浪涌冲击和谐振及防范措施

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浪涌冲击抗扰度

浪涌冲击抗扰度

浪涌冲击抗扰度
浪涌冲击抗扰度是指电子设备在遭受电源线或数据传输线上的瞬态电压波动(即浪涌)时,能够保持正常工作的能力。

浪涌冲击可由雷击、电网故障、电源开关、电动机起动等因素引起,主要表现为瞬态电压的剧烈变化,其波形特点为上升时间快、幅值大、持续时间短。

在现代电子设备普遍应用于各个领域的背景下,对浪涌冲击抗扰度的要求也越来越高。

如果设备的抗扰度不足,浪涌冲击可能会导致设备故障、数据丢失甚至严重损坏。

因此,对于电子设备制造商和工程师来说,确保设备具备足够的浪涌冲击抗扰度至关重要。

为了提高浪涌冲击抗扰度,制造商和工程师可以采取以下措施:
1. 使用浪涌保护装置:例如,安装浪涌保护器、浪涌抑制器等设备,可以有效地将浪涌冲击电压降低到设备可以承受的范围内。

2. 设计电路保护:在电子设备设计中,可以采用各种电路保护措施,如电源滤波器、电源隔离器、电压稳压器等,以限制浪涌冲击对电路的影响。

3. 使用合适的元器件:选用具有高耐压、高耐浪涌冲击能力的元器
件,如浪涌电流抑制电容、浪涌电流抑制电阻等,可以提高设备的抗扰度。

4. 进行可靠性测试:在设备的设计和生产过程中,进行严格的可靠
性测试,以确保设备在真实的工作环境中具备足够的浪涌冲击抗扰度。

总之,浪涌冲击抗扰度是电子设备正常工作的重要指标之一。

通过采取适当的措施,可以提高设备的抗扰度,从而保证设备在面对浪涌冲击时的稳定性和可靠性。

这对于确保设备的正常运行、延长使用寿命以及保护数据安全都具有重要意义。

工业防浪涌方案

工业防浪涌方案

工业防浪涌方案一、浪涌是个啥玩意儿得先搞清楚。

浪涌就像是工业用电里突然蹦出来的捣蛋鬼。

你想啊,平常电就好好地按照规矩流来流去,突然不知道啥时候,就像有人在平静的小河里猛地搅和了一下,涌起一股超大的水流,这电里突然出现的超高电压或者超大电流就是浪涌啦。

这可能是因为雷击,一下子把巨大的能量传进了电网;也可能是电网自己内部出了点小岔子,像大设备突然启动或者停止,就跟好多人同时往一条小道上挤或者突然散开一个样,引起电流的大波动。

这种浪涌要是不管它,就会把工业设备给搞坏,那可都是真金白银买来的设备呀,可心疼啦。

二、第一道防线外部防护。

1. 避雷针。

这就像是给工业建筑撑了一把大伞。

把它高高地架在建筑物顶上,雷想劈下来的时候,避雷针就说:“雷啊,你冲着我来,别去碰那些娇贵的设备。

”然后把雷的能量通过导线安全地引到大地里去。

这避雷针得安装得稳稳当当的,接地也得良好,就像大树扎根一样,这样才能把雷的能量妥妥地送走。

2. 避雷带和避雷网。

这俩就像是给建筑物穿了一件带防护的衣服。

避雷带沿着屋顶的边缘走,避雷网就像一张大网把屋顶给罩住。

它们也是把雷电引到地下的好帮手,和避雷针相互配合,让雷电没有机会去伤害建筑物里面的设备。

三、第二道防线入口防护。

1. 浪涌保护器(SPD)这个可是防浪涌的大明星啊。

就把它安装在电源进线的地方,像一个超级保镖一样。

正常的电它就让顺利通过,一旦发现有浪涌这个坏蛋想跟着电溜进来,它就会挺身而出。

SPD里面有一些特殊的元件,像压敏电阻之类的。

当电压过高的时候,压敏电阻就会突然变得电阻很小,把多余的电流引到大地里去,就像给洪水开了一个泄洪道一样,保护后面的设备不被高电压冲击。

而且呀,SPD得根据不同的工业环境和设备需求来选择合适的类型和参数,可不能乱选,不然就成了个不靠谱的保镖啦。

2. 隔离变压器。

这个变压器就像一个中间的隔离带。

它把输入的电和后面的设备隔离开来,就算前面有浪涌捣乱,它能减少浪涌对后面设备的影响。

煤矿安全监控系统浪涌防护的措施

煤矿安全监控系统浪涌防护的措施

煤矿安全监控系统浪涌防护的措施1浪涌的影响一般情况下,电子信息设备遭遇浪涌主要有两种情况,一种是设备供电线路周边遭遇雷击,产生雷电流感应,而在电路当中出现瞬时强大电压或电流。

对于微电子设备而言,在这种情况下会因为瞬间的强大的电压而倒是设备出现损坏。

另一种情况那么是电路在切换开关时,可能会在瞬间产生强大过电压,如主电源系统在切换开关时产生的干扰等。

对于煤矿平安监控系统而言,其是为了保证煤矿平安生产而特别设计的平安监控系统,如果该系统遭遇浪涌危害,则有可能出现两种情况,第一种情况是当浪涌强度大且超过了系统设备的承受能力,则极有可能在设备遭遇浪涌后直接损坏。

在做系统设计时就需要考虑到如何去抑制这种情况。

当发生过电压或过电流,但过电压或过电流都不强,会产生累积性的浪涌危害,即第二种浪涌的危害形式,它可以让系统设备半导体元件的性能发生衰退,缩短设备的使用寿命,这种危害在前期不一定能够感受到,但到了后期一旦出现问题,造成的影响也非常大,所以这方面在平安监控系统设计时也是需要考虑的。

2煤矿平安监控系统浪涌防护分析2.1关于基于CAN总线的平安监控系统浪涌防护思考在煤矿平安监控系统的设计当中,CAN总线是一种常用的现场总线,在煤矿生产现场,平安监控系统的运行可靠性非常重要,CAN总线如果遭遇浪涌则将可能造成极大的危害,所以研究煤矿平安监控系统的浪涌防护技术具有显著现实意义。

在CAN总线的浪涌防护当中,目前国内外通常使用浪涌防护装备来抑制浪涌,包括GDT、MOV、TVS、TSS等,这些防浪涌元器件根本上都是非线性元件,在设计当中通常会布置在CAN接口的电路两端,并且并联在电路当中。

这些防浪涌元器件相对来说都能够起到比拟好的浪涌防护作用,但是因为设备的响应时间、流通容量、钳位电压等不一样,如果用在CAN总线当中哪种性能会更好,目前来说尚没有一个较为准确的定论。

在煤矿的平安监控系统设计当中往往会凭借经验来进行设计,可能会造成在后续使用当中不满足可靠性要求。

路灯供电系统中浪涌与谐波问题浅析

路灯供电系统中浪涌与谐波问题浅析

路灯供电系统中浪涌与谐波问题浅析摘要:随着近年城市建设规模的不断扩大,城市照明工程也得到了各级领导及广大市民的重视。

但在施工及维护过程中经常遇到很多电涌和谐波的问题,且如果一个浪涌导致的瞬态过电压超过一个电子设备的承受能力或存在大量的谐波,则这个设备的寿命会大大缩短,甚至完全破坏。

关键词:路灯供电系统浪涌谐波随着近年城市建设规模的不断扩大,对照明工程的要求也越来越高,我们在进行照明工程施工及设计过程中,就应该全方面考虑各种因素,科学设计,合理施工,确保照明工程设计规范、施工正确、运行顺畅。

照明工程在施工及维护过程中经常遇到很多电涌和谐波的问题,其会缩短设备寿命,甚至完全破坏。

这也让我们更加注重了路灯供电系统中浪涌和谐波问题的重要性。

一、浪涌问题浪涌是微妙量级的异常大电流脉冲,它可使电子设备受到瞬态过电流、过电压的破坏。

每年半导体器件的集成化都在提高,元件的间距在减小,半导体的厚度在变薄,这使得电子设备受瞬态过电流、过电压破坏的可能性越来越大。

如果一个浪涌导致的瞬态过电压超过一个电子设备的承受能力,那么这个设备或者被完全破坏,或者寿命大大缩短。

一项调查数据表明,在保修期内出现问题的电气产品中,有63%是由于浪涌造成的。

而雷电是导致电涌最大的原因。

但很多人对雷害特别是感应雷、雷电电磁脉冲的危害认识不足对浪涌危害认识存在三大误区:误区一:安装了避雷针,不会产生由雷电导致的浪涌危害避雷针采用的是引雷原理,是引雷针。

由于避雷针的存在,建筑物上落雷机会反而增加。

内部设备遭感应雷危害的机会和程度随之增大,更容易对用电设备造成极大危害。

同时避雷针只能防护免遭织机雷的破坏,没有对浪涌的防护作用。

误区二:虽然处于雷电高发区,设备目前没有烧毁和击毁。

即使有一些小的故障,也不会出现大问题。

浪涌可以在不造成破坏的情况下导致设备故障或锁闭。

数字电路中的小型浪涌可以造成数字脉冲错误,并锁闭操作系统,其所造成的后果却是非常严重的。

家庭防止浪涌的措施

家庭防止浪涌的措施

家庭防止浪涌的措施浪涌,也称为电涌或瞬态过电压,是指电网中出现的短暂而强烈的电压波动。

这种波动可能由雷电、电器设备开关、大型设备启动等多种原因引起。

浪涌对家庭电器设备造成潜在的威胁,可能导致设备损坏、数据丢失甚至火灾等风险。

因此,采取家庭防止浪涌的措施至关重要。

一、了解浪涌及其危害浪涌通常具有电压高、时间短、能量大的特点。

它可能超过家庭电器设备的额定电压,导致设备损坏或性能下降。

例如,计算机、电视机、空调等电器设备都可能受到浪涌的影响。

二、选择合适的浪涌保护设备浪涌保护器:浪涌保护器是专门设计用来吸收电网中的浪涌电压的设备。

它可以安装在家庭配电箱的总开关处,对家庭用电进行全面保护。

带浪涌保护的插座:市场上也有一些带浪涌保护功能的插座,可以将重要设备如计算机、电视等直接插入这些插座,以提供额外的保护。

三、采取其他预防措施定期检查电器设备:定期检查家庭电器设备的电线、插头等部件是否完好,及时更换老化或损坏的部件。

避免使用延长线:尽量减少使用延长线,避免因为延长线质量问题导致电压波动。

合理使用电器设备:在关闭电器设备时,尽量使用设备的开关,而不是直接拔掉电源插头,以减少电压波动的可能性。

四、加强安全意识家庭成员应增强对浪涌危害的认识,了解浪涌可能带来的后果,并采取相应的预防措施。

同时,对于疑似因浪涌导致的电器设备故障,应及时请专业人员进行检修。

五、总结家庭防止浪涌的措施是保障家庭电器设备安全、延长设备使用寿命的重要措施。

通过选择合适的浪涌保护设备、采取其他预防措施以及加强安全意识,可以有效降低浪涌对家庭电器设备的危害。

让我们共同关注家庭用电安全,为家庭创造一个安全、舒适的生活环境。

浪涌10kv防护方案

浪涌10kv防护方案

浪涌10kv防护方案全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:浪涌10kv防护方案,是为了防护电力系统中的设备免受由于浪涌电流引起的损坏,保障电力系统的正常运行和设备的长期稳定工作。

在电力系统中,浪涌电流是指由于电压的突然变化或闪电等原因造成的瞬时过电压,它可能导致设备损坏和系统故障。

制定有效的浪涌10kv防护方案对于电力系统的稳定运行至关重要。

在防护浪涌10kv的过程中,需要采取一系列措施来降低浪涌电流对设备的影响。

需要在电力系统中安装避雷器。

避雷器是一种能够将浪涌电流引向地面的设备,可以有效地减少浪涌电流对设备的冲击。

还需要对电力系统中的设备进行全面的检测和维护,确保设备运行正常,并及时更新设备,以提高设备的防护能力。

还需要根据具体情况对电力系统中的电缆进行合理的布局,避免电缆之间的电磁干扰和浪涌电流的传导。

除了上述措施外,还可以采取其他一些方法来提高浪涌10kv的防护能力。

可以在电力系统中增加防雷接地装置,以增加电力系统的接地能力,减少浪涌电流的冲击。

还可以采用多级过电压保护装置,对电力系统进行多层次的保护,以提高电力系统的稳定性和可靠性。

第二篇示例:浪涌是一种瞬时电压过高的现象,通常由雷电、电源开关、感应负载等因素引起。

在电力系统中,浪涌问题是一个普遍存在的难题,如果不加以有效防护,就会给电器设备带来严重的损害甚至导致设备故障。

10kv电压等级下的浪涌问题尤为突出,因此制定一份浪涌10kv 防护方案是非常必要的。

要了解10kv电压等级的特点。

10kv电压等级在电力系统中是一种较高的电压等级,广泛应用于城市供电网、工业用电等场合。

由于电压等级较高,一旦发生浪涌问题,对于设备的损害程度会更加严重,因此对于10kv电压等级下的浪涌防护要求更高。

要选择合适的浪涌防护器件。

在10kv电压等级下,常用的浪涌防护器件包括浪涌保护器、避雷器、电源滤波器等。

这些器件可以有效地吸收、分解、消散来自外部的浪涌电压,保护设备免受损害。

浪涌电流产生的原因与5种抑制冲击电流的方法分析

浪涌电流产生的原因与5种抑制冲击电流的方法分析

浪涌电流产生的原因与5种抑制冲击电流的方法分析开关电源,电流,浪涌电流开关电源概述开关电源又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。

其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。

开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

开关电源不同于线性电源,开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换,这两个模式都有低耗散的特点,切换之间的转换会有较高的耗散,但时间很短,因此比较节省能源,产生废热较少。

理想上,开关电源本身是不会消耗电能的。

电压稳压是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。

相反的,线性电源在产生输出电压的过程中,晶体管工作在放大区,本身也会消耗电能。

开关电源的高转换效率是其一大优点,而且因为开关电源工作频率高,可以使用小尺寸、轻重量的变压器,因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小,重量也会比较轻。

若电源的高效率、体积及重量是考虑重点时,开关电源比线性电源要好。

不过开关电源比较复杂,内部晶体管会频繁切换,若切换电流尚加以处理,可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备,而且若开关电源没有特别设计,其电源功率因数可能不高。

浪涌电流概述通常在开关电源起动时,可能需要输入端的主电网提供短时的大电流脉冲,这种电流脉冲通常被称为“输入浪涌电流(inrush current)”。

输入浪涌电流首先给主电网中的断路器(main circuit breaker)和其它熔断器的选择造成了麻烦:断路器一方面要保证在过载时熔断,起到保护作用;另一方面又必须在输入浪涌电流出现时不能熔断,避免误动作。

其次,输入浪涌电流会产生输入电压波形塌陷,使供电质量变差,进而影响其它用电设备的工作。

出现输入浪涌电流的原因如图1所示的开关电源中,输入电压首先经过干扰滤波,再通过桥式整流器变成直流,然后通过一个很大的电解电容器进行波形平滑,之后才能进入真正的直流/直流转换器。

浪涌防护

浪涌防护

电子设备的浪涌防护浪涌浪涌顾名思义就是瞬间出现超出稳定值的峰值,它包括浪涌电压和浪涌电流。

浪涌电压是指的超出正常工作电压的瞬间过电压。

本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。

可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。

而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。

浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。

在电子设计中,浪涌主要指的是电源(只是主要指电源)刚开通的那一瞬息产生的强力脉冲,由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲;或者由于电源或电路中其它部分受到本身或外来尖脉冲干扰叫做浪涌.它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏,如PN结电容击穿,电阻烧断等等. 而浪涌保护就是利用非线性元器件对高频(浪涌)的敏感设计的保护电路,简单而常用的是并联大小电容和串联电感.供电系统浪涌的来源分为外部(雷电原因)和内部(电气设备启停和故障等)。

供电系统浪涌的产生供电系统浪涌的来源分为外部(雷电原因)和内部(电气设备启停和故障等)。

外部原因:雷击对地闪电可能以两种途径作用在低压供电系统上:(1)直接雷击:雷电放电直接击中电力系统的部件,注入很大的脉冲电流。

发生的概率相对较低。

(2)间接雷击:雷电放电击中设备附近的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。

直接雷击是最严重的事件,尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。

在发生这些事件时,架空输电线电压将上升到几十万伏特,通常引起绝缘闪络。

雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远,在雷击点附近的峰值电流可达100kA或以上。

在用户进线口处低压线路的电流每相可达到5kA到10kA。

在雷电活动频繁的区域,电力设施每年可能有好几次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。

而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不频繁的地区,上述事件是很少发生的。

间接雷击和内部浪涌发生的概率较高,绝大部分的用电设备损坏与其有关。

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浪涌冲击和谐振及防范措施概述电容器可用于改善交流系统的功率因数,但同时也会产生负作用。

在一些情况下,使用电容器是产生负作用的主要原因;在另一些情况下,电容器又会受负作用的危害。

不管在那一类情况,电气工程师都应了解系统的状况,采取必要的措施,防止浪涌冲击和谐振造成的危害。

目前,随着斩波直流设备,尤其是SCR 驱动设备越来越广泛的应用,这两方面的危害日趋严重。

浪涌冲击的产生浪涌冲击(瞬态脉冲尖峰)问题的出现,可以追溯到本世纪三十年代,当时它是由医疗用X射线机而引发。

到了四十年代,由大型电弧焊机和冶炼炉引发的电压闪变引起了工程师的广泛注意。

浪涌冲击在近年来变得更为严重,随着斩波型开关电源设备(如计算机及UPS等)和大型整流电源设备的广泛使用,浪涌冲击和谐波畸变变得更为普遍。

即使没有电容器,线路中的干扰事件也会经常发生,由此引发的设备误动作、电压畸变、过电流及不平衡电流等现象经常发生。

另外,电力系统中开关的分合、熔断器的动作、设备绝缘击穿、大容量设备的投切启动及其它故障等,都会引发浪涌冲击脉冲干扰。

浪涌冲击的危害在谐振发生时将会更严重。

在脉冲的一系列频谱中,当线路电感量和电容量接近时,便有可能引发谐振,导致谐波在系统的局部地区放大。

谐振不仅会随着瞬间干扰产生高电压和过电流,使事态恶化,也会在基频系统中叠加谐振电流,引起设备和绝缘过热,甚至烧毁损坏。

整流设备对电网运行的影响近年来,整流系统的应用日趋广泛,已成为浪涌冲击和谐振的主要原因,如商业大厦中的电梯变频调速驱动系统,不间断电源供电系统(UPS)等。

同时,整流触发电路(Rectifier Firing Circuit)也会引发浪涌冲击和谐振问题。

整流设备不仅导致波形畸变,也常令功率因数下降,因此需要安装补偿电容器以改善功率因数,但是电容器又容易引发谐振问题,在轻载时必须切除。

在整流器电路分析中有三个因素应受到注意:第一.电路中开关分合引发的瞬间浪涌干扰。

整流器和逆变器是一系列复杂的固态开关电路,它们首先从交流电源电路的一相中吸取电流,然后又转到下一相,不断循环,依次给同一输出导线供电(直流输出)。

当电流由一相导线转换到另一相时,两相导线基本处于短路状态,虽然短路状态仅持续零点几毫秒,却造成尖峰和缺口脉冲浪涌干扰,如图-1,由一套可控硅装置给一台400马力直流电动机供电时造成的线路电压瞬间干扰(脉冲尖峰),该系统从一台2000K V A的配电变压器供电。

第二.整流器在提供直流时,其工作原理不仅要求交流线路提供基频电流,也要求提供高次谐波,以通过整流元件合成出近似平稳的直流,在制造高次谐波的过程中反过来影响交流电源的基波电流。

第三.电路存在着固有的电感和电容(包括分布参数),它们的组合可能引发谐振,从而使电流和电压的幅值增大许多倍,如图-2所示。

电气工程师的工作就是确定导致这种过电流和高电压的条件,并设法加以避免。

图-2.130KVAR电容器安装处所测的电压、电流波形,幅值大的波形是电压,幅值小的波形是电流。

该电容器由1000KVA配电变压器供电,在离电容器200英尺远的母线上接有一台由SCR控制的300马力电动机。

本图显示了谐振情况下的电流尖峰情况,在电流波形中可清楚地看到11次谐波分量的存在。

故障形成的原因在一般工厂和办公大楼中,适当数目的可控硅整流器(SCR)装置很少引发故障,但是在下列情况却可能造成事故,应特别注意:a.对所在系统而言,存在着容量较大的可控硅整流器(SCR)装置,例如,有一、二个可控硅整流器(SCR)装置的负荷占其配电变压器容量的40%左右,在换向时所产生的尖峰脉冲很容易会烧坏电容器组的保险丝,甚至击穿电容器的绝缘。

b.整流器通常的功率因数工作在较大(50%以上)的滞后条件下,而且存在频繁分合电容器,不论是全部还是分组。

c.可控硅整流器(SCR)装置的负荷大于同一低压母线上其它设备的负荷。

d.在满载时可以把功率因数补偿到0.9以上的电容器,尤其在轻载时这些电容器仍不切除的情况下。

e.电容器的补偿容量(KVAR)超过变压器容量的25%。

浪涌冲击的危害浪涌冲击(尖峰脉冲)比谐波更易造成熔断器烧断。

为说明这点,可假定将电容器熔断器安装在每组电容器上,采用的熔断器为快速限流型(不同于慢速熔化型),它可以迅速地将短路的电容器组切除。

要防止电容器损坏,关键是切除速度,这类熔断器的保护效果相当不错。

但是,这类熔断器太灵敏,其I2t容量相对较小(只有数千平方安培*秒),遇到浪涌尖峰就会烧断。

目前普遍采用的单晶结构熔断器便属于此类。

因此,熔断器的额定电流应慎重选择。

在标准正弦波条件下,传统的选择原则不会有什么问题,熔断器的额定电流一般选为电容器额定容量的1.67倍, 其中包括了电容器电流的正常波动范围;也可选为电容器额定千乏数的1.35倍, 这是由电容器的微法拉1.15倍,额定电压的1.1倍和附加谐波(在某种程度上总是存在的)的1.06倍综合计算得出的。

但是有尖峰毛刺的电压波形也可以烧断这样的熔断器,现在许多电气工程师与熔断器制造商的想法一样,都在考虑将正常的选择倍数提高到2.2--2.5倍,或更高。

尖峰脉冲也会损坏接触器,当照明或电阻性负载的接触器用于补偿电容器时,按照接触器制造商的规定,浪涌冲击一般应限制在6倍额定电流以内。

电力工程师必须仔细选定在正常条件下运行的熔断器,以保证电容器和接触器不被损坏。

更重要的是要设法抑制电容器安装处的瞬间尖峰干扰,通常的方法是在靠近敏感设备处,接入(串入)一定量的电感或安装并联抑制器。

如果一条线路自身没有足够的电感,则可以用螺管形扼流线圈增补。

为了获得更佳效果,就应采用滤波器。

谐振在一般电力系统中,通常容易识别潜在的谐振电路,因为谐波比尖峰更容易分析,而且处理方法也较容易。

谐振电流和电压的产生,必须具备谐振电路和激励两个条件,如果两个条件成立,将会造成振荡,从而引发过电流和过电压。

下面对这两个条件做简要分析。

在确定谐振产生的第一个判据(即谐振电路)时,重点应了解谐振频率是否匹配激励频率。

谐振频率取决于电路的电感(L)和电容(C):f= 1 /(2л*SQRT(LC))其中:f 的单位是赫兹,L的单位是亨,C的单位是法拉。

在电力系统中,L和C主要包括以下因素:a. 变压器阻抗(Z)(铭牌标注),这是电力系统中主要的感性元件。

b. 变压器与电容器之间电力线路的阻抗(电抗)(计算值)。

c.变压器之前供电系统的等值阻抗,通常由当地供电部门以阻抗(Z)或短路容量(KVA)的形式给出。

d.所研究电路内电容器额定容量(KVAR),如果电容器遍布配电系统,则可首先近似地考虑装在负荷中心的电容器。

可以通过现场试验确定系统的电抗,具体作法是:根据已知的电容,将一些激励施加到电路上,观察振荡频率,然后推算出电感及电抗。

示波器(最好具有屏幕记忆功能)可以读出震荡频率,其波型图将记录线路的状况。

采用示波器分析谐波时应注意,5次以上谐波(如11次)的幅值,在扫描时可能已经发生了变化,因此只可用于定性分析。

实际应用系统中,一般发生的是并联谐振。

即用户的非线性负载产生的谐波电流Ih,在经由电容器组电容和供电网电感(含变压器)形成的并联谐振回路,如图-3,由于谐振发生,流经变压器和电容器的谐波电流It和Ic被放大到10-15倍。

被放大的谐波电流将导致电容器和变压器内部组件过热甚至损坏。

电容器组图-3. 并联谐振回路及其等效电路另一种较少见的谐振串联谐振,它是在上一级供电网系统电压发生波形畸变的情况下,由电容器和供电变压器之短路电感形成的串联谐振回路会吸引高次谐波电流流入电容器,串联谐振可导致在变压器的低压侧和电容器上出现很高的谐振电压,引起电容器或变压器的绝缘击穿。

如图-4。

图-4. 串联谐振回路及其等效电路实际系统中存在一个有趣的现象,即谐振通常在300—750Hz之间发生,这个频段与固态整流设备相关的振荡发生的可能性最大。

假定电路具有一台阻抗为5.7%(这是一个常见值)的变压器和一组电容器,电容器的额定容量(KVAR )为变压器额定容量(KVA)的25 %,则谐振频率 f = 380---420Hz,改变电容器的额定容量和变压器额定容量(KVA)的比值,则谐振频率变化如下:比值为30% 时,f = 330---380Hz比值为40% 时,f = 290---330Hz在电气联系较弱的小系统中,电网谐振频率将降低。

随着固态整流设备越来越便宜和广泛应用,在用400/240V 小型变压器为SCR负载供电时,电气工程师应特别警惕谐振的问题。

谐振发生的第二个条件是存在与电路固有频率相匹配的激励频率,而且激励的幅值和速率必须大于电路的损耗。

为了确定电力系统的高频激励,必须对负荷,尤其是整流设备作仔细研究。

根据分析计算可知,整流设备产生的谐波特征频率为 n X fo,其中 fo 为系统基波频率n =kP ±1,k为整数,P 为整流设备的脉冲数,常见的三相全桥P=6在评估整流器的谐波激励时,应主要考虑5、7、11和13次谐波分量,他们对应的频率分别为250、350、550、650(基频为50Hz的系统),而3、9次谐波可被三角形(△)接线方式抑制。

按照我们的经验,如果系统谐振频率在550Hz (11次谐波)或更高,则很少引发谐波问题。

整流器过分简单时,将导致基频系统的电流成为矩形波,矩形波中每一谐波分量的幅值与频率的倒数相关,即5次谐波的幅值最大,7次谐波次之,依次类推,一直到比上述提及的谐波更高次的分量,但它们占的比例很小,通常可以忽略不计。

如果产生的谐波与供电电路的谐振频率相吻合,则会导致振荡,甚至引发严重故障。

谐振的频率越高,整流设备需要提供的能量越少(难以置信的是,这些整流元件就好象是谐波电流发生器)。

谐振的防范措施如果电气工程师发现了容易引发振荡的条件,他可以选择如下多种解决方法:一种方法是把电容器的容量限制在适当程度,一般情况下,要使电容器的额定容量(KVAR)低于变压器额定容量的25%;另一种方法是先从可以避免电路谐振的电容器的最小容量开始,如图-3所示,然后逐渐增加电容量,直至达到所希望的功率因数或有故障迹象时为止,但这个过程需要仔细监视。

一种有效但昂贵的方法是:在使用整流器时,在整流之前把交流电源分成12或更多个电路,这样就可将产生谐波的频率提高到一个容易治理的范围,这种方法仅在需要安装大规模电容器时才符合经济原则。

图-5。

谐振频率与电容器容量关系的示意曲线,配电变压器容量为1500KVA,在200英尺远处接有一台1000 A的电抗器。

功率因数曲线显示,随着电容器容量的增加,功率因数得到更好的改善,但谐振频率进入危险区,图中显示了应当设法避免的谐振波频率。

有时,必须兼顾改善功率因数和消除谐波这两个方面。

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