智能建筑弱电系统的电源质量
日期：2008-10-22 23:30:11 来源：中国自动化网
点击： 作者：
点击： 作者：
点击【 大 中 小 】放大字体.
摘要：文章通过智能建筑弱电系统对电源质量的要求，分析得出了影响电源质量的主要因素，提出一些消除电源污染的措施，以保证弱电系统计算机等电子设备的正常运行。
随着现代弱电高新技术的迅速发展，智能建筑中弱电技术应用越来越广泛，而弱电技术的应用程度决定了智能建筑的智能化程度，因而，从某种意义上讲智能建筑技术就是智能建筑弱电技术。在弱电技术中的计算机、通信设备和自控系统中存在着大量电子设备，由于这些设备灵敏度高、耐压值低，所以很容易受到侵害。另外，智能建筑为了满足自身功能的需要，还配置了大量的机电设备，所有这些设备作为电力系统的负载，需要电力系统提供合格的电能质量以保证其良好的工作状态，同时又对电力系统形成干扰，影响了电力系统的电能质量。电源质量下降将直接影响到智能建筑设备的运行稳定性和可靠性，将严重导致部分设备，尤其是弱电系统中电子设备的工作失常，并直接影响到计算机系统的运行。因此，供电电源质量是智能化设备稳定工作的重要保证，如何提高电源质量、消除隐患，应得到电力、电气设计、物业管理等专业的普遍关注。
对于质量合格的电源，IEEE的技术将其定义为：给敏感设备提供的电力和设置的接地系统均适应该设备正常工作，电源在保证额定频率的正弦波下，应对所有的瞬变现象予以限制。为此，《智能建筑设计标准》根据智能等级制订了电源质量规定，如下表所示。
所谓的瞬变现象通常是指：电压偏移及波动、频率波动、谐波及电压波形畸变、三相不平衡、电磁干扰等，这些现象都会影响电源的品质，从而降低电源质量，直接影响到弱电系统的运行。
影响电源质量的因素是复杂的，造成智能建筑电源质量下降的主要原因是建筑物内电气设备对供电系统的污染，例如，建筑物内布线质量欠佳、超载、大流量开关的频繁动作、功率因素、电容补偿装置等对电源网络的干扰使电源异常。
电压的偏移及波动：在实际运行中，由于电力系统负荷的变化及用户站距离上级电业站的路程不一，往往到用户端的电压产生偏移；而当负荷变化特别是大容量设备的启动常引起电压的波动，当偏移波动超过允许值，对智能型电子设备的影响很大，往往不能正常工作，如，运算出现错误、甚至损坏。
电源频率波动：频率的波动直接影响到各种电气设备的阻抗值及各种交流电动机的转速和电子系统的稳定性，如，会使计算机信息储存的频率发生变化而产生错误甚至导致信息丢失。
电磁干扰：因智能建筑功能复杂、强弱电线缆繁多，它们自身产生电磁干扰源又接收对方的干扰，从而对电源造成了严重的电磁污染。由于计算机系统中的逻辑脉冲前沿很陡峭，对30~100Hz的电磁干扰十分敏感，会使计算机系统的逻辑出现误动作。
谐波及电压波形的畸变：电源中的高次谐波因智能建筑中的电气设备的感抗、容抗都与频率成正比，从而发热使得寿命缩短并干扰电子设备工作，大量的谐波电流流经系统阻抗，易导致电压质量恶化。由于非线性负荷而引起的电源电压波形畸变，会使计算机的相位控制产生不利的影响，还会使计算机的直流回路中的滤波电容上的电流明显增大，因电容器发热而影响计算机的正常工作。上海电信枢纽大楼由于使用了100多台晶闸管软启动器，其输入电路含有很高的谐波分量，仅5次、7次谐波就分别达20％、7％，从而对电话通信产生了强大的干扰，且晶闸管的快速换相使电压波形畸变远超过了要求。
三相不平衡：由于单向负荷的运行不可能做到完全三相平衡，因而，三个相电压不可能完全平衡。三相不平衡究竟要到什么程度才会影响到计算机的稳定、可靠运行，目前尚无资料，现仅参考厂商关于三相平衡的具体要求，一般计算机允许相电压不平衡度≤3％。
瞬变浪涌、瞬变下跌、瞬变脉冲：瞬变浪涌及瞬变下跌往往是由于电网故障(如短路)和大负荷变化以及设备调整装置在调整过程中各种因素的综合作用引起的。瞬间内电压幅值快速增加或减小会对计算机系统形成干扰，导致运算错误或者破坏存储的数据和程序。而引起瞬变脉冲的原因有很多，主要的是内部过电压和雷电。内部过电压是由于电力系统内部中重负荷、感性负荷、补偿电容的投入和切除开关的操作等引起电磁能量的转化和传递而出现的。当雷击输电线或雷闪电发生在线路附近时，通过直接或间接耦合方式，雷闪放电形成暂态过电压将以流动波形式沿线路传播危及设备的安全。
受到污染后的电源是极为有害的，如何提高电源质量、消除隐患，以满足人们对电源质量愈加严格的要求呢?这是供电部门及用户共同努力才能办到的。由于市电力网的电源质量即使不能满足要求，对于行业的垄断设计人员也无能为力，只能有针对性在建筑物本身查找原因并尽量消除或降低污染电源的主要因素。
电源质量的监视：建筑物内电源质量的监视是改善电网供电质量的基础工作。通过对检测数据的分析，我们可以掌握电源被污染的程度和找到主要产生污染源的设备。经验告诉我们，70％的电能质量故障是与接线和接地的问题有关。通常，电能质量在供电入口处质量最高，当沿着配电系统顺流检测时，电能质量逐渐恶化。
电源机房的接地：应该采用总等电位联结，作好屏蔽接地，当采用联合接地极时，接地电位不应大于1Ω；智能化系统设备的供电系统应采用过电压保护措施，这里所述的过电压保护包含电压浪涌保护。智能化系统设备和电气设备的选择及线路敷设时应考虑到电磁兼容问题，其中，设备的设置位置与主干线的走向要尽可能远离电磁敏感区域。
选择合适的供配电系统可以消除持续时间很短的高频信号，滤除高频噪声、稳定电压，与城市电网隔离，消除电压和频率的偏差以及吸收浪涌等干扰，从而获得理想电源。具体措施有以下几种。
(1)直接供电(AC 380V、50Hz)。将低压市电直接接到配电柜，然后再分送给计算机设备，而该系统仅适用于电网质量的技术指标能满足计算机的要求且附近没有较大负荷的启动和制动，以及电磁干扰很小的地方使用；
(2)隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统。该组合系统是计算机房多采用的一种配电系统，该系统可消除电网中的瞬变干扰、电磁干扰、较大负荷起／停引起的电压波动；
(3)不间断供电电源系统。具有稳压、稳频、抗干扰、防止浪涌等功能，而且，当发生突然停电时，可以继续对用电设备供电一段时间，使操作人员仍能及时处理计算机中的内存信息。
只有注重智能建筑电源质量，提高其安全性和可靠性，才能保证弱电系统设备的运行可靠和安全，设计者无论是在设计中还是在研究领域中都要倍加关注。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
随着现代弱电高新技术的迅速发展，智能建筑中弱电技术应用越来越广泛，而弱电技术的应用程度决定了智能建筑的智能化程度，因而，从某种意义上讲智能建筑技术就是智能建筑弱电技术。在弱电技术中的计算机、通信设备和自控系统中存在着大量电子设备，由于这些设备灵敏度高、耐压值低，所以很容易受到侵害。另外，智能建筑为了满足自身功能的需要，还配置了大量的机电设备，所有这些设备作为电力系统的负载，需要电力系统提供合格的电能质量以保证其良好的工作状态，同时又对电力系统形成干扰，影响了电力系统的电能质量。电源质量下降将直接影响到智能建筑设备的运行稳定性和可靠性，将严重导致部分设备，尤其是弱电系统中电子设备的工作失常，并直接影响到计算机系统的运行。因此，供电电源质量是智能化设备稳定工作的重要保证，如何提高电源质量、消除隐患，应得到电力、电气设计、物业管理等专业的普遍关注。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
对于质量合格的电源，IEEE的技术将其定义为：给敏感设备提供的电力和设置的接地系统均适应该设备正常工作，电源在保证额定频率的正弦波下，应对所有的瞬变现象予以限制。为此，《智能建筑设计标准》根据智能等级制订了电源质量规定，如下表所示。
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
所谓的瞬变现象通常是指：电压偏移及波动、频率波动、谐波及电压波形畸变、三相不平衡、电磁干扰等，这些现象都会影响电源的品质，从而降低电源质量，直接影响到弱电系统的运行。
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
影响电源质量的因素是复杂的，造成智能建筑电源质量下降的主要原因是建筑物内电气设备对供电系统的污染，例如，建筑物内布线质量欠佳、超载、大流量开关的频繁动作、功率因素、电容补偿装置等对电源网络的干扰使电源异常。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
电压的偏移及波动：在实际运行中，由于电力系统负荷的变化及用户站距离上级电业站的路程不一，往往到用户端的电压产生偏移；而当负荷变化特别是大容量设备的启动常引起电压的波动，当偏移波动超过允许值，对智能型电子设备的影响很大，往往不能正常工作，如，运算出现错误、甚至损坏。
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
电源频率波动：频率的波动直接影响到各种电气设备的阻抗值及各种交流电动机的转速和电子系统的稳定性，如，会使计算机信息储存的频率发生变化而产生错误甚至导致信息丢失。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
电磁干扰：因智能建筑功能复杂、强弱电线缆繁多，它们自身产生电磁干扰源又接收对方的干扰，从而对电源造成了严重的电磁污染。由于计算机系统中的逻辑脉冲前沿很陡峭，对30~100Hz的电磁干扰十分敏感，会使计算机系统的逻辑出现误动作。
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
谐波及电压波形的畸变：电源中的高次谐波因智能建筑中的电气设备的感抗、容抗都与频率成正比，从而发热使得寿命缩短并干扰电子设备工作，大量的谐波电流流经系统阻抗，易导致电压质量恶化。由于非线性负荷而引起的电源电压波形畸变，会使计算机的相位控制产生不利的影响，还会使计算机的直流回路中的滤波电容上的电流明显增大，因电容器发热而影响计算机的正常工作。上海电信枢纽大楼由于使用了100多台晶闸管软启动器，其输入电路含有很高的谐波分量，仅5次、7次谐波就分别达20％、7％，从而对电话通信产生了强大的干扰，且晶闸管的快速换相使电压波形畸变远超过了要求。
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
三相不平衡：由于单向负荷的运行不可能做到完全三相平衡，因而，三个相电压不可能完全平衡。三相不平衡究竟要到什么程度才会影响到计算机的稳定、可靠运行，目前尚无资料，现仅参考厂商关于三相平衡的具体要求，一般计算机允许相电压不平衡度≤3％。
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
瞬变浪涌、瞬变下跌、瞬变脉冲：瞬变浪涌及瞬变下跌往往是由于电网故障(如短路)和大负荷变化以及设备调整装置在调整过程中各种因素的综合作用引起的。瞬间内电压幅值快速增加或减小会对计算机系统形成干扰，导致运算错误或者破坏存储的数据和程序。而引起瞬变脉冲的原因有很多，主要的是内部过电压和雷电。内部过电压是由于电力系统内部中重负荷、感性负荷、补偿电容的投入和切除开关的操作等引起电磁能量的转化和传递而出现的。当雷击输电线或雷闪电发生在线路附近时，通过直接或间接耦合方式，雷闪放电形成暂态过电压将以流动波形式沿线路传播危及设备的安全。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
受到污染后的电源是极为有害的，如何提高电源质量、消除隐患，以满足人们对电源质量愈加严格的要求呢?这是供电部门及用户共同努力才能办到的。由于市电力网的电源质量即使不能满足要求，对于行业的垄断设计人员也无能为力，只能有针对性在建筑物本身查找原因并尽量消除或降低污染电源的主要因素。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
电源质量的监视：建筑物内电源质量的监视是改善电网供电质量的基础工作。通过对检测数据的分析，我们可以掌握电源被污染的程度和找到主要产生污染源的设备。经验告诉我们，70％的电能质量故障是与接线和接地的问题有关。通常，电能质量在供电入口处质量最高，当沿着配电系统顺流检测时，电能质量逐渐恶化。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
电源机房的接地：应该采用总等电位联结，作好屏蔽接地，当采用联合接地极时，接地电位不应大于1Ω；智能化系统设备的供电系统应采用过电压保护措施，这里所述的过电压保护包含电压浪涌保护。智能化系统设备和电气设备的选择及线路敷设时应考虑到电磁兼容问题，其中，设备的设置位置与主干线的走向要尽可能远离电磁敏感区域。
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
选择合适的供配电系统可以消除持续时间很短的高频信号，滤除高频噪声、稳定电压，与城市电网隔离，消除电压和频率的偏差以及吸收浪涌等干扰，从而获得理想电源。具体措施有以下几种。
plcjs.技.术_网
(1)直接供电(AC 380V、50Hz)。将低压市电直接接到配电柜，然后再分送给计算机设备，而该系统仅适用于电网质量的技术指标能满足计算机的要求且附近没有较大负荷的启动和制动，以及电磁干扰很小的地方使用；
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
(2)隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统。该组合系统是计算机房多采用的一种配电系统，该系统可消除电网中的瞬变干扰、电磁干扰、较大负荷起／停引起的电压波动；
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
(3)不间断供电电源系统。具有稳压、稳频、抗干扰、防止浪涌等功能，而且，当发生突然停电时，可以继续对用电设备供电一段时间，使操作人员仍能及时处理计算机中的内存信息。
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
只有注重智能建筑电源质量，提高其安全性和可靠性，才能保证弱电系统设备的运行可靠和安全，设计者无论是在设计中还是在研究领域中都要倍加关注。
plcjs.技.术_网
上一篇: 谈高层建筑的弱电系统智能化下一篇: 智能建筑设备自动化系统检测方法探讨
评论内容
载入中...
载入中...
P
L
C
技
术
网
|
可
编
程
控
制
器
技
术
门
户
|
十
万
P
L
C
工
程
师
的
共
同
选
择
！
L
C
技
术
网
|
可
编
程
控
制
器
技
术
门
户
|
十
万
P
L
C
工
程
师
的
共
同
选
择
！
·最新招聘信息
·最新求职信息
·推荐产品
·推荐厂商
·栏目热门排行
·站内热门排行