Protecție împotriva supratensiunii armonice, analiza undelor, verificare

Anterior

Conţinut:

  • De ce să vă protejați echipamentul de supratensiuni
  • Ce sunt armonicile și analiza formei de undă a tensiunii industriale
  • Cum se verifică eficacitatea măsurilor de protecție împotriva supratensiunii

Pe site-ul oficial al JSC Atlant, puteți descărca instrucțiunile de funcționare a frigiderelor de uz casnic, unde este scris că tensiunea de alimentare este de 220-230 V (ultima cifră este în conformitate cu standardele europene) cu o abatere nominală de 10% în fiecare direcție. Aproximativ vorbind, dacă tensiunea scade sub 200 V, nu este un fapt că echipamentul va funcționa. Dar protecția împotriva supratensiunii este necesară nu numai pentru aceasta. Și mai periculoase sunt supraîncărcările de scurtă durată, care trec prin filtru fără piedici din cauza frecvenței lor. Când un astfel de tsunami ajunge la umplerea electronică, totul devine posibil. Orice microcircuit are propriile sale limite, peste care funcționarea duce la eșec. Protecția echipamentelor este sarcina principală atunci când vine vorba de supratensiuni.

De ce să vă protejați echipamentul de supratensiuni

Considerăm că inteligența de luptă este cea mai bună metodă de obținere a informațiilor. Și asta înseamnă că ar trebui să găsiți un protector de supratensiune și să studiați instrucțiunile. Ne-au plăcut foarte mult informațiile de pe acest cont oferite de cataloagele producătorului spaniol RTR Energia. Următoarele sunt scrise pe subiectul unui filtru armonic trifazat:

  • Produsele sunt concepute pentru filtrarea armonicilor cu frecvențe de 134 și 189 Hz.
  • Coeficientul de transmisie la frecvențele de filtrare este de 14, respectiv 7%.
  • Scopul tuturor măsurilor enumerate este explicat. Datorită caracteristicilor specificate, este posibilă suprimarea armonicii a 5-a (5 x 50 = 250 Hz). Ca urmare, nu există nicio rezonanță între rezistența inductivă a sarcinii și blocul condensatorului, care oferă în mod natural protecție pentru intrare.circuite de la suprasarcini.

    • Dispozitiv de protecție la supratensiune

    Să explicăm că în rețelele industriale puterea reactivă este un efect parazitar. Pentru că nu efectuează nicio lucrare utilă, dar necesită resursa substațiilor. Ca urmare, dacă un cetățean plătește doar pentru puterea activă kWh, în timp ce întreprinderile trebuie să plătească și pentru puterea reactivă. Acest lucru crește costurile și, subliniem, nu aduce niciun beneficiu consumatorului. Prin urmare, pentru a compensa partea reactivă a sarcinii, marile întreprinderi plasează blocuri de condensatoare la intrarea consumatorilor lor. Fiecare este caracterizat de o anumită putere în apartament, pe care este capabil să o ramburseze. (Vezi și: Protecție împotriva electricității statice)

    Ca urmare a unor astfel de măsuri, există o amenințare de supraîncărcare. Adică luptăm pentru compensarea puterii reactive pentru a reduce cumva costurile cu electricitatea și obținem rezonanță la frecvențele specificate. Ca urmare, partea imaginară a rezistenței devine zero și avem destul de multă energie care rulează ici și colo, care este eliberată sub formă de căldură pe partea activă a sarcinii. Este clar că aceasta este din nou o pierdere, în plus, după cum rezultă din datele producătorului, posibila defecțiune a blocurilor noastre de condensatoare care acum salvează. Pentru ca acest lucru să nu se întâmple, au pus și blocuri de șocuri (câte unul pentru fiecare fază), scăzând frecvențele limită ale întregului sistem. În același timp, 50 Hz de tensiune utilă aproape că nu suferă.

    Ce sunt armonicile și analiza formei de undă a tensiunii industriale

    Cei care nu au o educație specială, probabil deja urlau de la astfel de informații. Să ne dăm seama ce sunt armonicile și cum se leagă acestea cu protecția la supratensiune în rețea. Se dovedește că formele diferitelor oscilații sunt greu de analizat. Și acest lucru este absolut necesarpreziceți rezultatul întregului sistem, inclusiv modul în care va funcționa unitatea de protecție la supratensiune. Ce parametri să luați?

    Apoi, fizicienii și matematicienii s-au gândit puțin și au decis că orice fluctuație a naturii poate fi descompusă într-un spectru. Iar transformarea directă și inversă se realizează folosind metodele Fourier. Acesta este un set de formule matematice pe care oricine le poate pune în practică acasă. Adevărat, va trebui să utilizați așa-numita transformată Fourier discretă. Este optimizat doar pentru aplicarea metodelor numerice (programare). Deci, ca urmare, s-a dovedit că:

    • Orice oscilație, oricare ar fi ea, poate fi reprezentată ca un set de semnale sinusoidale. În special, pentru o sinusoidă pură, constă în întregime dintr-o liniuță. La frecvenţa sinusoidei. Deci, tensiunea de rețea ar trebui să fie în mod ideal de 50 Hz. Și spectrul său ar trebui să fie format dintr-o singură armonică.
    • Dar, în practică, forma semnalului diferă de cea sinusoidală. Dar problema nu este nici măcar aceea: spectrul finit poate fi determinat prin funcții Fourier doar pentru un semnal infinit. Tensiunea noastră are un început (alimentarea este pornită) și un sfârșit (alimentarea este oprită). Din această cauză, în spectru apar o serie de armonici. Acestea sunt frecvențe proporționale cu 50 Hz principale. De exemplu, 100, 150, 200 etc. Acum cititorii înțeleg că, cu informațiile de la producătorul RTR, puteți afla despre importanța filtrării exacte a armonicii a cincea de 250 Hz. Și pentru a îndeplini această sarcină, frecvențele de 134 și 189 Hz sunt suprimate. De ce? Doar oamenii de știință pot răspunde la această întrebare. Acest lucru este oarecum legat de caracteristicile echipamentelor și proceselor tranzitorii din rețea.

      împotriva

      Tensiune domestică

    • Dar acestea sunt încă flori. Dacă te uiți la GOST 13109, vei vedea o serie de comentarii interesante șicerinţele pentru reţeaua industrială. De exemplu, abaterile pe termen scurt de la norma nominală nu pot depăși 10%. Nu-ți aduce aminte de nimic? Așa e, acestea sunt aceleași valori cu care sunt proiectate să funcționeze frigiderele Atlant. Acest fapt ne spune pur și simplu că bielorușii au respectat cu strictețe standardele. Îngrijirea de lungă durată din valoarea nominală nu poate depăși 5%. În același timp, sunt definite praguri pentru fiecare armonică. Ele sunt exprimate prin așa-numiții coeficienți armonici. Pentru a o explica într-un mod simplu, să spunem următoarele: acest număr este aproximativ egal cu raportul dintre amplitudinea din spectrul semnalului principal de 50 Hz și valoarea armonicii (pe frecvențe, 100, 150, 200, etc.). Vezi ca este strict specificata forma tensiunii si scrie ca consumatorul are dreptul de a cere indeplinirea parametrilor specificati (incearca sa dai in judecata cooperativa ta de garaj).
    • În cele din urmă, pentru impulsurile individuale, spectrul semnalului merge la infinit și este continuu. În acest sens, majoritatea filtrelor de intrare sunt construite după schema frecvențelor joase. Pe măsură ce această poartă trece de 50 Hz și o altă zonă mică, și totul de deasupra este întrerupt. Am înțeles deja de ce se face acest lucru - vârfurile de tensiune provoacă modificări ale spectrului, care, la rândul lor, au un efect dăunător asupra echipamentului.

    Cum se verifică eficacitatea măsurilor de protecție împotriva supratensiunii

    Toată lumea poate verifica un fapt interesant chiar acasă: dacă este implementată protecția împotriva căderilor de tensiune, ventilatoarele funcționează mai silențios. Acest lucru este perfect audibil pe exemplul coolerelor de procesor. Dacă forma de tensiune este instabilă, unitatea de sistem va zumzea ca un rezervor. Acest lucru este cauzat de instabilitatea frecvenței de rotație a ventilatoarelor de răcire. Este suficient pentru a elimina acest efect (parțial) pentru a închide lama de împământare a prizei de firul neutru. Ca urmare, filtrul unității de alimentare a computerului va ieși pentru a fi calculatmodul, supratensiunile la toate evaluările vor scădea, ceea ce va cauza în mod natural o scădere a zumzetului.

    Dispozitive și efectul lor asupra tensiunii

    Apropo, problema poate fi rezolvată într-un alt mod extravagant. În multe computere, pe lângă tensiunea standard +5 V și + 12 V, unde puteți conecta un ventilator, există câteva prize. De obicei, acesta este un cooler de procesor (sau pentru un hard disk etc.). Vă rugăm să rețineți că unele dintre ele permit controlul vitezei. De obicei, pentru aceasta, în kit ar trebui să fie inclusă o mufă cu 4 pini. Două dintre ele: putere și masă (de obicei galben și negru), iar celelalte: semnal tahometru (albastru) și modularea lățimii impulsului (pentru a reduce tensiunea și a reduce rotațiile în acest fel). Dacă trebuie să reduceți nivelul de zgomot, atunci este rezonabil să utilizați astfel de răcitoare complexe, în funcție de nevoile unității de sistem (temperatura procesorului etc.), viteza de rotație va fi reglată.

    Ei bine, cu cât lama se rotește mai încet, cu atât va fi mai silențioasă. În ceea ce privește cazul nostru, concluzia petalelor de împământare a firului zero face posibil ca filtrele armonice de la intrarea unității de alimentare să funcționeze corect. La rândul său, protecția echipamentului împotriva supratensiunii este indirectă. Filtrul standard este pur și simplu pornit, care altfel ar funcționa incorect. În același timp, proprietățile de ecranare ale corpului dispozitivului sunt îmbunătățite semnificativ. Vă rugăm să rețineți că această metodă funcționează numai dacă nu există împământare în rețeaua electrică a casei. În plus, măsuri similare sunt interzise pentru circuitele de grup ale dispozitivelor de iluminat (diferite tipuri de spații).

    Cea mai eficientă metodă este utilizarea unei surse de alimentare neîntreruptibile. Acest dispozitiv, prin definiție, trebuie să filtreze armonicile. Vă rugăm să rețineți că variantele importate conțin de obicei toate aceleași în compoziția lorfiltre care necesită împământare. Adică întregul sistem de apărare este distrus dacă prizele sunt instalate contrar standardelor europene. Dar există încă întrebarea cum să protejăm aparatele de uz casnic de căderile de tensiune relativ lente. În cazul surselor de energie neîntreruptibilă, tensiunea este menținută, în toate celelalte cazuri va exista o scădere (creștere). (Vezi și: Cum să alegi și să conectezi un stabilizator de tensiune)

    Unitate de alimentare neîntreruptibilă

    În primul rând, atragem atenția cititorilor asupra GOST 13109, conform căruia consumatorul în acest caz poate cere furnizarea de servicii de calitate la adresa sa. Fiți pregătiți că taxa poate crește puțin, dar tarifele sunt din nou reglementate de legile antitrust. Astfel, în modul obișnuit, când toate standardele sunt îndeplinite, nu este necesară protecția frigiderului împotriva supratensiunii. Dar! Trebuie să vă asigurați că dispozitivul este împământat. În caz contrar, filtrul de intrare (dacă există) ar trebui să funcționeze.

    În general, este necesar să înțelegem ce se face și de ce. Să presupunem că protecția împotriva supratensiunii în rețeaua unei mașini de spălat este implementată de o unitate specială. Nu funcționează, dacă nu există o împământare pe carcasă, poate fi detectat un potențial de ordinul a 60 (se filtrează aceleași armonici discutate mai sus). Și asta nu este deloc pentru un motor cu pielea groasă, ci pentru o umplere electronică delicată, care include o unitate de alimentare cu impulsuri, în care cascadele de intrare sunt simplificate, ținând cont de faptul că filtrarea preliminară a trecut deja. Imaginați-vă acum, dacă nu există împământare: noi înșine ne lipsim de sistemul de protecție împotriva supratensiunii.

    Ce mai poti sfatui? Dacă acest lucru este atât de important, atunci cumpărați un comutator de fază de tip automat sau manual care va monitoriza tensiunile. Am spus deja că utilizarea unor astfel de dispozitive pentru un furnizor (care arecreier) potențial benefic. Releul de protecție împotriva supratensiunii va opri complet alimentarea cu energie în cazul în care puterea nominală depășește normele admise. Acest lucru nu trebuie confundat cu controlul consumului, ale cărui elemente pot face parte din contor: aici alimentarea cu energie a consumatorilor „nesemnificativi” este pur și simplu întreruptă.

    Transformatoarele de echilibrare sunt recomandate pentru echipamentele industriale. Scopul unor astfel de dispozitive este de a elimina schimbarea de fază. Dacă se observă un salt pe una dintre linii, acesta va fi compensat la ieșirea înfășurării de echilibrare. În multe cazuri, o astfel de protecție a dispozitivului va fi mai adecvată decât oricare alta. Utilizarea combinată cu întrerupătoarele trifazate vă va permite să vă protejați complet echipamentul de diferite excese.

    Am spus cum se realizează protecția împotriva supratensiunii în apartament și este cel mai ușor să o verificați cu ajutorul unei șurubelnițe indicator. Dacă carcasa este împământată corespunzător, nici în modul de sensibilitate ridicată cu metoda de declanșare fără contact nu va fi observată. Asta este tot ce am vrut să spunem despre modul în care rețeaua electrică a consumatorului local este protejată împotriva supratensiunii. Nu excludem ca exista si alte echipamente, dar aceasta este o cu totul alta poveste.

    Următorul

    Citește și: