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什么是较差的电能质量？

时间：2020-10-21

大多数电气和电子设备都设计为使用具有特定规格的电源工作，该规格通常定义RMS（均方根）电压和频率的最小和最大限制。

什么是电能质量差？

用户期望该供应在100％的时间内处于可用范围内。供应商不能保证这一点，并且在经济价格水平上几乎不可能实现。
电力不同于任何其他产品，因为在交付之前无法评估质量。它在生产时使用，但距生产点有一定距离，它已经通过了多个变压器，许多英里的传输线并且已经与其他发电机的输出混合在一起。
术语“良好的电源质量”可用于描述始终可用的电源，始终在电压和频率公差之内，并且具有纯净的无噪声正弦波形。“电源质量差”描述了任何偏离此理想状态的电源；偏差是否重要取决于安装目的，设备设计和安装设计。
电能质量差的主要原因可分为两类，本文将对此进行讨论
1.供应系统质量问题
2.与安装和负载有关的问题
由于一个站点上的设备引起的干扰可能会导致另一站点上的设备损坏或破坏，因此这些类别之间的分离永远不会完成。例如，小型住宅区的工厂单元中的重负载（例如电弧炉）在接通电源时可能会导致多个相邻用户的电压下降。
结果可能是计算机网络完全关闭，造成的破坏远远大于按下按钮的操作员所预期的破坏。
1.供应系统质量问题
供应中断
完全断电持续一分钟以上。由发电或配电设备故障，传输线故障或系统过载期间的负载减少引起。明显的效果是所有电厂全部关闭。
暂时中断
完全断电少于一分钟。通常是由自动重合闸在瞬态故障后恢复电源引起的。计算机和通信设备将因数据丢失而关闭。重新启动时间可能是几分钟：数据恢复时间将更长。
暂态
快速上升时间的高压脉冲叠加在电源电压上。可能由多种因素引起，包括雷击的残余影响，功率因数校正电容器的开关和电感性负载的开关。
欠压/过压
超出法定限制的长期游览。由分接开关故障引起。供应商可能故意引入欠压（“欠压”）以降低需求，并可能导致不可靠的设备运行，包括反复重新启动计算机系统，电磁阀脱落以及鼠笼式电动机过热。过电压可能会对多种电气和电子设备造成永久性损坏。
电压突降/浪涌
短期电压干扰超出法定限制。由启动和关闭大型电机等重负载引起的。在极端情况下，跌落会导致设备停机，电涌会导致设备损坏。
电压不平衡
三相电源的相电压不对称。由相位的差异负载引起。导致变压器中的循环电流（和过多的热量），并降低了三相电动机的效率。
闪烁
电源电压的周期性波动。由于存在周期性负载变化（例如来自循环变频器驱动系统）而引起的。在照明系统中导致可见的闪烁。
谐波失真
电压波形失真。由非线性负载引起。由于变压器中涡流和磁滞损耗的增加，电动机中的过热和转矩降低以及中性导体和功率因数校正电容器的过热而导致过热。
对于用户而言，某些缺陷（例如中断或闪烁）将是显而易见的，而其他缺陷可能仅对设备和工厂产生影响。电力客户无法控制供电问题，但是可以通过多种方式提高设备的弹性。
尽管被归类为供应问题，但有时根本原因可能在于用户自己的房屋内。
2.安装和负载相关的问题
存在与安装相关的三个主要问题：
1.谐波电流
2.漏电电流
3.电压骤降和瞬变
1.谐波电流
谐波电流是由于目前正在使用的非线性负载日益普及而引起的，并在电缆，变压器和电动机中引起问题。从电源汲取谐波电流会使电压波形失真，如果不加以检查，可能会对
电源的其他用户造成问题，因此对允许的主要谐波幅度施加了限制。
2.漏电电流
接地电流来自大多数现代电子设备。
对于单个设备，电流很小（通常小于3.5 mA），但是例如在大型计算机中，组合电流可能很大。另外，由于对电源单元中的开关瞬态进行滤波而导致的泄漏电流中存在明显的高频成分。
大多数接地系统已设计成可以用作安全接地（即为故障电流提供安全的低阻抗路径，以允许过电流保护运行），并且不能应对持续的泄漏电流，尤其是在高频情况下。现代计算机和通信设备对噪声的高灵敏度对接地系统提出了更高的要求。
3.电压骤降和瞬变
大多数电压干扰缺陷都归因于电源，但并非总是如此。
诸如大型电动机和电弧炉之类的重负载的切换会导致电压突降，如果负载为感性负载，则会产生瞬态过电压。当机器加速运转时，倾角可能会持续几秒钟，从而导致电压敏感设备出现问题。瞬变会损坏电子设备，并通过与数据线的电感耦合导致计算机和通信设备中的数据错误。
在具有功率因数校正（PFC）电容器的情况下，可能会发生与电源电感的谐振，从而损坏PFC电容器。优良作法的解决方案包括电路隔离和使用较大的导体截面积。当问题的根源不在客户控制范围内时，将发现特定的解决方案很有用。
只要有可能，通过良好实践进行预防是更好的方法。