供电干扰范文（精选3篇）
供电干扰 第1篇
1 供电系统存在的干扰
1.1 空间的辐射电磁场 (EMI) 干扰
主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的, 通常称为辐射干扰, 而这种干扰是相互的, 设备本身即承受辐射干扰, 同时又对其它设备产生辐射干扰。
1.2 电网电源噪声:
1.2.1 当供电电网内阻过大或网内用电设备过多时造成了欠压噪声;
1.2.2 三相供电零线开路可能造成某项过压, 随之带来干扰;
1.2.3 供电电压跳变的持续时间在1秒以上时, 这种干扰称为浪涌和下陷噪声, 这种干扰主要产生在感性用电设备的开、关时。
供电系统通常存在电网电源噪声干扰的频谱宽、能量大, 对电子器件危害非常大。
2 供电系统的抗干扰
抑制干扰的最好的方法是抑制干扰源, 使其不向外立生干扰或将干扰的影响限制在一定范围内, 达到抗干扰的目的。供电系统的干扰问题实际十分复杂, 要想对所有的干扰源都做到抑制是不现实的, 也是不可能实现的。所以只对其重要的干扰进行研究, 找出解决的办法。供电系统常采用下列几种抗干扰措施:
2.1 用电容或阻容环节抑制干扰
电容是一个储能元件, 它与两端电压关系呈积分运算, 可以做到电压不能突变, 从而对一些瞬时性的干扰波或尖峰脉冲具有吸收能力。因此, 恰当地使用, 可抑制大部分干扰。例如信号在接入计算机前, 在信号线与地间并接电容, 以减少共模干扰。
2.2 屏蔽和接地
一般来说, 良好的屏蔽和正确的接地可以除去大部分的电磁波干扰。
屏蔽是将构成干扰源加装对电和磁均是良导本的金属外罩, 以实现静电和磁的屏蔽。供电系统用电设备较多, 不可能逐一对设备进行屏蔽, 所以这种措施只是针对产生辐射、感应、耦合较严重的部件、电路或电气设备。例如对长距离脉冲传输线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰、对原动力电缆, 分层布置, 以防通过外引线引入传导电磁干扰、避免电源变压器磁通泄漏而采取的屏蔽措施等。
正确设计接地点和接地装置, 独立功能模块单独供电。完善的接地系统是供电系统抗电磁干扰的重要措施之一。接地的目的通常有两个, 其一为了安全, 其二是为了抑制干扰。电路设计时, 有意识地把各种功能的电路 (如前置、放大、A/D等电路) 单独设计供电电源, 可以消除各单元因共用电源引起相互耦合所造成的干扰。
2.3 交流稳压器
它可消除过压、欠压造成的影响, 抑制了电网电压缓慢波动造成的影响, 保证供电系统系统的稳定性。
2.4 隔离稳压器
由于浪涌和尖峰噪声主要成分是高频分量, 它们不通过变压器级圈之间耦合, 而是通过线圈间寄生电容耦合的, 隔离稳压器一次、二次侧间用屏蔽层隔离, 减少级间耦合电容, 从而减少高频噪声的窜入, 基本可以消除20k Hz以下的干扰。
2.5 低通滤波器和压敏电阻
电网中的高频噪声, 特别是浪涌电流, 以过压敏电阻吸收后, 还有一部分残存的交流浪涌, 由低通滤波器进行抑制, 它可滤去大于50Hz的市电基波的高频干扰。
结束语
抗干扰本身是一门实践性较强的技术, 主要思想是从抑制干扰源、切断传播途径、提高敏感器件的抗干扰性能等方面入手, 除要遵循上述原则外, 还可以利用现场经验、软件等其它手段, 进行抗干扰的研究和设计。值得一提的是, 抗干扰的方案不是千篇一律的, 要具体问题具体分析, 针对不同的供电系统的应用环境, 采用不同的抗干扰措施, 以期提高供电系统的安全可靠性。
摘要：随着电子产品的高速发展, 干扰已是一个不可回避的事实。供电网络的普及应用, 对供电系统的可靠性带来更高的要求, 而干扰是必须要面对和解决的, 本文针对电网供电系统存在的电磁干扰问题提出抗干扰的方法, 提高了供电系统的可靠性。
供电干扰 第2篇
一、牵引供电系统电磁干扰进入铁路信号系统的途径
电磁干扰指的是一种电磁现象, 能够导致设备、系统的性能降低, 电磁干扰包括了两种形式, 即辐射干扰与传导干扰。辐射干扰将干扰源通过空间对电网络进行干扰, 而传导干扰则是通过导电介质干扰电网络的。辐射干扰的辐射传输途径即是通过辐射介质, 以电磁波形式进行传播的, 按照电磁场的规律使干扰信号在空间发射, 包括了对电子、电器设备产生的电磁辐射;牵引电流对机车电动机产生电磁噪声, 干扰信号传导到机车信号电子设备, 或者不平衡牵引电流沿着轨道进入信号设备;牵引电流对邻近电缆线路感应出干扰电流或电压等。在传导干扰中, 传导传输的途径即是在干扰源、敏感器间的电路中传递, 包括导电构件、电源、电阻、电容等等, 干扰信号通过连接电路到达敏感器, 进而发生干扰。
二、电磁干扰的方式
(一) 电流回流时产生的传导性干扰。
铁路信号系统的信号设备通过装设在双轨条轨道电路的扼流变压器与钢轨进行连接, 理想状态下, 牵引电流在变压器的线圈中的总磁通量为零, 此时牵引电流不会对信号设备产生影响。但是在实际运行中, 两轨的牵引电流不等, 因此磁通量不为零, 所以产生电流不平衡的干扰电压, 这种干扰电压的存在极易造成轨道电路元件的故障。通常情况下, 轨道电路的设计中牵引电流的不平衡系数不应超过5%。此外, 另一个造成电流回流的原因为工程设计, 由于列车重载、双机牵引和提速使原设计中的扼流电压器的电容不够, 从而造成轨道电路的熔断, 变压器、电缆的烧毁等。
(二) 运行中的感应干扰。
这种感应干扰是在机车运行时, 电力系统对轨道产生的干扰。当电网发生波动、电机发生升弓时电压波就会产生畸变, 当其中的高次谐波感应到电路中, 就会造成控制信号相位的变化, 导致信号继电器发生错误吸起, 这种错误的吸起属于一种危险的状态, 同时高次谐波感应电流还会造成轨道电路显示列车某个区间轨道继电器错误落下, 但轨道继电器并未落下。这种感应干扰使铁路信号系统丧失了安全作用, 导致该区间列车不能够进行正常的运行。此外, 电磁场由于接触网与轨道电流较大 (400A) , 而增大, 使得线路信号设备应力的增大, 从而使故障率增加。
(三) 辐射、电磁感应干扰。
铁路信号系统的辐射、电磁感应干扰包括了对闭塞电子设备、信息传输通道连锁计算机部分干扰。由接触网产生的电磁场经辐射等形式在信息的传输通道上产生感应电动势, 增强随机噪声, 从而使铁路信号的正常传输受到影响。此外, 牵引电流发生急剧的变化, 就会产生如相位抖动、脉冲噪声、信号突跳、中断的瞬时突变干扰, 使信息输出错误。
(四) 电火花脉冲与谐波干扰。
谐波干扰分为电力系统本身产生与机车斩波器分段电流产生的谐波干扰两种。由于大功率电子开关元件的应用, 铁路机车采用斩波器控制, 因此具有较高的效率和可靠性, 但是大电流依靠斩波器进行分判, 就会产生大量的谐波。电火花与谐波干扰即是大电流电路被切断或者电流突然增大产生电火花, 瞬时电流的大变化就会产生很强的电磁干扰。这种电磁干扰会造成轨道继电器的错误吸起、落下, 监测信号异常, 控制台、微机监测系统显示器的木纹、网纹干扰和图像的破坏等。
三、抗干扰应对策略
为了达到减少牵引供电系统对信号系统的电磁干扰的目的, 应从牵引供电系统本身着手, 可通过三个方面的措施来实现。首先, 选择合适的设备。供电系统的供电方式尽量选择AT、BT等方式, 提高牵引供电回路的对称性, 减少接触网感应电流影响;同时还可在牵引变电所中安装并联电容补偿装置, 降低谐波的干扰;采用合适的机车类型, 在机车上安装滤波装置等。其次, 采取合理的工程措施。在进行直供方式供电时架设架空回流线, 使回流电流经架空线回到变电所, 提高供电回路的对称性。在设有轨道电路的区段, 应避免横向等电位连接线与轨道的连接, 增设扼流变压器。此外, 对牵引供电系统进行合理的设计。牵引电流回流线应与行车室、信号机房应保持15m以上的距离。牵引变电所的吸上线应设置两处, 吸上线每增加一台扼流变压器, 就需要减少轨道电路极限长度的200m。并按照相关规定和要求在电力牵引区段设计PW保护线接向轨道。
结语
通过牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析发现, 对信号系统的电磁干扰主要包括了电流回流传导性干扰, 运行中的感应干扰, 辐射、电磁感应干扰, 电火花脉冲与谐波干扰。由于电磁干扰造成的后果比较严重, 因此我们应对其引起高度的重视, 并采取有效的应对策略, 从而保证铁路信号系统的安全与可靠, 使机车稳定运行。
参考文献
[1]姜贺彬.牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析[D].西南交通大学, 2009.
[2]卡哈尔江·艾海提.缘于牵引供电系统的铁路信号系统电磁干扰探析[J].中国高新技术企业, 2012 (28) .
供电干扰 第3篇
1 电力质量
电力的质量是由两个方面、两个部分交叉构成四个方面的相关术语和概念构成的。两个方面是指供电方与用电方, 两个部分是指技术部分和非技术部分。四个方面的相关术语和概念为:
(1) 供电质量包含技术含义和非技术含义, 反映供电方向用电方供给的电力是否合格。
(1) 技术部分含义有电能质量和供电可靠性两个方面。通常以电压、频率和波形等指标来衡量。主要影响为电压偏差、电压波动和闪变、电压不平衡度、频率偏差、电压波形畸变率。
(2) 非技术部分含义是指服务质量包括供电方对用户的技术支持、投诉的反应速度和电力价格等。
(2) 用电质量指用电方与供电方之间相互作用和影响用电方的责任, 包括技术含义和非技术含义, 反映用电方的用电是否合格。
(3) 技术部分含义主要为电流质量即对用电方取用电流提出恒定流量、恒定频率、正弦波形要求。主要影响开机浪涌电流、电流谐波失真、功率因数等。这个定义有助于电网电能质量的改善, 并降低网损。
(4) 非技术部分含义如用电方是否服从供电管理、按时、如数缴纳电费等。
在供电工作中, 非技术部分的因素当然也很重要。但我们今天在这对非技术的问题不做讨论, 主要讨论技术问题。
供电质量对工业和公用事业用户的安全生产、经济效益和人民生活有着很大的影响。供电质量恶化会引起用电设备的效率降低、寿命缩短、处理能力下降、电子和自动化设备失灵等, 这些方面我们已有了深入的认识。同样用电质量的恶化会使供电设备损耗增加, 功率因数降低等, 从而同样影响供电, 在这方面我们一般认识的不够深刻。总之, 改善供电质量对于电网的安全、经济运行, 保障工业产品质量和科学实验的正常进行以及降低能耗等均有重要意义。电能质量直接关系到国民经济的总体效益。
供电质量的主要问题有:
(1) 中断:指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况, 主要由线路上的断路器跳闸、市电供应中断、线路中断等引起。
(2) 电压偏差:供电电压对标称电压的偏差。
(3) 电压波动:电压方均根值一系列的变动或连续的改变。
(4) 电压跌落:在电气系统某一点的电压突然下降, 经历半个周期到几秒钟的短暂持续期后恢复正常。主要由大型设备开机、大型电动机启动或大型电力变压器接入等引起。
(5) 电压短时中断:供电电压消失一段时间, 一般不超过1min。短时中断可以认为是100%幅值的电压暂降。
(6) 脉冲电压:指峰值达6000V, 持续时间从万分之一秒至二分之一周期 (10ms) 的电压, 主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型设备的开关操作而产生。
(7) 频率偏差:系统频率的实际值和标准值之差。原因为:应急发电机不稳定运行, 或由频率不稳定的电源供电所致。
(8) 谐波:对周期性交流量进行傅立叶级数分解, 得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。
杂波干扰 (noise) 指射频干扰 (RFI) 和电磁干扰 (EFI) 以及其他各种高频干扰, 如马达的运行、断电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波幅射以及电气风暴等。
其中谐波由于近年来大量新型电力电子元件产生, 导致变流装置的广泛应用以及各种非线性负荷的增加, 谐波干扰已成为影响供电质量的主要问题之一。
2 谐波干扰
谐波干扰分为电压谐波和电流谐波失真干扰。其中电流谐波失真干扰目前已是供电诸多问题中的一个较为突出的问题, 谐波的危害主要是使电源电压畸变, 电压质量下降, 线损增大。使电机发热, 效率下降, COSφ减少。使电机震动增大, 转速不稳, 产生抖动, 噪音增大。使电路三相输入电流不平衡度加大等。
谐波还会干扰计算机系统正常工作, 使电子设备工作不稳定, 严重时甚至无法工作或设置参数过大影响正常工作。
UPS是机房IT设备的供电设备, 也是向机房供电的变压器、发动机等的最大用电设备, 是机房供电谐波失真的主要产生源。经过分析和测试, UPS的电流谐波失真主要产生在UPS的整流器部分, 采用传统6脉或12脉整流方式的UPS, 视带载功率的高低等不同情况, 会产生15%～35%的电流谐波。如图1所示。
安装滤波装置是解决谐波干扰的一种方式, 但用滤波器对已产生电流的谐波滤波属后治理的方式, 有很多的缺陷。在实际工程中采用有源滤波器, 价格高, 要额外耗能, 滤波器一般不能内置, 要另占安装空间。采用无源滤波器, 滤波效果随UPS的带载率变化, 在现场测量中, 发现在负载率较小的情况下 (负载20%～30%) , 无源滤波器多设置为不启动状态, 如果此时启动滤波器, 在降低输入电流谐波干扰的同时, 会降低输入功率因数, 使供电的问题此消彼长。
解决电流谐波干扰最好、最彻底的方式是UPS的整流器采用IGBT整流技术。完整的的讲IGBT是一种晶体管的名称, IGBT管的性能优良, 使用它后, 整流方式可以用PWM脉宽调制, 模拟正弦电流的波形, 使输入电流谐波失真降到3%以下, 辅助以PFC功率因数校正技术, 可以使输入功率因数提高到98%～99%。这就彻底解决了谐波干扰问题, IGBT整流技术是上述技术集成的俗称。
不是采用了IGBT作为整流元件, 就一定解决谐波干扰问题, 采用IGBT作为整流元件和采用IGBT整流技术不能混谈。在实际测量中, 实测到一些IGBT作为整流元件的UPS, 在负载率10%～15%时, 谐波失真大于13%, 这与采用IGBT整流技术的UPS有实质性的差异。
3 直流供电
直流UPS供电的优点是很多的。
(1) 节能:现在的数据中心都配有具备蓄电装置的不间断电源装置 (UPS) 。因此, 电网提供的交流电经过一次AC-DC转换, 变成直流电供给蓄电装置后, 还要经过DC-AC转换成交流电, 供给服务器等设备。若提供直流电, 就会产生明显的节电效果。如果利用高效AC-DC转换器对电网的供电进行一次性转换, 然后供蓄电池和设备使用, 转换损失就会大幅减少。直流UPS把普通的UPS的双变换 (交-直/直-交) 简化为交-直一次变换, 理论上可降低一半的能耗。
(2) 提高可靠性:大型交流UPS一般多采用在线式, 它主要是由整流器、逆变器、静态旁通开关装置和蓄电池构成的系统如图2所示。在电网正常供电时, UPS首先将市电交流电源变为直流电源, 然后逆变器将直流电源变成脉宽调制脉冲 (PWM) , 再经逆变器的输出滤波器, 重新变成正弦波电源向负载提供。蓄电池在交流电正常供电时储存能量, 这时它维持在一个正常的充电电压上。一旦市电供电中断时, 蓄电池立即对逆变器供电, 以保证不间断电源交流输出电压供电的连续性。
和交流UPS一样, 直流UPS的关键是输入电压中断后的续能问题, 但直流UPS是将变换后的直流电压直接送给用电负载。实现直流UPS最简单的方法是电网电压经过整流滤波稳压后与蓄电池并联。直流UPS在市电供电中断时可以直接用电池供电, 减少了逆变器这个中间环节, 理论上可以提高一个数量级, 如图3所示。
(3) 减小UPS体积和造价:直流UPS中, 逆变器和旁路装置都可以省略不用, 体积和造价当然降低, 这是一个很直观就能得出的结论。
还有电子产品通常容量增加一倍, 价格并不需要增加一倍, 生活中这种例子很多, 两个250G的硬盘一般会比一个500G的硬盘贵;电力产品刚好相反, 通常容量增加一倍, 价格增加要多于一倍, 比如一个500A的开关的价格远高于两个250A的开关价格。
交流UPS中, 有多大功率的交流输出, 就需要多大功率的整流器, 大功率的UPS造价 (包括其中的整流器) 都很昂贵。
直流UPS, 由于并联不需要考虑频率、相位等复杂问题, 并联实现非常简单, 有多大直流输出, 并不需要对应功率的整流器, 而是以多组整流器并联而成, 所以造价可以大大减低, 如图4所示。
(4) 提高供电质量
交流供电中所特有的频率偏差、功率因数、谐波干扰等复杂问题, 在直流供电中都不存在。
频率偏差, 因为直流供电电压不会随时间周期变化, 所以没有频率偏差。
功率因数, 因为直流供电电压与电流之间没有相位差。功率因数的定义是有功功率与视在功率的比值, 这在直流供电电路里是不存在的。
谐波干扰, 因为谐波对周期性交流量进行傅立叶级数分解, 得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。直流电路没周期性交流量, 也就没有谐波问题。
当然直流供电还是存在电压偏差、纹波等问题, 但相对交流简单的多, 供电质量容易保证。
采用了直流UPS实际上解决了目前UPS的很多学术之争, 比如高频机和工频机谁好谁坏的问题、比如塔式机和模块化机孰优孰劣的问题。直流机没频率问题, 也就不存在高频工频的问题。直流机一定是模块化的, 但现在模块化机的同步问题, 环流问题等难题直流机上基本都不存在。直流UPS实际应用目前也取得了很大进展, 在国外发达国家, 机房采用大规模直流供电已取得了成功。在我国经过科学家和工程技术人员的不断探索, 试点工作也取得了很大成功。
直流UPS供电的前景是无限开阔的, 目前推广中遇到的主要问题有:
(1) 人们的观念问题, 绝大多数至今还认为, 直流供电需要专用的直流IT设备, 实践已经证明, 只要选择合适的直流电压, 绝大多数现有的IT设备不经任何改造就可以在直流环境下稳定运行。
(2) 标准和规范问题, 缺乏相应的标准和规范, 直流供电就只能停留在实验和试点阶段, 无法标准化的设计和施工改造, 应用工作难以大面积推广。
(3) 产品的质量和品牌问题, 有技术的优势, 不代表有产品优势。但如果直流UPS产品上市一窝蜂, 质量没保证, 人们就很容易把产品的问题混同于技术的问题, 从而削弱直流供电的技术优势, 使直流供电的推广受到阻碍。