在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,電能給科學(xué)技術(shù)進(jìn)步提供了加速推進(jìn),然而技術(shù)如此發(fā)達(dá),供電技術(shù)也在不斷發(fā)展,為什么電力問題越來(lái)越嚴(yán)重?基實(shí)現(xiàn)在的供電技術(shù)依然很發(fā)達(dá),但是由于線上的用電設(shè)備也在飛速發(fā)展,供電技術(shù)依然無(wú)法快速響應(yīng)設(shè)備的變換技術(shù),所以供電問題依然存在著很大的問題。由于三個(gè)增長(zhǎng)趨勢(shì)的結(jié)合,電力問題有所增加: 我們?cè)絹?lái)越依賴數(shù)據(jù)處理設(shè)備、電機(jī)和電子通信,電源供電壓力越來(lái)越大,隨著設(shè)計(jì)和組件被推到極限,電氣設(shè)備變得對(duì)電壓更加敏感。由于電力需求的增長(zhǎng)速度快于發(fā)電能力,因此電力干擾的數(shù)量有所增加,而且許多電力負(fù)載現(xiàn)在由于非正弦電流消耗而產(chǎn)生電力問題。
干擾類型:根據(jù)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室對(duì)美國(guó)商業(yè)電力進(jìn)行的一項(xiàng)廣泛研究的結(jié)果: 56% 的站點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電壓高于標(biāo)稱電壓 6% 或低于標(biāo)稱電壓 12%(ANSI 使用頻帶 B)。 穩(wěn)態(tài)線路頻率在 58.7 到 60.7 Hz 之間變化。
電源干擾有哪些類型,它們來(lái)自哪里:
1. 跌宕起伏:
驟降/浪涌是電壓電平的短時(shí)間變化。驟降(低電壓)比浪涌(高電壓)更常見。電壓驟降是由啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)和其他設(shè)備、接地故障、電力系統(tǒng)尺寸過小和閃電引起的。當(dāng)大的電氣負(fù)載被關(guān)閉時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生浪涌。
2.脈沖、尖峰和瞬變:
脈沖、尖峰和瞬變都是用來(lái)描述電力線上非常短持續(xù)時(shí)間、高幅度電壓脈沖的名稱。這些電壓脈沖通常達(dá)到 6,000 伏。它們是由閃電擊中或靠近電源線、公用設(shè)施開關(guān)、靜電以及打開或關(guān)閉電氣設(shè)備引起的。
脈沖會(huì)損壞所有類型的電子和電氣設(shè)備。高電壓水平會(huì)刺穿或削弱絕緣層。快速的電壓變化率會(huì)對(duì)電機(jī)、變壓器、螺線管等繞組的匝間絕緣造成壓力。損壞可能不會(huì)立即導(dǎo)致故障。通常,設(shè)備會(huì)被削弱,并可能在事件發(fā)生后數(shù)天或數(shù)周發(fā)生故障。除了設(shè)備損壞外,脈沖還會(huì)導(dǎo)致機(jī)器重置、數(shù)據(jù)處理錯(cuò)誤和其他明顯的隨機(jī)故障。
3.高電壓或低電壓:
持續(xù)的高電壓和低電壓通常是由配電系統(tǒng)引起的。該電線和變壓器系統(tǒng)將所有電氣負(fù)載連接到公用發(fā)電機(jī)具有阻抗。當(dāng)電流流過系統(tǒng)時(shí),該阻抗會(huì)導(dǎo)致電壓下降。離電源越遠(yuǎn),消耗的電流越多,電壓下降得越多。
為了盡可能地保持電壓,公用事業(yè)公司將增加電壓,以便靠近電源的客戶的電壓高于標(biāo)稱電壓,而最遠(yuǎn)的客戶的電壓低于標(biāo)稱電壓(可能低得多)。由于公用事業(yè)公司只會(huì)將電壓增加一定量,并且由于在用戶的建筑物布線中會(huì)引起額外的電壓降,因此電壓通常較低。
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掉電是公用事業(yè)公司故意設(shè)置的欠壓。當(dāng)電力需求超過公用發(fā)電機(jī)的容量時(shí),公用事業(yè)會(huì)降低所有或部分客戶的電壓。這減少了發(fā)電機(jī)的負(fù)載,因此它們不會(huì)燒壞,但會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的設(shè)備故障和損壞。
5.諧波失真:
諧波失真是正常電壓正弦波形狀的失真。它是由具有與配電系統(tǒng)阻抗相互作用的非正弦負(fù)載電流的設(shè)備產(chǎn)生的。這種組合產(chǎn)生非正弦電壓降,因此產(chǎn)生非正弦電壓。電子電源、固態(tài)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和變壓器磁化電流都會(huì)產(chǎn)生諧波失真。
失真的電壓可能會(huì)中斷許多連接到交流線路的設(shè)備的運(yùn)行。諧波失真會(huì)導(dǎo)致三相變壓器過熱和燒毀,并對(duì)電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。
6.三相電壓不平衡:
三相電壓不平衡僅僅意味著三相系統(tǒng)上的電壓不相等。公用事業(yè)產(chǎn)生三相交流電,因?yàn)樗纳a(chǎn)和分配成本低于單相交流或直流電,并且因?yàn)樾枰鄟?lái)在交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生穩(wěn)定的扭矩。為了給單相負(fù)載供電,連接三根電源線中的任意兩根。電壓不平衡通常是由于將更多的單相負(fù)載連接到三相之一。這種情況會(huì)產(chǎn)生不平衡的負(fù)載電流、不均勻的電壓降,從而產(chǎn)生不平衡的電壓。
對(duì)于三相負(fù)載,百分之一或百分之二的電壓不平衡通常不是問題。然而,較大的電壓不平衡會(huì)導(dǎo)致許多問題。例如,電壓不平衡為 5% 的三相電機(jī)扭矩降低 25%,損耗增加 50%,溫度升高 40%,壽命降低 80%。在發(fā)射機(jī)應(yīng)用中,電壓不平衡會(huì)導(dǎo)致高壓電源出現(xiàn)嚴(yán)重紋波,使電源濾波緊張并增加 AM 噪聲。