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2018年电气工程师考试综合辅导讲义:改善电源质量的方法

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2017-12-26 14:52

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  2018年电气工程师考试综合辅导讲义:改善电源质量的方法

  影响电源质量的因素是复杂的,然而,当受到污染后的电源为计算机和精密电子设备供电时,对其运行是极为有害的。当城市电网的电源质量不能满足要求时,要根据需要,采用合理的供电系统以及必要的技术措施,有针对性地消除污染电源对计算机和精密电子设备的影响。这些措施包括:采用隔离变压器、滤波器、稳压设备、不间断电源以及瞬变信号、滤除高频噪声、稳定电压与城市电网隔离,消除电压和频率的偏差以及吸收浪涌等各种干扰,从而获得理想的电源。

  常用的几种计算机供配电系统主要有直接供电系统,隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统;不间断供电系统等。

  一、直接供电系统

  直接供电系统就是将市电直接接至配电柜,然后再分送给计算机设备。直接供电系统只适用于电网质量的技术指标能满足计算机的要求,且附近没有较大负荷的启动和制动以及电磁干扰很小的地方。直接供电系统优点是:供电系统简单、设备少、投资低、运行费用少、维修方便等。它的缺点是对电网质量要求高,对电源污染没有任何防护,易受电网负荷的变化影响等。

  二、隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统

  隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统是计算机房多采用的一种配电系统。该系统消除电网中的瞬变干扰、较大负荷的启动和制动、电压波动及电磁干扰等。该系统优点是价廉、运行可靠、维修方便、运行费用低等。它的缺点是在电网的较大频率波动时和突然停电等电源污染没有防护。

  三、不间断供电电源

  不间断供电电源,它是电力变流器、储能装置和开关组合成的一种电源设备。不间断供电电源具有稳压、稳频、抗干扰、防止浪涌等功能。而且,当发生突然停电时,不间断供电电源可以对用电设备继续供电一段时间,使人们能及时处理计算机等设备中内存的,或者立即启动备用电源,使计算机等设备继续工作。

  四、瞬变浪涌保护器

  暂态过电压是配电系统中最常见的干扰形式,雷电仅是一种;主开关操作、无功补偿电容器及电梯等重负荷设备的投入和切除,都会产生暂态过电压。大部分过电压的产生带有随机性和重复性,往往伴随电网中其它干扰发生而产生。上面的几种供电系统,包括稳压电源和不间断电源均不能消除过电压,因为稳压电源和不间断电源对快速脉冲过电压不能及时反应,甚至会将稳压电源和不间断电源损坏。因此,必须采用瞬变浪涌保护器,来保障电子设备免受暂态过电压的干扰和侵害。

  1、高频信号保护器

  高频信号保护器主要防止天线的雷击和感应雷击,因为天线受雷击或雷电感应时,天线对偶极子上都将形成对地的暂态过电压,天馈线上两极导线上的暂态过电压是对共同地的,即形成共模暂态电压。高频信号保护器其内部采用特制的电感线圈,线圈两头并接于馈线上,中心抽头接地。在正常工作时,由于信号频率高,并接在信号线两端电感线圈呈高阻抗,不影响正常工作。当出现暂态过电压时,形成的暂态过电流经电感线圈两端到电感中心入地,线圈两半处于并联工作状态。由于暂态过电流流过两半线圈时,在两半线圈中产生的磁通量相互抵消,暂态过电流对地呈低阻抗,从而有效地限制信号线对地的共模暂态电压幅值。高频信号保护器主要用于防护雷击或雷电感应引起的天馈线对地的共模暂态电压幅值,从而保护通信设备免受暂态过电压侵害。

  2、电源过电压保护器

  雷电及其它瞬变浪涌冲击现象,对精密电子设备和计算机设备,造成很大的危害。电源过电压保护器是利用快速响应模块,通过其优良的非线性伏安特,来实现抑制暂暂态过电压的。在正常工作时,模块呈高阻抗特性,泄漏电流很低,不影响正常工作。当出现暂态过电压时,模块呈低阻抗特性,使暂态过电流迅速泄放,从而抑制暂态过电压,维持电压稳定。

  3、采用等电位联结

  为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差,就特别需要实行等电位联结。等电位联结是指为达到等电位目的而实施的导体联结,电源线、信号线、金属管道等都要通过过压保护器进行等电位联结。这些导体的联结,正常工作时不通过电流,只传递电位,仅在故障时才通过故障电流。等电位联结,又可分为总等电位联结和局部等电位联结。关于等电位原理和工程作法这里不再赘叙。

  综上所述,随着智能建设的不断发展,人们对电源质量要求也愈加严格,然而,如何提高电源质量,消除电气中的隐患,保证计算机及精密电子设备正常运行,将是工程设计人员一直要关注的问题。

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