電源質(zhì)量問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)量問題有以下幾種。

 一、電源質(zhì)量問題       

1. 電壓的變化范圍過大，電網(wǎng)供電不足，供電部門采取降壓供電，或地處偏遠(yuǎn)地帶，損耗過多，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)、計算機、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(shè)備的效率，大量的3次諧波流過中性線時，會引起線路過熱甚至發(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，還可使電機產(chǎn)生機械振動、噪聲和過電壓，使變壓器局部嚴(yán)重過熱，使電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞；

3）會引起公用電網(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）會導(dǎo)致繼電保護和自動裝置誤動作，并使電氣測量儀表計量不準(zhǔn)確；

5）會對鄰近的通信系統(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)時間達(dá)一個或數(shù)個周期，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)機開機時，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(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；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：接收、傳輸數(shù)據(jù)的錯誤和失敗；原因不明的故障……。

過早老化：零部件提前老化、電器壽命大大縮短；輸出音質(zhì)、畫面質(zhì)量下降。

2) 電涌會毀壞哪些電氣設(shè)備含有微處理器的電氣設(shè)備極易受到電涌的毀壞，這包括計算機及輔助設(shè)備、程序控制器、PLC、傳真機、電話機、留言機等；程控交換機、廣播電視發(fā)送機、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、音響、微波爐、錄象機、洗衣機、烘干機、電冰箱等。調(diào)查數(shù)據(jù)表明：在保修期出現(xiàn)問題的電氣設(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)備的開關(guān)操作而產(chǎn)生。

它的危害主要是：尖峰脈沖幅度很大時，會破壞工控機開關(guān)電源輸入濾波器、整流器甚至主振管。再加之其頻譜很寬，也會竄入計算機造成干擾。

5.瞬態(tài)過電壓和暫態(tài)過電壓指峰值電壓高達(dá)20000V，但持續(xù)時間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量、監(jiān)控、保護、通信、計算機網(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)備普遍存在著對暫態(tài)過電壓、過電流耐受能力較弱的缺點，暫態(tài)過電壓不僅會造成電子設(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，或暫時癱瘓；嚴(yán)重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個系統(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)時間達(dá)一個到數(shù)個周期，甚至更長。其產(chǎn)生的原因包括大型設(shè)備啟動和應(yīng)用、大型電動機啟動、或大型電力變壓器接入、主電力線切換、線路過載等。

它的危害主要是：對計算機的影響輕則使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。電壓的下陷同時也會使計算機內(nèi)的組件毀壞，以致于壽命減短。電壓下陷是最常見的電力問題，它占了電力問題的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)公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%，短時間不得超過4%。對變壓器的危害：三相負(fù)載不平衡時，使變壓器處于不對稱運行狀態(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)變壓器運行規(guī)程規(guī)定，在運行中的變壓器中性線電流不得超過變壓器低壓側(cè)額定電流的25%。此外，三相負(fù)載不平衡運行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件升溫增高，甚至?xí)?dǎo)致變壓器燒毀。對用電設(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)電動機中逆扭矩增加，從而使電動機的溫度上升，效率下降，能耗增加，發(fā)生震動，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)備維護的成本；使中性線中流入過大的不平衡電流，導(dǎo)致中性線增粗。對線損的影響：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小；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，無論何種負(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)。電機運行、斷電器動作、馬達(dá)控制器工作、廣播發(fā)射、微波輻射及電氣風(fēng)暴都會造成噪聲。它的危害主要是：讓電腦CPU產(chǎn)生誤判動作，嚴(yán)重者可能燒壞CPU和其他電腦配件，可造成無線電傳輸中斷；感應(yīng)傳導(dǎo)到四周環(huán)境，導(dǎo)致其他電子設(shè)備. 無法正常工作；可使民航系統(tǒng)工作失效，通信不暢，計算機運行錯誤，自動設(shè)備誤動作。

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

1. 穩(wěn)壓范圍寬，輸出精度高：輸入電壓實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大問題。

2.　10－40ms的總恢復(fù)時間，有效解決電壓下陷/下降問題。

3.　輸入輸出隔離設(shè)計及獨特的選頻參數(shù)激勵振蕩功能可實現(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)過電壓等感應(yīng)雷擊電源質(zhì)量問題。

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

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

6.　電路設(shè)計無電子元器件，無機械調(diào)整裝置、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、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?？勺詣?、快速、無級地穩(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)備的可靠運行，從而其使用壽命也將成倍增加。

正常工作狀態(tài)時，輸入電能通過穩(wěn)壓器相互隔離的初、次級電磁耦合與付邊電感參數(shù)的2被頻率的變化來實現(xiàn)能量傳輸。LC儲能元件吸收系統(tǒng)能量產(chǎn)生激勵振蕩。使局部磁路進(jìn)入非線性工作狀態(tài)。同時利用其等效參數(shù)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間常數(shù)來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，同步跟蹤變化的補償電磁路即時產(chǎn)生逆向跟蹤補償量，實現(xiàn)快速、無極、無過渡地加到輸出端，從而快速維持輸出電壓地穩(wěn)定。