誤操作,或者造成電子設備受到幹擾,數據丟失,或暫時癱瘓;嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀,使整個係統陷於癱瘓。 6.電壓下陷/下降(Sags & Brownouts) 指市電電壓有效值界於額定值的80-85%之間的低壓狀態,並且持續時間達一個到數個周期,甚至更長。其產生原因包括:大型設備啟動和應用、大型電動機啟動、或大型電力變壓器接入、主電力線切換、線路過載等。 危害:電壓下陷是最常見的電力問題,它占了電力問題的87%。電源可能因某種原因而造成短時間的電壓下降。它對計算機的影響輕則使keyboard等接口設備暫停作業,重則使數據流失、檔案毀壞。電壓的下陷同時也會使計算機內的組件毀壞,以致於壽命減短。 7.三相電壓不平衡 指各相之間電壓不相等或相角不相等,由於各相負載不平衡造成。 三相不平衡的危害和影響 三san相xiang不bu平ping衡heng是shi指zhi三san相xiang電dian源yuan各ge相xiang的de電dian壓ya不bu對dui稱cheng。是shi各ge相xiang電dian源yuan所suo加jia的de負fu荷he不bu均jun衡heng所suo致zhi,屬shu於yu基ji波bo負fu荷he配pei置zhi問wen題ti。發fa生sheng三san相xiang不bu平ping衡heng即ji與yu用yong戶hu負fu荷he特te性xing有you關guan,同tong時shi與yu電dian力li係xi統tong的de規gui劃hua、負荷分配也有關。《電能質量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用於交流額定頻率為50赫茲。在電力係統正常運行方式下,由於負序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡。該標準規定:電力係統公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%,短時間不得超過4%。 對變壓器的危害。在生產、生活用電中,三相負載不平衡時,使變壓器處於不對稱運行狀態。造成變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負載損耗)。根據變壓器運行規程規定,在運行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側額定電流的25%。此外,三相負載不平衡運行會造成變壓器零序電流過大,局部金屬件升溫增高,甚至會導致變壓器燒毀。 duiyongdianshebeideyingxiang。sanxiangdianyabupinghengdefashengjiangdaozhidadaoshubeidianliubupinghengdefasheng。youdaodiandongjizhongniniujuzengjia,congershidiandongjidewendushangsheng,xiaolvxiajiang,nenghaozengjia,fashengzhendong,shuchukuihaodengyingxiang。gexiangzhijiandebupinghenghuidaozhiyongdianshebeishiyongshoumingsuoduan,jiasushebeibujiangenghuanpinlv,zengjiashebeiweihudechengben。 斷路器允許電流的餘量減少,當負載變更或交替時容易發生超載、短路現象。中性線中流入過大的不平衡電流,導致中性線增粗。 對線損的影響。三相四線製結線方式,當三相負荷平衡時線損最小;當一相負荷重,兩相負荷輕的情況下線損增量較小;當一相負荷重,一相負荷輕,而第三相的負荷為平均負荷的情況下線損增量較大;dangyixiangfuheqing,liangxiangfuhezhongdeqingkuangxiaxiansunzengliangzuida。dangsanxiangfuhebupinghengshi,wulunhezhongfuhefenpeiqingkuang,dianliubupinghengduyueda,xiansunzengliangyeyueda。 8.雜訊幹擾(或稱噪聲Noises) 指射頻幹擾(RFI)和電磁幹擾(EFI)及其它和種高頻幹擾。源於電磁波或高頻波感應,它是高頻率的變化,在正常電力50Hz頻率上介於15-100%電位擾動。馬達運行、斷電器動作、馬達控製器工作、廣播發射、微波輻射及電氣風暴都會造成噪聲。 危害:雜訊過大,可能讓電腦CPU產生誤判,嚴重者可能燒壞CPU和其他電腦配件,可造成無線電傳輸中斷。 感應傳導到四周環境,導致其他電子設備. 無法正常工作。 可使民航係統工作失效,通信不暢,計算機運行錯誤,自動設備誤動作。 澳其斯交流參數電源綜合調節器,對提高配網的供電質量有著重要的作用。該裝置具有如下功能: (1)在原側電壓波動或2―3周波短時停電的條件下,維持負載側電壓恒定; (2)在原側電壓不平衡且諧波條件下,維持負載側三相電壓平衡; (3)可補償負載側電流諧波和無功,使網側隻提供有功電流; (4)可補償負載側不平衡的電流諧波,使網側電流為三相平衡; (5)可排除各種微觀電源幹擾汙染。
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