Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Pravděpodobně, každý čtenář tohoto článku upozornil na skutečnost, že většina elektrických spotřebičů pracujících v domácí síti je navržena pro napětí 220 V / 50 Hz. Závěr - to jsou parametry, které nám dodává dodavatel elektřiny. Bohužel to není úplně pravda. Můžeme předpokládat, že voda z vodovodu je zcela čistá, ale zkušenosti ukazují, že obsahuje nečistoty, které zhoršují chuť. Stejné "nečistoty", ve formě dodatečných frekvencí a pulsů, proudí ke spotřebiteli elektřiny. To je rušení v elektrické síti.
Interferenční klasifikace
Všechny odchylky sítě lze rozdělit podle dvou kritérií: vzniku šumu a typu elektromagnetické anomálie.
Příčinou zkreslení sítě jsou:
- přírodní jevy (bouřka, ionizace vzduchu aurorem atd.);
- účinky způsobené člověkem (nehody na tratích, přepínání zařízení s vysokým výkonem atd.);
- elektromagnetické vlny přírodního a umělého původu.
Tyto příčiny mohou způsobit řadu impulsních šumů nebo harmonických zkreslení vln superponovaných na sinusovém proudu.
Přítomnost impulsních proudů v síti je velmi škodlivá pro práci moderních domácích spotřebičů, často nasycených elektronikou. Pokud nepoužíváte ochranná zařízení, elektronická zařízení mohou selhat, nemluvě o kvalitě jejich práce. Citlivé zařízení je samozřejmě chráněno vestavěnými systémy potlačení hluku, často se však vyžadují další externí zařízení, například nepřerušitelné zdroje napájení, síťové filtry (obr. 1) a další.
Při rušení rádiovými frekvencemi může většina domácích spotřebičů pracovat normálně. Rádiové přijímače, televizory a některá zdravotnická zařízení jsou na ně citlivá. Moderní digitální radioelektronika je však před takovými deformacemi poměrně dobře chráněna.
Pochopení příčin zkreslení v elektrické síti pomáhá řešit problémy ochrany zařízení, vědomě přistupuje k výběru optimálních režimů potlačení hluku.
Interferenční zdroje
Jak přírodní jevy, tak různá technogenní zařízení jsou schopna zkreslit sinusoid střídavého proudu. Výsledkem je jejich činnost:
- krátkodobé poklesy napětí;
- odchylky od jmenovitých frekvenčních parametrů;
- změny harmonických elektřiny;
- kolísání amplitudy proudu;
- Vysokofrekvenční šum;
- pulzní impulsy;
- hluk společného režimu.
Stručně diskutujme o hlavních zdrojích, které tyto odchylky způsobují.
Poklesy napětí.
Tento jev je důsledkem činnosti spínacích zařízení v energetických systémech. K tomu dochází, když se na vedení vyskytnou zkraty v důsledku spuštění silného elektromotoru a v dalších případech spojených se změnami výkonu. Přítomnost takového krátkodobého rušení je nevyhnutelná, když je spuštěna ochranná automatizace, a nemůže být odstraněna dodavatelem elektřiny.
Změny frekvenční odezvy.
Odchylka od dané frekvence nastává v důsledku významné změny proudu zátěže. Pokud úroveň spotřebované energie přesahuje kapacitu generovaných zařízení, generátor otáčí zpomalení, což vede k poklesu frekvence. Při nízkém zatížení se zvyšuje frekvence generování.
Automatizace reguluje rozložení výkonu, až do odpojení zátěže, nicméně frekvenční rušení v síti je stále přítomno.
Harmonické.
Zdrojem tohoto typu zkreslení je přítomnost v sítích zařízení s nelineární charakteristikou proudového napětí:
- převodníkové a usměrňovací stanice;
- obloukové pece;
- transformátory;
- Svařovací stroje;
- Televizory;
- cyklokonvertory a mnoho dalších.
Příčinou harmonického zkreslení mohou být elektromotory, zejména pokud jsou instalovány na konci dlouhého vedení.
Odchylka napětí
Ke změnám ve stabilitě potenciálu dochází v důsledku periodického skoku spotřebovaného maximálního proudu. Zdrojem změn zátěže jsou napěťová regulační zařízení, například transformátory s přepínači odboček.
Graf znázorňující krátkodobé přepětí je znázorněn na obrázku 2 (fragment A - znázorňuje pulsní nárůst).
VF rušení.
Vytvořeno vlivem pracovních zařízení ve vysokém kmitočtovém rozsahu. VF rušení způsobené zařízeními, která generují signály s vysokým kmitočtovým rozsahem, šíří se vzduchem nebo prostřednictvím síťových vedení.
Napěťové impulsy.
Běžné zdroje: spínací zařízení v sítích a bouřky.
Asymetrie třífázového systému.
Příčinou takového rušení je často silné jednofázové zatížení, a to jak domácí, tak průmyslové. Způsobují posuny fázového úhlu a nesoulad amplitudy. Vypnutím napájení zařízení s vysokou spotřebou proudu můžete tento problém odstranit.
Způsoby ochrany
Bohužel nemůžeme kontrolovat kvalitu elektrické sítě, ale pro ochranu domácích spotřebičů je poměrně reálné. V závislosti na tom, jaký druh zkreslení je určité elektrické zařízení citlivé, zvolte vhodný způsob ochrany. Různá externí zařízení, vestavěné elektrické obvody a stínění konstrukčních a uzemňovacích prvků pomáhají snižovat hladiny hluku.
Příklad potlačení rušení je znázorněn na obrázku 3.
Následující externí zařízení jsou účinná:
- regulátory napětí;
- IBT;
- frekvenční měniče;
- nastavitelné transformátory;
- výkonové filtry a filtrační kaskády (schematický diagram jednoduchého filtru je znázorněn na obr. 4).
Zvláště obtížné je potlačení vysokofrekvenčního impulzního zkreslení v rozsahu několika desítek MHz. Pro tyto účely se často používá ochrana aplikovaná přímo na zdroj rušení.
Použití stabilizátorů napětí je odůvodněno v případě přítomnosti pravidelných poklesů napětí v domácí síti. S trvale nízkým nebo vysokým proudem je lepší použít transformátor.
Počítače s vysokou bezpečností a další citlivá elektronika mají bespereboynik. Obrázek 5 ukazuje fotografii nepřerušitelného zdroje napájení pro ochranu počítače.
V těchto zařízeních je implementováno několik ochranných funkcí, ale hlavní je dodávka napájení zařízení po dobu několika minut, po které následuje jejich správné vypnutí. Pro dosažení maximální úrovně ochrany je logické upřednostnit nepřerušované napájení.
Metody měření
Je možné vidět narušení sítě?
Pomocí přístrojů lze vidět nejen přítomnost rušení, ale také odhadnout jejich velikost a určit povahu vzhledu. Pro měření různých odchylek v sítích existují speciální vysoce přesné přístroje. Nejběžnější z nich je obyčejný osciloskop.
Přístroj má displej (displej), na kterém je zobrazen oscilogram měřeného proudu. Pomocí různých režimů osciloskopu je možné přesně určit povahu a úroveň šumu.
Příklad tvaru vlny je znázorněn na obrázku 6.
Oscilogram ukazuje, jak je hlavní signál obklopen parazitními proudy, které je třeba přerušit. Analýzou povahy zkreslení můžete zvolit způsob jejich potlačení. Často je dostačující použít přepěťovou ochranu, aby se zbavila typického rušení ovlivňujícího provoz zařízení.