電源質(zhì)量問(wèn)題地危害及解決方案

電源是信息系統(tǒng)及電子產(chǎn)品地心臟，交流電源的質(zhì)量決定了信息系統(tǒng)及電子產(chǎn)品能否正常地工作。因此了解交流電源的質(zhì)量問(wèn)題，才能為其提供有效的解決方案。交流電源存在的質(zhì)量問(wèn)題有以下幾種。

 一、電源質(zhì)量問(wèn)題       

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(yuǎn)地帶，損耗過(guò)多，導(dǎo)致電壓偏低；電網(wǎng)用電太少，導(dǎo)致電壓偏高。電壓太低，負(fù)載不能正常工作；電壓太高，負(fù)載使用壽命縮短，或?qū)⒇?fù)載燒毀。

2.　波形失真（或稱諧波）產(chǎn)生的原因是整流器、UPS電源、電子調(diào)速裝備、熒光燈系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、微波爐、節(jié)能燈、調(diào)光器等電力電子設(shè)備和電器設(shè)備中開(kāi)關(guān)電源的使用。諧波對(duì)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(shè)備的效率，大量的3次諧波流過(guò)中性線時(shí)，會(huì)引起線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)；

2）影響各種電氣設(shè)備的正常工作，除了引起附加損耗外，還可使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴(yán)重過(guò)熱，使電容器、電纜等設(shè)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(yán)重事故；

4）會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，并使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確；

5）會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，重者導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

3. 突波（或稱電涌、浪涌）指在瞬間內(nèi)（數(shù)毫秒間）輸出電壓有效值高于額定值110%，持續(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)或數(shù)個(gè)周期，是破壞精密電子設(shè)備的主要元兇。除受到雷擊產(chǎn)生外，另外主要是由于電網(wǎng)上連接的大型電氣設(shè)備關(guān)機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓。

1) 電涌對(duì)敏感電子電器設(shè)備的影響有以下類型。

破壞：電壓擊穿半導(dǎo)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(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(shù)據(jù)文件部分破壞數(shù)據(jù)處理程序；出錯(cuò)：接收、傳輸數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤和失敗；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。

2) 電涌會(huì)毀壞哪些電氣設(shè)備含有微處理器的電氣設(shè)備極易受到電涌的毀壞，這包括計(jì)算機(jī)及輔助設(shè)備、程序控制器、PLC、傳真機(jī)、電話機(jī)、留言機(jī)等；程控交換機(jī)、廣播電視發(fā)送機(jī)、影視設(shè)備、微波中繼設(shè)備；家電行業(yè)的產(chǎn)品包括電視機(jī)、音響、微波爐、錄象機(jī)、洗衣機(jī)、烘干機(jī)、電冰箱等。調(diào)查數(shù)據(jù)表明：在保修期出現(xiàn)問(wèn)題的電氣設(shè)備中，有63%是由于電涌造成的

4. 尖波（或高壓尖脈沖）指峰值達(dá)6000V，持續(xù)時(shí)間從10-4－10ms的電壓。這主要由于雷擊、電弧入電、靜態(tài)放電或大型電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作而產(chǎn)生。

它的危害主要是：尖峰脈沖幅度很大時(shí)，會(huì)破壞工控機(jī)開(kāi)關(guān)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(huì)竄入計(jì)算機(jī)造成干擾。

5.瞬態(tài)過(guò)電壓和暫態(tài)過(guò)電壓指峰值電壓高達(dá)20000V，但持續(xù)時(shí)間10-6s－10-4s的脈沖電壓。其產(chǎn)生的主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，主要由雷電所致。

它的主要危害是：以大規(guī)模集成電路為核心組件的測(cè)量、監(jiān)控、保護(hù)、通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)電子設(shè)備、以大型CMOS集成元件組成的等電子設(shè)備普遍存在著對(duì)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(shè)備產(chǎn)生誤操作，或者造成電子設(shè)備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，或暫時(shí)癱瘓；嚴(yán)重時(shí)可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個(gè)系統(tǒng)陷于癱瘓。

6. 電壓下陷/下降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(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)到數(shù)個(gè)周期，甚至更長(zhǎng)。其產(chǎn)生的原因包括大型設(shè)備啟動(dòng)和應(yīng)用、大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、或大型電力變壓器接入、主電力線切換、線路過(guò)載等。

它的危害主要是：對(duì)計(jì)算機(jī)的影響輕則使keyboard等接口設(shè)備暫停作業(yè)，重則使數(shù)據(jù)流失、檔案毀壞。電壓的下陷同時(shí)也會(huì)使計(jì)算機(jī)內(nèi)的組件毀壞，以致于壽命減短。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％。

7. 三相電壓不平衡指各相之間相電壓不相等或線電壓不相等。是由于各相負(fù)載不平衡造成的，即與用戶負(fù)荷特性有關(guān)，同時(shí)也與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負(fù)荷分配也有關(guān)。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)正常運(yùn)行方式下不平衡度允許值為2%，短時(shí)間不得超過(guò)4%。對(duì)變壓器的危害：三相負(fù)載不平衡時(shí)，使變壓器處于不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)，造成變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負(fù)載損耗)。根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，在運(yùn)行中的變壓器中性線電流不得超過(guò)變壓器低壓側(cè)額定電流的25%。此外，三相負(fù)載不平衡運(yùn)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?xí)?dǎo)致變壓器燒毀。對(duì)用電設(shè)備的影響：三相電壓不平衡的發(fā)生將導(dǎo)致達(dá)到數(shù)倍電流不平衡的發(fā)生，誘導(dǎo)電動(dòng)機(jī)中逆扭矩增加，從而使電動(dòng)機(jī)的溫度上升，效率下降，能耗增加，發(fā)生震動(dòng)，輸出虧耗；導(dǎo)致用電設(shè)備使用壽命縮短，加速設(shè)備部件更換頻率，增加設(shè)備維護(hù)的成本；使中性線中流入過(guò)大的不平衡電流，導(dǎo)致中性線增粗。對(duì)線損的影響：加大線損損耗，其中負(fù)荷方式不同影響也不同。以三相四線制結(jié)線方式為例，當(dāng)一相負(fù)荷重，兩相負(fù)荷輕的情況下線損增量較??；當(dāng)一相負(fù)荷重，一相負(fù)荷輕，而第三相的負(fù)荷為平均負(fù)荷的情況下線損增量較大；當(dāng)一相負(fù)荷輕，兩相負(fù)荷重的情況下線損增量最大 。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，無(wú)論何種負(fù)荷分配情況，電流不平衡度越大，線損增量也越大。

8. 雜訊干擾（或稱噪聲）指射頻干擾（RFI）和電磁干擾（EFI）及其它各種高頻干擾，源于電磁波或高頻波感應(yīng)。電機(jī)運(yùn)行、斷電器動(dòng)作、馬達(dá)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。它的危害主要是：讓電腦CPU產(chǎn)生誤判動(dòng)作，嚴(yán)重者可能燒壞CPU和其他電腦配件，可造成無(wú)線電傳輸中斷；感應(yīng)傳導(dǎo)到四周環(huán)境，導(dǎo)致其他電子設(shè)備. 無(wú)法正常工作；可使民航系統(tǒng)工作失效，通信不暢，計(jì)算機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤，自動(dòng)設(shè)備誤動(dòng)作。

奧其斯設(shè)計(jì)的交流參數(shù)穩(wěn)壓電源由于有以下特性能解決以上電源問(wèn)題。

1. 穩(wěn)壓范圍寬，輸出精度高：輸入電壓實(shí)際工作范圍單相可達(dá)120V∽300V，三相可達(dá)210V∽515V可有效解決電壓變化過(guò)大問(wèn)題。

2.　10－40ms的總恢復(fù)時(shí)間，有效解決電壓下陷/下降問(wèn)題。

3.　輸入輸出隔離設(shè)計(jì)及獨(dú)特的選頻參數(shù)激勵(lì)振蕩功能可實(shí)現(xiàn)輸入，輸出雙向抗干擾，有效解決雜訊干擾、諧波、突波、尖波、瞬態(tài)過(guò)電壓等感應(yīng)雷擊電源質(zhì)量問(wèn)題。

4.　獨(dú)特的磁路設(shè)計(jì)所取得的三相磁通平衡互補(bǔ)功能，使它在輸入電壓和負(fù)載阻抗參差波動(dòng)或嚴(yán)重不平衡時(shí)仍能輸出穩(wěn)定、平衡的三相相、線電壓。有效解決解決三相相、線電壓不平衡問(wèn)題。

5.　磁飽和路磁路設(shè)計(jì)，具有輸出負(fù)載短路自動(dòng)保護(hù)功能，幾乎零反應(yīng)時(shí)間將電壓降為零，有效保護(hù)負(fù)載及自身設(shè)備不至損壞。

6.　電路設(shè)計(jì)無(wú)電子元器件，無(wú)機(jī)械調(diào)整裝置、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、故障率低、可視為半永久性設(shè)備，將免除后顧之憂。

澳其斯參數(shù)穩(wěn)壓電源由隔離變壓器，防雷抗干擾濾波器，寬范圍平衡快速穩(wěn)壓器組成。可自動(dòng)、快速、無(wú)級(jí)地穩(wěn)定電壓，消除各種電力污染，輸出優(yōu)質(zhì)電能，有效保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，從而其使用壽命也將成倍增加。

正常工作狀態(tài)時(shí)，輸入電能通過(guò)穩(wěn)壓器相互隔離的初、次級(jí)電磁耦合與付邊電感參數(shù)的2被頻率的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)能量傳輸。LC儲(chǔ)能元件吸收系統(tǒng)能量產(chǎn)生激勵(lì)振蕩。使局部磁路進(jìn)入非線性工作狀態(tài)。同時(shí)利用其等效參數(shù)振蕩狹窄的矩形特性。振蕩回路中的強(qiáng)制濾波器以及較大的時(shí)間常數(shù)來(lái)獲得良好的選頻抗干擾凈化性能。當(dāng)因輸入電壓或負(fù)載變化時(shí)，同步跟蹤變化的補(bǔ)償電磁路即時(shí)產(chǎn)生逆向跟蹤補(bǔ)償量，實(shí)現(xiàn)快速、無(wú)極、無(wú)過(guò)渡地加到輸出端，從而快速維持輸出電壓地穩(wěn)定。