供電管理系統(tǒng)的發(fā)展原因

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　　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)致電壓偏高電壓低負載不能正常工作，電壓太高，負載使用壽命縮短，或?qū)⒇撦d燒毀。 　　2．波形失真（或稱諧波Waveform Distortion） 　　普遍的波形失真指標準電源波形的多種諧波。電網(wǎng)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)電源的使用或二次電源本身自身產(chǎn)生。 　　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Power Surges） 　　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在電網(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。 　　電涌的危害： 　　計算機技術(shù)發(fā)展至今，多層、超規(guī)模的集層芯片，電路密集，趨向是集成度更高、元器件間隙更小、導(dǎo)線更細。幾年前，一平方厘米的計算機芯片有 2,000個晶體管而現(xiàn)在的奔騰機則超過10,000,000個。從而增加了計算機受電涌損壞的概率。 由于計算機的設(shè)計和結(jié)構(gòu)決定了它應(yīng)在特定的電壓范圍內(nèi)工作。當電涌超出計算機能承受的水平時，計算機將出現(xiàn)數(shù)據(jù)亂碼，芯片被損壞，部件提前老化，這些癥狀包括：出乎預(yù)料的數(shù)據(jù)錯誤，接收/輸送數(shù)據(jù)的失敗，丟失文檔，工作失常，經(jīng)常需要維修，原因不明的故障和硬件問題等等。 雷電電涌遠遠超出了計算機和其它電氣設(shè)備所能承受的水平，絕大多數(shù)情況下，造成計算機和其它電器設(shè)備的當即毀壞，或數(shù)據(jù)的永遠丟失。即使是一個20馬力的小型感應(yīng)式發(fā)動機的啟動或關(guān)閉也會產(chǎn)生3,000－5,000伏的電涌，使和它共用同一配電箱的計算機在每一次電涌中都會受到損壞或干擾，這種電涌的次數(shù)非常頻繁。 　　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 　　● 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Spikes） 　　指峰值達6000V，持續(xù)時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要是由于雷擊、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。 　　危害： 　　在煉鋼廠、 軋鋼廠或者大量使用晶閘管設(shè)備、電火花設(shè)備、電力機車等地方，這種尖峰干擾為害尤厲。其幅度大的可達數(shù)百伏甚至上千伏，而脈寬一般為μS數(shù)量級。雷電也常以尖峰脈沖方式入侵。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（transient overvoltage）和暫態(tài)過電壓（temporary overvoltage）　　指峰值電壓高達20000V，但持續(xù)時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其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。 　　危害： 　　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)等先進電子設(shè)備廣泛運用于電力、航空、國防、通信、廣電、金融、交通、石化、醫(yī)療以及其它現(xiàn)代生活的各個領(lǐng)域，以大型CMOS集成元件組成的這些電子設(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（Sags & Brownouts） 　　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)時間達一個到數(shù)個周期，甚至更長。其產(chǎn)生原因包括：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。 　　危害： 　　電壓下陷是最常見的電力問題，它占了電力問題的87％。電源可能因某種原因而造成短時間的電壓下降。它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。 　　7.三相電壓不平衡 　　指各相之間電壓不相等或相角不相等，由于各相負載不平衡造成。 　　三相不平衡的危害和影響 　　三相不平衡是指三相電源各相的電壓不對稱。是各相電源所加的負荷不均衡所致，屬于基波負荷配置問題。發(fā)生三相不平衡即與用戶負荷特性有關(guān)，同時與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負荷分配也有關(guān)?！峨娔苜|(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用于交流額定頻率為50赫茲。在電力系統(tǒng)正常運行方式下，由于負序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡。該標準規(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。在生產(chǎn)、生活用電中，三相負載不平衡時，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，輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會導(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。斷路器允許電流的余量減少，當負載變更或交替時容易發(fā)生超載、短路現(xiàn)象。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。三相四線制結(jié)線方式，當三相負荷平衡時線損最??；當一相負荷重，兩相負荷輕的情況下線損增量較??；當一相負荷重，一相負荷輕，而第三相的負荷為