*二十六节 什么是浪涌电压

       浪涌电压是电网上突发的瞬间电压变化,时间很短,一般在几十微秒,幅度可以达到数千伏。浪涌电压是现代电网上较常见的电能质量问题之一,对现代化的自动控制设备和信息设备造成了严重的威胁。IBM公司研究了各种危害信息设备的因素,结果如图1所示。

      根据IBM公司的调查,数据系统的故障原因中,45.3%是由于电能质量导致的,而其中浪涌电压占到90%。因此,对于电子信息系统合自动控制系统,解决了浪涌电压防护的问题,数据系统的**性就会大大提高。

      浪涌电压的产生原因有两个,一个是雷电,另一个是电网上的大型负荷接通或断开(包括补偿电容的投切)时产生的。其中,后者占到浪涌现象的80%以上,图2是在某个工厂监测到的电压波形,可见浪涌电压出现的频度很高。

      过去,人们对浪涌电压的危害局限在雷电导致绝缘损坏的范围内,对于浪涌导致的系统误动作几乎没有概念。因为这种短暂的变化对传统的电力负荷几乎没有任何影响。一的不良影响是,可能对负荷的电气绝缘造成损伤。

      现在,人们越来越关注浪涌电压对制造系统、信息系统造成的影响。这主要是因为,现代工业的核心是自动化,自动化依靠计算机(常用就是PLC,这是一种通用的工业计算机)来控制。计算机对于浪涌电压十分敏感。浪涌电压是导致计算机误动作、数据丢失的主要原因。

      浪涌电压也会导致计算机软损伤,软损伤就是计算机受到浪涌电压作用后,**性降低,寿命缩短。浪涌电压导致现代化制造系统出现的故障主要包括:

      ·存储器内数据丢失

      ·I/O接口电路复位,导致控制过程中断

      ·线路板上的器件损坏

      ·预置的校准值漂移

      ·程序跑飞、系统死锁

      ·变频器、直流电机驱动器等的输入整流模块故障

      ·控制器发出错误指令,导致系统误动作

      浪涌电压之所以会造成控制设备、信息设备的误动作甚至损坏,主要因为浪涌电压会导致直流母线电压升高。以变频器为例,图3(a)所示的是母线上的无功补偿电容投切时产生的浪涌电压,图3(b)所示的是变频器直流母线上出现的浪涌电压,变频器母线上的电压变化,电压**过了过压报警线,变频器会进入过压保护状态。

      类似于电容投切浪涌这种内部电网上产生的浪涌电压虽然十分频繁,但是幅度较小,较大的危害是导致设备误动作,很少导致设备损坏。但是雷电导致的浪涌电压,如图3(c)所示,其幅度很高,可能会导致电子设备的硬件损坏。

      浪涌防护是现代制造系统、信息系统中**考虑的问题。

      需要注意的是,浪涌保护的标准也发生了**的变化。传统的浪涌保护措施,只要保护电气设备的绝缘不被浪涌电压损坏即可。而现代浪涌保护措施,要确保控制系统、信息系统在浪涌电压的条件下,不会出现误动作。较近,发生在高铁上的重大事故,据说是因为天气恶劣,导致信号系统出现误动作。这有可能是雷电导致的浪涌电压使信号系统出现误动作。因此,在进行现代化的自动系统集成时,**充分考虑浪涌电压的防护。

      能够对自动控制系统和信息系统提供**浪涌保护的设备叫做“正弦波跟踪浪涌保护器”。使用这种设备,不仅能够保护电气设备的绝缘不被损坏,还能够**控制设备、信息设备的**工作。事实证明,在浪涌保护方面的投资会通过减少设备损坏、降低维护成本、延长系统正常工作时间等途径很快收回。从维护系统的安全**运行的角度,安装浪涌保护器是十分必要的。

      航天科工集团706所开发的HTSP系列浪涌保护器,采用了国际上较先进的正弦波跟踪技术,不仅能够保护设备的绝缘和硬件,还能确保设备的内部数据不会受到损坏和误动作,是现代化工业制造系统的理想配套设备。


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  • *四十八节 电动汽车带来的谐波问题及其解决方法

      电动汽车成为新一代汽车的发展趋势。根据电磁兼容的理论,可以预见,大量使用的充电装置,如果不采用妥善的电磁兼容设计,必然会导致严重的电磁兼容问题。 充电装置是很强的电磁干扰源,它产生的电磁干扰可以分为三个方面: 1) 整流电路导致的谐波电流; 2) 直流稳压电路(开关电源)中的高速脉冲电路产生的射频电流; 3) 伴随着射频电流的电磁辐射。 谐波电流是充电装置的主要副产品,任何电流变换

  • *五十六节 为什么在谐波源处治理谐波较有效

      尽管谐波造成危害以各种现象表现出来,但是导致这些危害的根本原因是谐波电流。也就是,非线性设备工作时,向电网发射的谐波电流。 因此,无论谐波治理的较终目的是什么,其本质就是减小负载(可能是一组负载)向电网注入的谐波电流,也就是使电流波形尽量畸变小,如图1所示,因为谐波电流是谐波问题的根源,虽然在有些场合谐波治理的目标是**电网的电压畸变率满足特定数值,但是较终仍然落实到谐波电流的控制

  • 现代建筑中的三次谐波问题

    1、现代建筑物与传统建筑物有什么不同? 答:电气负荷的性质发生了根本的变化。过去的建筑物中,负荷基本是电阻性和电感性的,而现代建筑物中的负荷大部分是整流电路负荷。 整流电路就是将电网的交流电变换成直流电的装置。任何电子设备,小到手机充电器、节能灯,大到复杂的通信设备、电子医疗设备、科学实验设备,都包含整流电路。因为任何电子线路都**使用直流电工作,需要整流电路完成供电的任务。 传统的电气负荷从电

  • *三十七节 变频器驱动的电机为什么过热,怎样处理

      变频器驱动的电机为什么过热?这是因为变频器驱动电机的电压中包含了丰富的高频成份所至。 变频器驱动电机的电压波形并不是正弦波电压,而是脉宽调制(PWM)电压,如图1所示。根据付立业分析,这种波形中包含了丰富的高频成份,主要频率成分是PWM脉冲的重复频率,及其整倍数的频率,PWM脉冲的重复频率这叫做变频器的载波频率。 不同的变频器的载波频率不同,一般为1~12kHz。对于载波频率为1k

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