不间断电源
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七种类型的电源问题

发布日期:2012-8-6

在当今科技发达的时代,我们已经变得非常依赖于电力的持续供应。在大多数国家和地区,商业 用电是拥有许多的发电厂组成的国家级电网提供的电力输出。。电网不仅能够满足政府、工业、 金融、商业、医疗和通讯行业的关键需求,同时也必须能够满足住宅、照明、采暖、制冷、空调 和运输的基本国民需求,。商业用电真正支撑着当今快节奏的现代化世界的运行。高科技已经深 深融入到了我们的家庭和事业,而电子商务的出现使得高科技正在不断地改变着我们与外界进行 交流的方式。

智能科技要求电源不受电力中断或扰动现象的影响。大规模电力事故的后果已经记录在案。最近 在美国进行的一项研究表明,工业企业和数码厂商每年因为电力中断损失达 457 亿美元。纵观 所有的商业部分,由于电力中断造成的损失估计有 1040 亿美元到 1640 亿美元另外,因为其它 电力质量问题造成的损失,也高达 150 亿美元到 240 亿美元。在工业自动化加工中,所有生产 线将失去控制,导致现场工作人员面临危险状况,并造成严重的物料浪费。在大型金融机构中, 处理中断会造成每宕机一分钟高达数千美元无法挽回的损失,随之而来还有数小时的恢复时间。 由于电力中断导致的程序中止和数据损坏可能使软件恢复操作出现问题,而这些问题可能需要花 费几周时间才能解决。

许多电力问题的根源都在于商业用电网络,其蔓延数千英里的输电线路会受到各种天气状况的影 响,比如飓风、雷雨、大雪、冰冻、洪水以及随之而来的设备故障、交通事故以及主要的转换操 作。影响当今的高科技设备的电力问题还经常是某个楼宇内各种各样的状况,比如土建、重负 荷启动、劣质的配电部件,甚至是常有的背景电噪音。

在处理电源扰动时,首当其冲是采用一致的术语

从家用电子产品到大规模控制设备中电子产品的大范围的应用以及高耗能的工业加工行业,已经 提高了人们对电能质量的关注度。电能质量电源质量通常被定义为电力能的任何变化,如电压, 电流和频率的变化,会干扰电子设备的正常工作。

电力公司、大型工业公司、企业甚至是家庭用户都在关注着电源质量的研究以及控制电源质量的方法。更进一步的研究表明,设备已经变得甚至对电源电压、电流和频率中的瞬间变化都越来越 敏感。但遗憾的是,在描述许多现有的电力扰动现象时使用了许多不同的术语,这些术语造成了概念混淆,并且使对当今电源质量问题的讨论、研究和改进变得更为困难。电气和电子工程师协 会 (IEEE)通过制定了包含电力扰动定义在内的标准,已经尝试解决此问题。该标准(IEEE 标准 1159-1995"IEEE 关于监测电源质量的操作规程建议")描述了许多电源质量问题,本文将讨论其中最常见的一些问题。

如何看待电力?

电是由电磁感应产生。商业用电是以交流电 (AC) 的方式提供的一种无声的、似乎取之不尽的能量源,由发电厂发电,变压器升压,并传输数百英里之远到达区域中的任何地点。了解电能在一小段时间内发挥的作用,有助于我们理解简单平稳的交流电对于我们所依赖的精密系统的稳定运 行有多么重要。通过示波器,我们可以看到电能的波形。在理想的环境中,商用交流电显示为一 种平滑对称的正弦波,根据您所处的地区,每秒变化 50 或 60 个周期(即,50 或 60 赫兹Hz)。 图 1 显示出普通 AC 正弦波在示波器上的波形。

正弦波的示波器波形

上图所示的正弦波形表示从正值到负值的电压变化(每秒 60 次)。当此流动波形的大小、形状、 对称性、频率发生变化或者出现缺口、脉冲、振荡或降到零(不过是暂时的)时,这些就是电力 扰动。在本文中,我们将通过上述理想正弦波的简单的图示变化来展开本文中讨论的七类电源质量扰动。

正如所述,在整个电力行业和企业界中,电力扰动术语的使用是含糊不清的。。例如,在某个工 业部门看来,术语"浪涌"意味着电压的瞬间升高,通常由于重负荷断开导致。另一方面,术语 "浪涌"指的是持续时间从微秒级到毫秒级具有极高峰值的瞬变电压。后者通常与闪电击中以及 触点开关产生的瞬间放电或电弧放电。

IEEE 标准 1100-1999 已经指出术语含糊不清的问题,并且建议在专业报告或参考资料中不要使 用许多术语的俗称,因为它们无法准确地描述问题的特性。同时IEEE 标准 1159-1995 也将协同专业团体提供关于电源质量一致性的术语作为目标来解决该问题。下面是一些模糊的术语:

断电 变暗 变亮 功率浪涌
干净能源 浪涌 中断 闪烁
电网污染 频率偏移 干扰 尖峰
原始电源 原始市电 瞬时闪烁

举例如果能够有效地理解电力,比如说知道中断和暂态振荡之间的不同,那么在购买电力校正设备是,决策可能完全不同。如果购买了的不当的电力校正设备,该错误可能会导致严重的后果, 其中包括宕机、钱财损失,甚至会造成设备损坏。

本文中所列举的IEEE 定义的电源质量扰动,根据波形划分为类:
1. 瞬变现象
2. 中断
3. 电压暂降/欠电压
4. 电压暂升/过电压
5. 波形畸变
6. 电压波动
7. 频率抖动
本文将对以上类别分别加以说明并给出图示便于阐明不同电力扰动之间差别。

 

 

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