電源質(zhì)量問(wèn)題地危害及解決方案

電源是信息系統及電子產(chǎn)品地心臟，交流電源的質(zhì)量決定了信息系統及電子產(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。電壓太低，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）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。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、浪涌）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。

1) 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。

2) 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. 尖波（或高壓尖脈沖）指峰值達6000V，持續時(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 )竄入計算機造成干擾。

5.瞬態(tài)過(guò)電壓和暫態(tài)過(guò)電壓指峰值電壓高達20000V，但持續時(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(lèi)似于高壓尖脈沖，主要由雷電所致。

它的主要危害是：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、以大型CMOS集成元件組成的等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。

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)，并且持續時(shí)間達一個(gè)到數個(gè)周期，甚至更長(cháng)。其產(chǎn)生的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。

它的危害主要是：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。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(xiàn)電壓不相等。是由于各相負載不平衡造成的，即與用戶(hù)負荷特性有關(guān)，同時(shí)也與電力系統的規劃、負荷分配也有關(guān)。有關(guān)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：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；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；使中性線(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：加大線(xiàn)損損耗，其中負荷方式不同影響也不同。以三相四線(xiàn)制結線(xiàn)方式為例，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。

8. 雜訊干擾（或稱(chēng)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。電機運行、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。它的危害主要是：讓電腦CPU產(chǎn)生誤判動(dòng)作，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。

奧其斯設計的交流參數穩壓電源由于有以下特性能解決以上電源問(wèn)題。

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

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

3.　輸入輸出隔離設計及獨特的選頻參數激勵振蕩功能可實(shí)現輸入，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)電壓等感應雷擊電源質(zhì)量問(wèn)題。

4.　獨特的磁路設計所取得的三相磁通平衡互補功能，使它在輸入電壓和負載阻抗參差波動(dòng)或嚴重不平衡時(shí)仍能輸出穩定、平衡的三相相、線(xiàn)電壓。有效解決解決三相相、線(xiàn)電壓不平衡問(wèn)題。

5.　磁飽和路磁路設計，具有輸出負載短路自動(dòng)保護功能，幾乎零反應時(shí)間將電壓降為零，有效保護負載及自身設備不至損壞。

6.　電路設計無(wú)電子元器件，無(wú)機械調整裝置、結構簡(jiǎn)單、運行可靠、故障率低、可視為半永久性設備，將免除后顧之憂(yōu)。

澳其斯參數穩壓電源由隔離變壓器，防雷抗干擾濾波器，寬范圍平衡快速穩壓器組成?？勺詣?dòng)、快速、無(wú)級地穩定電壓，消除各種電力污染，輸出優(yōu)質(zhì)電能，有效保證電氣設備的可靠運行，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)穩壓器相互隔離的初、次級電磁耦合與付邊電感參數的2被頻率的變化來(lái)實(shí)現能量傳輸。LC儲能元件吸收系統能量產(chǎn)生激勵振蕩。使局部磁路進(jìn)入非線(xiàn)性工作狀態(tài)。同時(shí)利用其等效參數振蕩狹窄的矩形特性。振蕩回路中的強制濾波器以及較大的時(shí)間常數來(lái)獲得良好的選頻抗干擾凈化性能。當因輸入電壓或負載變化時(shí)，同步跟蹤變化的補償電磁路即時(shí)產(chǎn)生逆向跟蹤補償量，實(shí)現快速、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定。