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電源知識

七大電源質(zhì)量問(wèn)題的危害及解決方案

發(fā)布日期:2014-07-25


 

七大電源質(zhì)量問(wèn)題的危害及解決方案

 
1、電壓的變化范圍過(guò)大  

  電網(wǎng)供電不足,供電部門(mén)采取降壓供電,或地處偏遠地帶,損耗過(guò)多,導致電壓偏低。電網(wǎng)用電太少,導致電壓偏高,電壓低負載不能正常工作,電壓太高,負載使用壽命縮短,或將負載燒毀。 

  2、波形失真(或稱(chēng)諧波WaveformDistortion)  

  普遍的波形失真指標準電源波形的多種諧波。電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的原因是整流器、UPS電源、電子調速裝備、熒光燈系統、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(kāi)關(guān)電源的使用或二次電源本身自身產(chǎn)生。  

  諧波對公用電網(wǎng)的危害主要包括:  

   1)使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的諧波損耗,降低了發(fā)電、輸變電設備的效率,大量的3次諧波流過(guò)中性線(xiàn)時(shí),會(huì )引起線(xiàn)路過(guò)熱甚至發(fā)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(chǎn)生機械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓,使變壓器局部嚴重過(guò)熱,使電容器、電纜等設備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短,以致?lián)p壞;  

  3)會(huì )引起公用電網(wǎng)中局部并聯(lián)諧振和串聯(lián)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(huì )導致繼電保護和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作,并使電氣測量?jì)x表計量不準確;  

  5)會(huì )對鄰近的通信系統產(chǎn)生干擾,輕者產(chǎn)生噪聲,降低通信質(zhì)量,重者導致信息丟失,使通信系統無(wú)法正常工作。  

  3、突波(或稱(chēng)電涌PowerSurges)  

  指在瞬間內(數毫秒間)輸出電壓有效值高于額定值110%,持續時(shí)間達一個(gè)或數個(gè)周期。是破壞精密電子設備的主要元兇。  

  除受到雷擊產(chǎn)生外另外主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設備關(guān)機開(kāi)機時(shí),電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓。  

  電涌的危害:  

  計算機技術(shù)發(fā)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(xiàn)更細。幾年前,一平方厘米的計算機芯片有2,000個(gè)晶體管而現在的奔騰機則超過(guò)10,000,000個(gè)。從而增加了計算機受電涌損壞的概率。由于計算機的設計和結構決定了它應在特定的電壓范圍內工作。當電涌超出計算機能承受的水平時(shí),計算機將出現數據亂碼,芯片被損壞,部件提前老化,這些癥狀包括: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(jīng)常需要維修,原因不明的故障和硬件問(wèn)題等等。雷電電涌遠遠超出了計算機和其它電氣設備所能承受的水平,絕大多數情況下,造成計算機和其它電器設備的當即毀壞,或數據的永遠丟失。即使是一個(gè)20馬力的小型感應式發(fā)動(dòng)機的啟動(dòng)或關(guān)閉也會(huì )產(chǎn)生3,000-5,000伏的電涌,使和它共用同一配電箱的計算機在每一次電涌中都會(huì )受到損壞或干擾,這種電涌的次數非常頻繁。  

  電涌對敏感電子電器設備的影響有以下類(lèi)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(xiàn)路或接觸點(diǎn);  

  破壞三端雙可控硅元件/晶閘管……。 

  干擾  

  鎖死、晶閘管或三端雙向可控硅元件失控;  

  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;  

  原因不明的故障……。  

  過(guò)早老化  

  零部件提前老化、電器壽命大大縮短;  

  輸出音質(zhì)、畫(huà)面質(zhì)量下降。  

  電涌會(huì )毀壞哪些電氣設備?  

  含有微處理器的電氣設備極易受到電涌的毀壞,這包括計算機及輔助設備、程序控制器、PLC、傳真機、電話(huà)機、留言機等;程控交換機、廣播電視發(fā)送機、影視設備、微波中繼設備;家電行業(yè)的產(chǎn)品包括電視機、音響、微波爐、錄象機、洗衣機、烘干機、電冰箱等。調查數據表明:在保修期出現問(wèn)題的電氣設備中,有63%是由于電涌造成的。  

      4、瞬態(tài)過(guò)電壓(transientovervoltage)和暫態(tài)過(guò)電壓(temporaryovervoltage) 

  指峰值電壓高達20000V,但持續時(shí)間界于百萬(wàn)分之一秒至萬(wàn)分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類(lèi)似于高壓尖脈沖,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(wǎng)絡(luò )等先進(jìn)電子設備廣泛運用于電力、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(gè)領(lǐng)域,以大型CMOS集成元件組成的這些電子設備普遍存在著(zhù)對暫態(tài)過(guò)電壓、過(guò)電流耐受能力較弱的缺點(diǎn),暫態(tài)過(guò)電壓不僅會(huì )造成電子設備產(chǎn)生誤操作,或者造成電子設備受到干擾,數據丟失,或暫時(shí)癱瘓;嚴重時(shí)可引起元器件擊穿及電路板燒毀,使整個(gè)系統陷于癱瘓。  

  5、電壓下陷/下降(Sags&Brownouts)  

  指市電電壓有效值界于額定值的80-85%之間的低壓狀態(tài),并且持續時(shí)間達一個(gè)到數個(gè)周期,甚至更長(cháng)。其產(chǎn)生原因包括:大型設備啟動(dòng)和應用、大型電動(dòng)機啟動(dòng)、或大型電力變壓器接入、主電力線(xiàn)切換、線(xiàn)路過(guò)載等。  

  危害:  

  電壓下陷是最常見(jiàn)的電力問(wèn)題,它占了電力問(wèn)題的87%。 

  電源可能因某種原因而造成短時(shí)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(yè),重則使數據流失、檔案毀壞。電壓的下陷同時(shí)也會(huì )使計算機內的組件毀壞,以致于壽命減短。 

  6、三相電壓不平衡  

  指各相之間電壓不相等或相角不相等,由于各相負載不平衡造成。  

  三相不平衡的危害和影響  

  三相不平衡是指三相電源各相的電壓不對稱(chēng)。是各相電源所加的負荷不均衡所致,屬于基波負荷配置問(wèn)題。發(fā)生三相不平衡即與用戶(hù)負荷特性有關(guān),同時(shí)與電力系統的規劃、負荷分配也有關(guān)!峨娔苜|(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用于交流額定頻率為50赫茲。在電力系統正常運行方式下,由于負序分量而引起的PCC點(diǎn)連接點(diǎn)的電壓不平衡。該標準規定:電力系統公共連接點(diǎn)正常運行方式下不平衡度允許值為2%,短時(shí)間不得超過(guò)4%。  

  對變壓器的危害。在生產(chǎn)、生活用電中,三相負載不平衡時(shí),使變壓器處于不對稱(chēng)運行狀態(tài)。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(xiàn)電流不得超過(guò)變壓器低壓側額定電流的25%。此外,三相負載不平衡運行會(huì )造成變壓器零序電流過(guò)大,局部金屬件升溫增高,甚至會(huì )導致變壓器燒毀。  

  對用電設備的影響。三相電壓不平衡的發(fā)生將導致達到數倍電流不平衡的發(fā)生。誘導電動(dòng)機中逆扭矩增加,從而使電動(dòng)機的溫度上升,效率下降,能耗增加,發(fā)生震動(dòng),輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會(huì )導致用電設備使用壽命縮短,加速設備部件更換頻率,增加設備維護的成本。斷路器允許電流的余量減少,當負載變更或交替時(shí)容易發(fā)生超載、短路現象。中性線(xiàn)中流入過(guò)大的不平衡電流,導致中性線(xiàn)增粗。  

  對線(xiàn)損的影響。三相四線(xiàn)制結線(xiàn)方式,當三相負荷平衡時(shí)線(xiàn)損最;當一相負荷重,兩相負荷輕的情況下線(xiàn)損增量較;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(xiàn)損增量較大;當一相負荷輕,兩相負荷重的情況下線(xiàn)損增量最大。當三相負荷不平衡時(shí),無(wú)論何種負荷分配情況,電流不平衡度越大,線(xiàn)損增量也越大。  

 7、雜訊干擾(或稱(chēng)噪聲Noises)  

  指射頻干擾(RFI)和電磁干擾(EFI)及其它和種高頻干擾。源于電磁波或高頻波感應,它是高頻率的變化,在正常電力50Hz頻率上介于15-100%電位擾動(dòng)。馬達運行、斷電器動(dòng)作、馬達控制器工作、廣播發(fā)射、微波輻射及電氣風(fēng)暴都會(huì )造成噪聲。  

  危害:  

  雜訊過(guò)大,可能讓電腦CPU產(chǎn)生誤判,嚴重者可能燒壞CPU和其他電腦配件,可造成無(wú)線(xiàn)電傳輸中斷。  

  感應傳導到四周環(huán)境,導致其他電子設備無(wú)法正常工作。  

  可使民航系統工作失效,通信不暢,計算機運行錯誤,自動(dòng)設備誤動(dòng)作。

 

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