Harmonikus túlfeszültség elleni védelem, hullámelemzés, ellenőrzés

Előző

Tartalom:

  • Miért védi berendezését a túlfeszültségtől?
  • Mi az ipari feszültség harmonikus- és hullámforma-analízise
  • Hogyan ellenőrizhető a túlfeszültség elleni védelmi intézkedések hatékonysága

A JSC Atlant hivatalos webhelyéről letöltheti a háztartási hűtőszekrények üzemeltetésére vonatkozó utasításokat, ahol azt írják, hogy a tápfeszültség 220-230 V (az utolsó adat megfelel az európai szabványoknak), névleges eltéréssel 10% mindkét irányban. Nagyjából, ha a feszültség 200 V alá esik, akkor nem tény, hogy a berendezés működni fog. De nem csak ehhez szükséges a túlfeszültség elleni védelem. Még veszélyesebbek a rövid távú túlterhelések, amelyek gyakoriságuknál fogva akadálytalanul haladnak át a szűrőn. Amikor egy ilyen cunami eléri az elektronikus töltést, minden lehetségessé válik. Minden mikroáramkörnek megvannak a maga korlátai, amelyek felett a működés meghibásodáshoz vezet. A berendezések védelme a fő feladat a túlfeszültség esetén.

Miért védi berendezését a túlfeszültségtől?

A harci hírszerzést tartjuk a legjobb információszerzési módszernek. És ez azt jelenti, hogy keresnie kell egy túlfeszültség-védőt, és tanulmányoznia kell az utasításokat. Nagyon tetszettek a spanyol RTR Energia gyártó katalógusai által erről a fiókról szóló információk. A háromfázisú harmonikus szűrőről a következőket írják:

  • A termékeket 134 és 189 Hz-es felharmonikusok szűrésére tervezték.
  • Az átviteli együttható a szűrési frekvenciákon 14, illetve 7%.
  • Az összes felsorolt ​​intézkedés célját ismertetjük. A megadott jellemzők miatt lehetőség van az 5. harmonikus elnyomására (5 x 50 = 250 Hz). Ennek eredményeként nincs rezonancia a terhelés induktív ellenállása és a kondenzátorblokk között, ami természetesen védelmet nyújt a bemenetnekáramkörök a túlterheléstől.

    • Túlfeszültség-védelmi készülék

    Magyarázzuk el, hogy az ipari hálózatokban a meddőteljesítmény parazita hatás. Mert nem végez hasznos munkát, hanem az alállomások erőforrását igényli. Ennek eredményeként, ha az állampolgár csak az aktív kWh teljesítményért fizet, a vállalkozásoknak pedig a meddő teljesítményért is fizetniük kell. Ez megnöveli a költségeket, és hangsúlyozzuk, nem hoz semmilyen hasznot a fogyasztónak. Ezért a terhelés reaktív részének kompenzálására a nagyvállalatok kondenzátorblokkokat helyeznek el fogyasztóik bejáratánál. Mindegyikre jellemző egy bizonyos hatalom a lakásban, amit képes visszafizetni. (Lásd még: Statikus elektromosság elleni védelem)

    Az ilyen intézkedések következtében fennáll a túlterhelés veszélye. Vagyis a meddőteljesítmény kompenzációért harcolunk, hogy valahogy csökkentsük az áramköltségeket, és a megadott frekvenciákon rezonanciát kapunk. Ennek hatására az ellenállás képzeletbeli része nulla lesz, és elég sok energiánk fut ide-oda, ami hő formájában szabadul fel a terhelés aktív részén. Jól látható, hogy ez megint veszteség, ráadásul a gyártói adatokból következően a most takarékoskodó kondenzátorblokkjaink esetleges meghibásodása. Hogy ez ne forduljon elő, fojtóblokkokat is helyeznek el (minden fázishoz egyet), csökkentve az egész rendszer határfrekvenciáját. Ugyanakkor az 50 Hz-es hasznos feszültség szinte nem szenved.

    Mi az ipari feszültség harmonikus- és hullámforma-analízise

    Akinek nincs speciális végzettsége, az valószínűleg már üvöltött az ilyen információktól. Nézzük meg, mik azok a harmonikusok, és hogyan kapcsolódnak a hálózati túlfeszültség-védelemhez. Kiderült, hogy a különféle rezgések formáit nehéz elemezni. Ez pedig feltétlenül szükségeselőre jelezni a teljes rendszer eredményét, beleértve a túlfeszültség-védelmi egység működését. Milyen paramétereket kell venni?

    Aztán a fizikusok és a matematikusok gondolkodtak egy kicsit, és úgy döntöttek, hogy a természet bármely ingadozása spektrumra bontható. A közvetlen és inverz transzformáció pedig Fourier-módszerekkel történik. Ez egy olyan matematikai képletkészlet, amelyet mindenki otthoni gyakorlatba ültethet. Igaz, az úgynevezett diszkrét Fourier transzformációt kell használnia. Csak numerikus módszerek (programozás) alkalmazására van optimalizálva. Tehát ennek eredményeként kiderült, hogy:

    • Bármely oszcilláció, legyen az bármilyen, szinuszos jelek halmazaként ábrázolható. Egy tiszta szinuszos esetében ez teljes egészében egy kötőjelből áll. A szinusz frekvenciáján. Tehát a hálózati feszültség ideális esetben 50 Hz legyen. A spektrumának pedig egyetlen harmonikusból kell állnia.
    • De a gyakorlatban a jel alakja eltér a szinuszostól. De a probléma nem is ez: a véges spektrum csak végtelen jel esetén határozható meg Fourier-függvényekkel. Feszültségünknek van eleje (bekapcsoljuk az áramot) és vége (az áramellátás ki van kapcsolva). Ennek köszönhetően számos harmonikus jelenik meg a spektrumban. Ezek olyan frekvenciák, amelyek arányosak a fő 50 Hz-cel. Például 100, 150, 200 stb. Az olvasók most már megértik, hogy az RTR gyártótól kapott információk alapján megismerheti a 250 Hz-es ötödik harmonikus pontos szűrésének fontosságát. És ennek a feladatnak a végrehajtásához a 134 és 189 Hz-es frekvenciákat elnyomják. Miért? Erre a kérdésre csak a tudósok tudnak válaszolni. Ez valamilyen módon összefügg a berendezés jellemzőivel és a hálózat tranziens folyamataival.

      harmonikus

      Háztartási feszültség

    • De ezek még mindig virágok. Ha megnézi a GOST 13109-et, számos érdekes megjegyzést fog látni ésaz ipari hálózatra vonatkozó követelmények. Például a névleges normától való rövid távú eltérések nem haladhatják meg a 10%-ot. Nem emlékeztet semmire? Ez igaz, ezek ugyanazok az értékek, amelyekkel az Atlant hűtőszekrényeket úgy tervezték, hogy működjenek. Ez a tény egyszerűen arról árulkodik, hogy a fehéroroszok szigorúan betartották a szabványokat. A tartós ápolás a névértéktől nem haladhatja meg az 5%-ot. Ugyanakkor minden harmonikushoz küszöbértékek vannak meghatározva. Ezeket az úgynevezett harmonikus együtthatók fejezik ki. Az egyszerű magyarázathoz mondjuk a következőket: ez a szám megközelítőleg megegyezik az 50 Hz-es főjel spektrumában lévő amplitúdó és a harmonikus érték arányával (frekvenciák szerint 100, 150, 200, stb.). Látod, hogy a feszültség formája szigorúan meg van írva, és ki van írva, hogy a fogyasztónak joga van követelni a megadott paraméterek teljesítését (próbáld beperelni a garázsszövetkezetedet).
    • Végül az egyes impulzusok esetében a jel spektruma a végtelenbe megy, és folyamatos. Ebben a tekintetben a legtöbb bemeneti szűrő az alacsony frekvenciák sémája szerint épül fel. Mivel ez a kapu áthalad 50 Hz-en és egy másik kis területen, és minden fentebb le van vágva. Már megértettük, miért történik ez - a feszültségcsúcsok spektrumváltozást okoznak, ami viszont káros hatással van a berendezésre.

    Hogyan ellenőrizhető a túlfeszültség elleni védelmi intézkedések hatékonysága

    Egy érdekességet mindenki ellenőrizhet otthon: ha a feszültségesés elleni védelem megvalósul, a ventilátorok halkabban működnek. Ez tökéletesen hallható a processzorhűtők példáján. Ha a feszültségforma instabil, a rendszeregység úgy zúg, mint egy tartály. Ennek oka a hűtőventilátorok forgási frekvenciájának instabilitása. Elegendő ezt a hatást (részben) kiküszöbölni, ha a kimenet földelő lapját a nulla vezetékhez zárja. Ennek eredményeként a számítógép tápegységének szűrője kiszámításra kerülmódban a feszültséglökések minden névleges értéknél csökkennek, ami természetesen a zúgás csökkenését okozza.

    Eszközök és hatásuk a feszültségre

    A probléma egyébként más extravagáns módon is megoldható. Sok számítógépben a normál +5 V és + 12 V feszültség mellett, ahol ventilátort lehet csatlakoztatni, van egy-két aljzat. Általában ez egy processzorhűtő (vagy merevlemezhez stb.). Felhívjuk figyelmét, hogy némelyikük sebességszabályozást tesz lehetővé. Általában ehhez a készletben egy 4 tűs csatlakozót kell tartalmazni. Közülük kettő: táp és föld (általában sárga és fekete), a többi pedig: fordulatszámmérő jel (kék) és impulzusszélesség moduláció (a feszültség csökkentésére és a fordulatok csökkentésére). Ha csökkenteni kell a zajszintet, akkor ésszerű ilyen összetett hűtőket használni, a rendszeregység igényeitől függően (processzor hőmérséklete stb.), a forgási sebesség szabályozva lesz.

    Nos, minél lassabban forog a penge, annál csendesebb lesz. Ami a mi esetünket illeti, a nulla vezeték földelésének szirmokhoz való következtetése lehetővé teszi, hogy a tápegység bemenetén lévő harmonikus szűrők megfelelően működjenek. A berendezések túlfeszültség elleni védelme viszont közvetett. A szabványos szűrő egyszerűen be van kapcsolva, ami egyébként hibásan működne. Ugyanakkor jelentősen javulnak a készülék testének árnyékolási tulajdonságai. Felhívjuk figyelmét, hogy ez a módszer csak akkor működik, ha nincs földelés a ház elektromos hálózatában. Ezenkívül hasonló intézkedések tilosak a világítóberendezések csoportos áramkörei esetében (különböző típusú helyiségek).

    A leghatékonyabb módszer a szünetmentes tápegység használata. Ennek az eszköznek értelemszerűen ki kell szűrnie a harmonikusokat. Kérjük, vegye figyelembe, hogy az importált változatok összetételükben általában ugyanazt tartalmazzákföldelést igénylő szűrők. Vagyis az egész védelmi rendszer megsemmisül, ha az aljzatokat az európai szabványokkal ellentétben telepítik. De továbbra is felmerül a kérdés, hogyan lehet megvédeni a háztartási készülékeket a viszonylag lassú feszültségesésektől. Szünetmentes áramforrások esetén a feszültség megmarad, minden más esetben csökkenés (emelkedés) lesz. (Lásd még: Feszültségstabilizátor kiválasztása és csatlakoztatása)

    Szünetmentes tápegység

    Mindenekelőtt felhívjuk az olvasók figyelmét a GOST 13109-re, amely szerint a fogyasztó ebben az esetben minőségi szolgáltatások nyújtását követelheti a címén. Készüljön fel arra, hogy a díj egy kicsit emelkedhet, de a díjakat ismét trösztellenes törvények szabályozzák. Így normál üzemmódban, amikor minden szabvány teljesül, nincs szükség a hűtőszekrény túlfeszültség elleni védelmére. De! Győződjön meg arról, hogy a készülék földelve van. Ellenkező esetben a bemeneti szűrőnek (ha van) működnie kell.

    Általában meg kell érteni, hogy mit és miért tesznek. Tegyük fel, hogy a mosógép hálózatában a túlfeszültség elleni védelmet egy speciális egység valósítja meg. Nem működik, ha nincs földelés a házon, akkor 60-as nagyságrendű potenciál észlelhető (ugyanazok a harmonikusok, amiket fent tárgyaltunk, kiszűrik). És ez egyáltalán nem egy vastag héjú motorra vonatkozik, hanem egy kényes, impulzusos tápegységet tartalmazó elektronikus töltésre, ahol a bemeneti kaszkádok leegyszerűsödnek, figyelembe véve, hogy az előzetes szűrés már lezajlott. Képzelje el, ha nincs földelés: mi magunk megfosztjuk magunkat a feszültséglökések elleni védelmi rendszertől.

    Mit tud még tanácsolni? Ha ez annyira fontos, akkor vegyél egy automatikus vagy kézi típusú fáziskapcsolót, amely figyeli a feszültségeket. Már elmondtuk, hogy az ilyen eszközök használata egy szállító számára (akinek vanagy) potenciálisan előnyös. A túlfeszültség elleni védőrelé teljesen leállítja az áramellátást, ha a névleges teljesítmény meghaladja a megengedett normákat. Ezt nem szabad összetéveszteni a fogyasztásszabályozással, melynek elemei a mérőműszer részét képezhetik: itt egyszerűen megszakad a "jelentéktelen" fogyasztók energiaellátása.

    Ipari berendezésekhez a kiegyenlítő transzformátorokat ajánljuk. Az ilyen eszközök célja a fáziseltolódás megszüntetése. Ha az egyik vonalon ugrás figyelhető meg, az a kiegyenlítő tekercs kimenetén kompenzálódik. Sok esetben az ilyen eszközvédelem megfelelőbb lesz, mint bármely más. A háromfázisú kapcsolókkal kombinált használat lehetővé teszi, hogy teljesen megvédje berendezését a különféle túlzásoktól.

    Elmondtuk, hogyan történik a feszültségingadozás elleni védelem a lakásban, és ezt a legegyszerűbb egy jelzőcsavarhúzó segítségével ellenőrizni. Ha a ház megfelelően földelt, akkor még a nagy érzékenységű üzemmódban sem figyelhető meg az érintésmentes kioldási módszer. Ennyit szerettünk volna elmondani arról, hogyan védik a helyi fogyasztók elektromos hálózatát a túlfeszültség ellen. Nem zárjuk ki, hogy van más felszerelés is, de ez egy teljesen más történet.

    Következő

    Olvassa el továbbá: