* 最大压降可达RMS的99%;偏差>99%,电气工程谈到“电压中断” b) 过压和欠压(与标称值的长期电压偏差) 一旦电压超过标称电压容差(+10%),就会发生“过压”。长期过压(一秒或更长时间)和瞬态之间进行了区分,下文将对此进行讨论。 过压是能源供应商的责任,因为他调节电源。 例如,过电压可能通过以下过程发生: 环境中系统的技术缺陷导致电压较高-大负载关闭(->电源补偿)-通过保护装置关闭电路(保险丝断开部分与电源的连接->平衡电源) 较长过电压的后果可能是热过载(例如变压器)或电子元件损坏(极端情况下火灾/爆炸)。 当电压骤降超过60秒时,就会发生“欠压”。当电压低于标称电压容差(-10%)时,可以区分上述电压骤降和欠压。过压和欠压一览(根据EN 50160的过压和欠压概述)c) 不平衡 在三相网络中,如果电压偏移120°并且幅度相同,则电压是对称的。这种理想的过程通常由发电机在发电中得到保证。但是,特别是在较小的网络中,可能会因网络中不同或不同连接的负载而失真。如果相位偏移不均匀或振幅值不同,则称为不平衡。这种现象导致电网负载不均匀,损耗较高,干扰等问题,如非特征谐波。 d) 闪烁 工业厂房中的电源可能会受到由大型用电设备负载变化引起的时间波动的影响。 闪烁是指由这些波动引起的不受调节的照明设备的发光强度的变化。作为一个值,它是评估相关能源网电压质量的重要标准。由于闪烁会影响电压的传播,因此它发生在大面积上,不限于一个房间。发生的闪烁水平的强度很大程度上取决于网络阻抗。从一定的强度来看,这些光的变化可以被人类感知,例如,在办公室里给健康和心理带来负担。除了灯光变化外,还可能发生 PC 不受控制的重启、控制错误、电机扭矩波动或网络干扰。****************************************************************************************************************************************************** 滤波谐波电压失真 电压和电流的理想正弦曲线不能由各种消费者和能源网中的可再生发电机保证。失真是由所谓的谐波引起的,谐波可能发生在所有频率范围内。通过傅里叶分析,范围分为各个部分,在这里我们区分基本振动(欧洲互连电网中的 50 Hz): 次谐波(频率< 50 Hz) 谐波谐波(尤其是基波振荡的奇数自然倍数,频率高达2 kHz) 间谐波(谐波之间的频率) 超谐波/高频谐波(频率从 2 kHz 起) 例如,谐波是由具有非线性U-I特性的速度和功率控制用电设备引起的。器件的这种非正弦电流消耗导致大量的频率分量,这些频率分量被额外吸收或发射到基波振荡中。如果这些电流谐波以相关的内阻撞击我们的能源网络,则设置相应的谐波电压并加载内部或上游网络(= >干扰水平)。该电网中的每个设备或组件,无论是机械的还是电气的,都只能在一定的框架内加载,并且只能在指定的条件下完美运行。为此,应知道网络中可能发生的干扰级别,并与电能质量的兼容级别进行比较。谐波的其他可能后果是电机损耗、保护装置故障或机器和系统中控制单元故障。 ****************************************************************************************************************************************************** 滤除超谐波电压失真 由于技术发展,电力电子的份额继续增加。例如,逆变器和整流器组件的尺寸进一步减小,因此可以更快地切换电流和电压,并且步数更多。然而,这也增加了由此产生的现象。 (a) 瞬态 瞬态是由于先前存储或通过其他方式感应的突然释放的能量而发生的短期电压或电流跳跃。例如,在转换器中,当晶闸管切换时会发生放电,根据强度,放电在曲线中作为瞬态反映。另一个原因是感应机、雷击和静电放电。 b) 时钟频率 电路,例如太阳能公园中的逆变器,将同一组件转换为不同级数的可互换组件。因此,各个步进(周期)根据其数量以一定的速度切换:“时钟频率”。这也会导致电压和电流曲线失真,从而导致谐波等。c) 换向 换向描述了电流从一个导体到另一个导体的转换。对于电压失真,可交换、整流器、转换器和一般晶闸管起着重要作用。理论上,这些开关无限快,阀门没有重叠。然而,在实践中,两个导体都在短时间内携带电流(参见短路),从而产生换向电流,该换向电流作为失真传递到电压。****************************************************************************************************************************************************** 阻尼谐振电压失真 共振 各种类型的感性和容性负载在能源网中相互连接。例如,在一家工业公司中,电感变压器和电容整流器带有非调谐电容器。在这种情况下,可以形成振荡电路,其在谐振频率下振动更强烈,并且可以偏转很多倍。 共振基于极点位置,该位置由设备的相互作用产生。在极点,阻抗在一定频率范围(谐振频率)内增加。在这种情况下,电抗几乎被消除,即使是小电流(例如由于开关操作)也会导致高压失真。这些振荡电压失真会危及工厂中组件和控制装置的运行,并可能破坏它们。 ****************************************************************************************************************************************************** 补偿无功电流 随着功耗的增加,无功电流的消耗也会增加,因此能源供应商在交流电网中计算的成本也会增加。功率分为消耗的有功功率和使用的无功功率。 无 功 无功功率由能源网络中的感应和电容设备产生。在感性负载(如电机)中,绕组在每个正弦振荡中产生磁场。在电缆等电容设备中,会产生电场。对于这些过程,需要电力,这些电力作为能量存储在现场,并在半振荡变化时再次释放。这会导致相移,电流在负载和发电之间振荡而不会被消耗(除了线损)。因此,这种所谓的无功电流必须由能源供应商提供并产生成本。从经济角度来看,企业从一定量的无功功率在负载现场补偿是有道理的,以节省成本。********************************************************************************************** 频率干扰 插座的电力并不总是具有相同的质量。电器用户通常不会注意到这一点。对他来说,只有两种状态:有电或没有电,即停电。但是使用仪表,可以轻松检测电能质量。它通过交流电压的频率来揭示自己。通常,电压以 50 赫兹的频率改变方向。电压电平的时间变化对应于一条格式良好的正弦曲线。在整个德国,甚至整个欧洲——至少在欧洲UCTE互联电网中——所有发电厂、输电线路和电气设备都与这个50赫兹同步工作,至少在理论上是这样。实际上,电源频率并不完全稳定,而是略有波动。具有完美供应质量的能源供应网络的频率为 50 赫兹(美国 = 60 赫兹)。频率偏离此标准值越多,质量越差。这可能会产生戏剧性的影响。如果电网频率偏离理想值太多,则存在电源完全崩溃的风险 - 停电。只要您不在发电机或私人发电厂的帮助下提供电力,就无法影响上述频率干扰。能源供应商对这个问题负全部责任。****************************************************************************************************************************************************** 有关补偿和滤波电路系统的一般重要技术信息: 浪涌电流限制扼流圈 浪涌电流限制扼流圈可限制在接通转矩处流入电容器的电流,具有以下优点: • 降低接通时电源侧电压骤降 • 上游断路器设计更简单 • 更容易符合选择性标准 • 轻松并联多个电容电池 • 根据<标准降低浪涌电流 (Î) 100 x IN (IEC 60871)****************************************************************************************************************************************************** 最佳通风 在电容器的内部结构中,有机薄膜用作电介质,其预期寿命在很大程度上取决于热负荷和冷却可能性。尽可能开放的冷凝器组通常可以在没有强制通风的情况下实现最佳冷却。特别是对于具有相应高热损失的更高输出,建议采用IP00设计。所有冷凝器多米尼特系统均设计为平均预期寿命为 15 年。****************************************************************************************************************************************************** 不受限制 未节流的电容器或无节流的补偿系统会降低电网中的电能质量。结果是网络中设备的中断甚至破坏、代价高昂的机器故障和计划外停机。不受限制的薪酬系统代表着代价高昂的风险! 节流电容器或节流补偿系统不会使电网中的电压质量超过其调谐频率。它们甚至可以改善电压质量。必要的调谐频率由限制程度决定,通常以百分比形式给出。 典型限制程度: • 189 Hz = 7% • 141 Hz = 12.5% • 134 Hz = 14% 如果安装滤波电路系统来滤除不稳定的五次谐波,则可以显著改善电网中的电压质量。***************************************************************************************************************************************************** 电容器的放电时间 电容器是储能。在关闭补偿系统后,必须立即假设电容器可能仍处于欠压状态。一方面,这可能会对人员构成危险,另一方面,从使用寿命的角度来看,不建议重新连接带电电容器组。• 除非合同另有明确约定,否则冷凝器多米尼特的所有中压电容器都包含一个内部放电装置,以确保符合标准的放电。• 高压电容器(> 1,000 V AC)标准要求(安全)在 75 分钟内放电至最大残余电压 10 V。 • 低压电容器(≤ 1,000 V AC)标准要求(安全)在 75 分钟内放电至最大残余电压 3 V。此外,对于受监管的系统,只有在残余电压最大为标称电压的 10% 时才能重新连接。 • 冷凝器多米尼特的所有系统控制器确保电容器组的切换仅在合理的放电时间后进行。• 传统的交流电压测试仪不适合安全地检查电容器的放电 – 注意:直流电压(使用直流电压测试仪)!***************************************************************************************************************************************************** 电弧闪光 电弧故障(尤其是中压系统)的能量含量可能相当可观。电弧故障造成的损坏一般会变成,电压越高,网络的短路功率越高,电弧故障时间越长。如果电弧故障发生在补偿系统中的反谐振扼流圈后面,则电弧故障电流明显较小。这样做的好处是,补偿系统的电弧故障风险通常低于开关设备,但在设置可能时并非如此上游断路器。电弧故障的能量含量在大约 20 kV 的电压下可用 1 秒,对应于每 1 kA 短路电流约 10 kg TNT 的爆炸力!!!***************************************************************************************************************************************************** IP保护等级 特别是对于室外区域的中压系统,保护人员免受意外接触以及保护系统免受天气和未经授权的访问非常重要。在IP防护等级的命名法中,第一个数字描述了防尘,第二个数字描述了防水保护,在某些情况下,附加了一个字母个人防护的特殊功能。常用的防护等级是指,例如: • IP00 – 无接触保护,无天气影响保护,完全开放。这些设施必须用围栏单独固定或建在大厅内。 • IP21 – 防止直径> 12 毫米的异物和上方的水滴;这种系统主要适用于室内封闭式电气手术室。 • IP42 – 防止直径> 1 毫米的物体进入和倾斜的进水;例如,地点是带有自动喷水灭火系统的工厂大厅或露天安装。 • IP34D – 防止直径> 2.5 毫米的物体进入,从各个方向溅水,“D”表示增加个人保护。 即使使用电线或工具,在 100 mm 穿透深度后也无法到达任何带电部件。***************************************************************************************************************************************************** 凝 露 封闭建筑物或车站中的电工系统受到保护,不受直接天气影响。然而,最佳通风对于封闭式建筑物中补偿系统的使用寿命非常重要,因此系统间接暴露在天气影响下。为了解决这一矛盾,冷凝器多米尼特公司的混凝土站分为两部分。 控制电子设备、可编程逻辑器件和类似的敏感元件都安装在工作站的独立空调柜或隔间中。 这些组件几乎不产生任何废热,空调易于实施。 实际功率组件的设计方式使其具有耐候性,因为双重浸渍和类似措施。***************************************************************************************************************************************************** 空气和铁 铁芯扼流圈结构紧凑,几乎没有杂散磁场,非常适合室内安装,并在狭小的空间内允许高电感。空气扼流圈周围需要无铁空间以避免磁力联轴器,是户外安装的理想选择,特别适用于高性能。通常,空气扼流圈对于 20 kV 和 2.5 Mvar 的步进功率应用非常有意义,在电压低于 20 kV 或步进功率低于 2.5 Mvar 时,在大多数情况下,铁芯扼流圈更可取。