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【48812】EMC环境友好的西门子低压配电体系

来源:米乐直播安装下载    发布时间:2024-07-27 18:48:39

  一般为中的子体系,担任这类子体系的工程技能人员十分关怀emc(电磁兼容性)或emi(电磁搅扰),因为不常使他们的体系或体系中电子设备产生毛病,乃至损坏,如:自动化体系停机;

  在设备和调试自动化体系或监控体系时,一般从三方面着手:即找出搅扰源,即搅扰来自体系自身或外部其他原因;采纳必定的办法,阻隔或堵截传达搅扰的途径(也称耦合机理);进步体系和设备自身抗电磁搅扰的才能。见图1。

  在寻觅搅扰源时,常用示波器观测搅扰信号的波形。当发现信号线或控制线的直流电平上叠加谐波,50hz或150hz的交流搅扰电平常,这些搅扰信号八成来自于配电体系自身。如不从配电体系自身考虑,选用如图1中的引荐的(如接地,屏蔽,滤波等)办法很难消除这一些搅扰信号。在剖析配电体系怎么消除这类电磁搅扰信号前,有必要先对电磁搅扰的传达途径或耦合机理作扼要的阐明。

  两个或两个以上线路经过一个公共阻抗衔接在一起时,就会产生电位耦合机理。该公共阻抗可所以电源内阻,电源接头,零电位导线,维护地线(pe线),或与接地体系相关的设备。剖析图2中的电位耦合原理图,强电线路a与信号线路b有一个公共阻抗zk,两个线路的电流ia和ib在公共阻抗zk上产生电压降uxab。该电压降是线路a和线路b的搅扰源。一个线路(或多个)多点接地后会构成环路,电压降是构成环电流的本源。

  具不同电位的两根导线间可能会产生电容耦合。剖析图2中电容耦合原理图,两根导线间电位差便是电场,导线间存在的分布电容便是阻抗,所以线会流转电流,并在线。耦合电容值取决于导线敷设的条件。实践施工时,应防止两线平行敷设,信号线靠近地走。静电放电等属电容耦合机理。

  两个或两个以上的线路在周围产生的磁通彼此交联时,就会产生感应耦合。剖析图2中电感耦合原理图,一个磁路的磁通改变会在另一线路的导线环路中(相当于一线圈绕组)感应搅扰电压。这也阐明为什么一个很简略的线路也会遭到搅扰。该瞬态磁场可能是由如雷电,操作过电压或静电放电等现象引起;别的一个线路中的电流改变也会在另一个线路中感应电压。该感应电压首要根据电流的改变率和互感系数mk。而mk取决于磁场强度以及磁场的导磁率。

  两根或两根个以上的长线之间一起存在电和磁搅扰时,则会产生电磁线搅扰现象。所谓长线是指搅扰脉冲的上升沿时刻远小于该脉冲经过该线的时刻。

  这些长线中的电流和电压彼此有相关的,并非毫不相干。可用微分剖析办法核算产生的搅扰电磁场。

  一个线路的电磁场可产生的电磁波,以光速传达作用于另一个线路的现象称辐射耦合。当离搅扰源间隔很近时,咱们首要处理的是来自电位耦合,感应耦合或电容耦合的搅扰;当离搅扰源间隔很远时,咱们首要处理的来自辐射耦合的搅扰。

  低压配电线路自身是一个大电场,电源设备的容量越大,电能越足,可向固定负载,移动负载和电动机等用电设备供给的电流也越大。低压电场(电压)经过电容耦合(分布电容)会在接近的其他线路中产生搅扰的电压和电流;配电线路中电流在它的周围产生磁场,交变磁场可在环型线路中感应电势;配电线路中的电流也会产生电磁波,产生辐射搅扰,以光速传达搅扰间隔较远的线路。配电线路在周围产生的磁场其磁通密度达1tesla时,可使14/15英寸的lcd屏幕图画闪耀;而0.5tesla的磁通密度足以使17/21英寸lcd屏幕(或crt监视器屏幕)的图画闪耀。德国曾把配电线路作为搅扰源,lcd显现屏幕作为电磁搅扰的受害者,研讨两者之间的彼此联系,即配电线路的工况与敷线方法对显现屏幕的搅扰间隔之间的联系。图3是经过实验得出的成果。其间纵坐标为线路在空间产生的磁通密度,横坐标为线路对屏幕的搅扰间隔。剖析该实验比如可阐明:

  (1) 三相电流不平衡时,搅扰间隔增大,搅扰间隔与三相电流的不平衡度有关。

  中性线配出的三相电源称三相四线制体系,满意了额外电压为220v许多的单相负荷的电能需求。对三相四线制体系来说,如三相负荷平衡又无谐波电流的活,则流过中性线的电流的向量和为零。现在,在公共建筑物,高层住宅和办公大楼中均配有许多的核算机,电子信息设备;电子文娱设备,变频空调,调光器,以及电子节能灯等器材已深化到每家每户。这类设备经过整流器,从正弦电压波形的电网中汲取非正弦波形的电流,非正弦电流在线路上的电压降又形成正弦电压波形的失真。非正弦波电流含有许多的高次谐波重量,其间首要的是3次谐波重量。因为三相电源中接入许多的单相负载,事实上很难做到三相负荷电流平衡。三相负荷不平衡指的是接入三相电源的各相的功率不平衡,各相负载的功率要素不平衡以及各相负载产生的谐波电流不平衡。此刻,中性线流过的电流为三相不平衡负荷(基波50hz)电流的向量和,三次谐波(三倍频次)电流的算术和,以及其他高次谐波电流的向量和,详见图4。正是因为上述原因,n线上会呈现过电流(或过载)现象。因此规划低压配电体系时,许多场合不再削减n线截面,把n线的截面等同于相线截面。也正是因为n线上的不平衡电流和谐波电流,形成体系严峻的电磁搅扰(emi)现象。

  低压配电体系中的带电(流转电流的)导线),n线(中性线);pe线(维护地线)仅在电气体系(或其间的设备)毛病时,才流转毛病电流,实质上也是带电导线。低压配电体系有三种接地制式,详见图5。配电体系不同的接地制式可用两个字母表明并加以区别:

  t= 电气设备(设备)显露导电体接地,该接地址远离于变压器低压绕组中性点的接地址。

  n= 电气设备(设备)显露导电体部分与变压器低压绕组中性点(体系地)衔接。

  tn-c-s:近电源侧为tnc (4根线),配出后把pen线根线后成为tn-s。

  低压配电体系的接地制式(体系)决议了体系自身的线路维护技能和办法,也决议了体系自身的电磁兼容性。根据实践经历,低压tn-s体系具有最好的性价比,因为正常工况下,pe线上无剩下电流,大地中无杂散电流。当产生三相(或单相)短路毛病时,短路电流经过线缆(而不是大地)回来电源,优化了电磁兼容性,因为毛病电流大,可用简略的线路维护电器(如熔断器或断路器)堵截毛病。

  20-30年前,挂接在tnc配电体系上的电子设备很少,谐波问题不严峻,emc的问题不太杰出。三相负载平衡的情况下,n线上基本上无电流。但是,现在的低压配电体系的负载性质与以往有很大的不同。大功率的单相负载多了,带整流电源的电子设备多了,许多负载具有极高的3次谐波重量和高次谐波重量。因此三相负荷很难平衡,如前面已剖析的那样:n线上除了不平衡负载电流外,还有叠加的3次(以及三倍频)谐波电流和其他高次谐波电流重量,n线上的电流很大,并在n线.a为tn-c接地制式,其特征是pe线与n线合二为一成pen线。为防止人身触摸电击事端的产生,接在配电体系中的电气设备的外壳都是接地的。而电子设备除金属外壳接地外,电子设备之间用带屏蔽的通讯线衔接,其屏蔽层也是接地的,因此呈现了多点接地的现象。