Как са полезни генераторите за спад на напрежението за тест за прекъсване на напрежението

Дефиниране на генератор на спадове на напрежението
NEMA MG1-16.48 определя спад на напрежението като най-голямата разлика в напрежението от номиналното изходно напрежение на генератора. Пусковите токове при стартиране на двигателя или големите блочни натоварвания ограничават скоростта на двигателя и по-ниското възбуждане към основното поле генерират тези спадове. Тъй като причините и решенията за моменталните спадове на напрежението се различават от тези за блочни натоварвания, те се измерват и анализират независимо. Поради мигновения си характер, най-големият спад, причинен от пусковия ток на двигателя, се случва в рамките на пет цикъла и може да се наблюдава само с осцилоскоп. Механичните записващи устройства могат да открият спадове, причинени от големи блочни натоварвания, които забавят скоростта на двигателя.

CSS61000-11Генератор на спадове и прекъсвания на напрежението

Продължително объркване при потапяне
Някои марки генераторни агрегати са трудни за сравнение, тъй като спад на напрежението е дефиниран по различен начин в документацията на компанията. Вместо мигновен спад на напрежението се осигурява продължителен спад на напрежението, който определя спада с по-ниска, но по-дълга крива на възстановяване.
Чрез сравнение на субтранзиентното реактивно съпротивление на два генератора със сравними времена за реакция на AVR може да се получи смислено сравнение на спада на напрежението при стартиране на двигателя. При стартиране на един и същ двигател, две машини с идентично субтранзиентно реактивно съпротивление ще имат приблизително еднакъв спад на напрежението.

В резултат на това, доставчиците, които използват устойчив спад на напрежението като мярка за спад на напрежението, ще дадат само категоричен отговор „да“ или „не“ относно това дали техният генераторен агрегат ще отговаря на стандартите за моментални спадове на напрежението, установени от други производители.
Това е единственият метод да се гарантира, че ще получите сравними оферти за проектите, които описвате.

Разбиране на преходния отговор на генераторните агрегати
Няма нужда да се притеснявате за способността на местната електроснабдителна компания да поеме товара или за евентуални преходни ефекти върху качеството на електроенергията, когато превключвател изпраща няколкостотин kW към верига. Това обаче са основателни проблеми, когато енергията се черпи от генераторен агрегат. Количеството товар, което може да бъде поето наведнъж, както и величината на преходните ефекти върху качеството на електроенергията, варират значително между моделите генераторни агрегати.

Когато към генераторен агрегат се приложи голямо натоварване, оборотите на двигателя временно спадат – или се понижават – преди да се върнат в стационарно състояние. Когато товарът се премахне, оборотите на двигателя временно се увеличават – или превишават оборотите. Качеството на електрическата енергия се променя, защото честотата на генератора се определя от оборотите на двигателя. Преходният процес е измерването на тези преходни колебания на скоростта.

Измерват се продължителността и процентната промяна на честотата на преходна реакция (вижте фигурата по-долу). Времето, необходимо на двигателя да се върне в стационарно работно състояние, се нарича време за възстановяване. То може да варира от една секунда до двадесет секунди. Като цяло, колкото по-висок е процентът на спад и колкото повече време отнема на двигателя да се възстанови, толкова повече тегло се добавя към автобуса.

Спадовете често са по-опасни от превишаванията, защото прекомерното натоварване на блока може да доведе до спиране на двигателя и спадане на напрежението на генератора. Ротационната маса на генераторния агрегат помага за поддържане на честотата, въпреки че инерцията трябва да бъде внимателно балансирана между генератора и двигателя. Когато е посочен по-голям генератор, спадът на честотата се намалява, което позволява да се осигури повече мощност на двигателя за възстановяване. Механизмът за регулиране на напрежението на генераторния агрегат е най-критичният компонент, влияещ върху преходната реакция. Методите за регулиране на напрежението волт на херц контролират напрежението, като следват честотата пропорционално.

Тъй като голямото натоварване на блока намалява оборотите на двигателя и честотата на генератора, напрежението спада, като по този начин ефективно се разтоварва двигателят и се съкращава времето за възстановяване. Тази система се използва от всички генераторни агрегати Cat. Системите за регулиране на постоянно напрежение имат по-нисък процент на промяна на напрежението, но много по-дълъг период на възстановяване. Когато двигателят е напълно натоварен, опасността от спиране се увеличава. Някои генератори използват методи за регулиране с двойно напрежение на херц. Въпреки че тези методи значително подобряват възможностите за натоварване на блока или намаляват времето за възстановяване, те се характеризират с много по-голям спад на напрежението. Преходната реакция се влияе и от настройката на двигателя.

Повечето двигатели на генераторни установки са с турбокомпресор, за да осигурят допълнителна конска сила – и kW – без да е необходим по-голям двигател. Недостатъкът на турбокомпресора е в преходните процеси. Въздухът се превръща в ограничаващ елемент при транспортни сценарии. Колкото по-дълъг е преходният процес на двигателя на генераторната установка, толкова по-турбокомпресорът е той. Спадовете на напрежението и кратките прекъсвания са причинени от повреди в електрическата мрежа, причинени от бързи промени в големи товари. Непрекъснато променящите се товари, свързани към електрическата мрежа, причиняват промени в напрежението. Тъй като тези събития могат да окажат влияние върху електрическото и електронното оборудване, те трябва да бъдат имитирани в лабораторни условия.

Изпитвания по IEC 61000-4-30
• IEC 61000-4-11, който се отнася за електрическо и електронно оборудване с номинален входен ток не по-голям от 16 A на фаза за свързване към мрежи с променлив ток 50 Hz или 60 Hz.
• IEC 61000-4-34, който се прилага за електрическо и електронно оборудване с номинален входен ток по-голям от 16 A на фаза, по-специално спадове на напрежението и кратки прекъсвания за оборудване, свързано към мрежи с променлив ток 50 Hz или 60 Hz, включително еднофазни и трифазни мрежи. IEC препоръчва измервания на място в цялата енергийна система за токове по-големи от 1 A на фаза.
• IEC 61000-4-29, който се прилага за електрическо и електронно оборудване, когато възникнат спадове на напрежението, кратки прекъсвания или промени в напрежението на DC захранващите портове.
Целта, както при всички основни стандарти за електромагнитна съвместимост (ЕМС), е да се създаде единен ориентир за оценка на имунитета на електрическото и електронното оборудване, когато е подложено на тези явления. Продуктовите стандарти са отговорни за определянето на релевантността и приложимостта на тестовете, посочени в основния стандарт. Предоставеният тук материал ще бъде съсредоточен върху стандарта IEC 61000-4-11.

Изисквания към тестовото оборудване
Специализирано тестово оборудване може да се използва в лаборатории за възпроизвеждане на тестове за спадове на напрежението, кратки прекъсвания и променливост. Основните стандарти на IEC предоставят тестове за вариации на напрежението като опция. Следните стандарти са, на които тестовото оборудване трябва да отговаря, за да може да се използва за тестове за съответствие:

• Изходно напрежение без товар – изходното напрежение на генератора трябва да бъде в рамките на 5% от зададените нива на спад, когато не е приложен товар. Нивата на спад са определени като 0%, 40%, 70% и 80% от номиналното напрежение.
• Промяна на изходното напрежение с товар – промяната на напрежението от без товар към товар трябва да бъде по-малка от 5% от определеното ниво на спад.
• Изходен ток – генераторът трябва да може да поеме ток над 16A за кратък период от време при необходимото ниво на спад. Най-трудната ситуация е при ниво на спад от 40%, когато генераторът трябва да поеме 40 A за 3 секунди.
• Възможност за пиков пусков ток – Изпитвателното оборудване не трябва да ограничава възможността за пиков пусков ток. Максималната пикова мощност на генератора не трябва да надвишава 1000 A за мрежи от 250 V до 600 V, 500 A за мрежи от 200 V до 240 V и 250 A за мрежи от 100 V до 120 V.
• Превишаване/подвишаване на напрежението – Когато генераторът е натоварен със 100 Ω резистивен товар, моментното пиково превишаване/подвишаване на действителното напрежение трябва да бъде по-малко от 5% от зададеното ниво на спад.
• Времена за покачване и спадане на напрежението – Генераторът трябва да може да превключва между 1 и 5 секунди по време на внезапна промяна в нивото на напрежението.
• Фазово изместване – генераторът трябва да може да измества фазите между 0 и 360 градуса.
• Фазова връзка и пресичане през нулата - генераторът трябва да може да открива и синхронизира с променлив ток. Фазовата връзка при спадове на напрежението и прекъсвания трябва да е по-малка от 10° от мрежовата честота. Освен това, управлението на пресичането през нулата на генератора трябва да е в рамките на 10° от мрежовата честота.

Значение на времената за възход и падение
Изключително важно е да се използва тестово оборудване, което отговаря на необходимите времена за бързо покачване и спадане, докато се извършват спадове на напрежението и кратки прекъсвания, за да се избегне голямо фазово изместване по време на превключването. Времето за превключване от 1s – 5s е най-лошият сценарий и възпроизвежда късо съединение в електрическата мрежа близо до електронното оборудване. В резултат на това, тестовете, използващи бързо превключване, могат да оценят издръжливостта на оценяваното оборудване в най-лошия случай. Ще разгледаме ефекта от времената на превключване върху електрическа мрежа 230V / 50Hz като пример.

Можем да определим фазовото изместване за различни времена на превключване, използвайки честотата на променливотоковото захранване. Виждаме, че най-бавното време за превключване от 5 s, установено в IEC 61000-4-11, се превръща във фазово изместване само от 0.09°. Генератор с предварително съответствие с времето за превключване от 200 s добавя фазово изместване от 3.6°, а време за превключване от 500 s добавя фазово изместване от 9°.

Спадът в тестовото ниво е вторичен ефект от това значително фазово изместване. В 60Hz електрически мрежи влиянието на фазовото изместване е още по-изразено. Време за превключване от 200 s, например, представлява фазово изместване от 4.3° при 60Hz, докато време за превключване от 500 s е равно на фазово изместване от 10.8°. Като се има предвид, че истинският начален ъгъл на спадовете може да бъде продиктуван и от прецизността на генератора, поддържането на намалено фазово изместване поради процеса на превключване е доста полезно.

Значение на възможността за пусков ток
Когато свържете електронно оборудване към електрическа мрежа, в него нахлува пусков ток, което може да причини вреда. Повечето електронно оборудване е проектирано с верига за ограничаване на този пусков ток. Когато електрическата мрежа се възстанови след спад на напрежението или кратко прекъсване, същият пусков ток се възобновява, но защитната верига може да се изключи. За да се сведе до минимум повредата на оборудването по време на спад на напрежението или кратко прекъсване, генераторът на спадове трябва да осигурява достатъчен ток, без да ограничава пусковия ток.

- спадове на напрежението Изпитвателното оборудване за кратки прекъсвания в идеалния случай трябва да отговаря на капацитета за задвижване на пиков пусков ток. Ако изпитвателното оборудване отговаря на това изискване (поне 1,000 A за мрежи 250 V – 600 V, 500 A за мрежи 220 V до 240 V и 250 A за мрежи 100 V – 120 V), измерването на пиковия пусков ток на изпитваното устройство е ненужно, което спестява време. Ако наблюдаваният пусков ток на изпитваното устройство е по-малък от 70% от отчетената способност за задвижване на изпитваното оборудване при пусков ток, IEC 61000-4-11 позволява заобиколно решение с използване на генератор с по-нисък пусков ток. Тъй като и двете характеристики трябва да бъдат измерени преди изпитването, това увеличава времето и разходите.

Промени между IEC 61000-4-11 Издание 2 и Издание 3
IEC 61000-4-11 Ed.3 е издаден през 2020 г. и заменя предишния IEC 61000-4-11 Ed.2 от 2004 г. Ключовите промени в стандарта са по-ясно описание на времето за нарастване и спадане и повторение на строгото изискване за използване на генератор с време за нарастване и спадане от 1s до 5s за изпитване за съответствие.

Изискванията на стандарта за превишаване/недостигане бяха неясни във второ издание, което доведе до неразбиране относно това кои параметри трябва да бъдат измерени по време на калибриране/проверка. Според някои тълкувания, превишаването и недостигането трябва да се записват както при настъпване на промяна на нивото, така и при завършване на промяната на нивото.

Превишаването и подвишаването вече са изрично дефинирани като ефекти, които възникват след превключване, а не преди превключване. Това показва, че подвишаването на низходящия фронт изисква само измерване, но превишаването на нарастващия фронт изисква измерване. При измерване със 100 Ω резистивен товар, превишаването или подвишаването трябва да бъде по-малко от 5% от действителното напрежение.

Въпроси и Отговори
Защо се получава спад на напрежението?
A спад на напрежението се случва, когато захранващото напрежение (UF) падне под праг, зададен на 90% от посоченото захранващо напрежение (Uc). Спад на напрежението възниква в многофазна система, когато поне едно от напреженията падне под прага и завършва, когато всички напрежения са равни или над прага.

Какво точно представлява тестът за спадове и прекъсвания на напрежението?
Спадове на напрежението и кратките прекъсвания са причинени от повреди в електрическата мрежа, причинени от бързи промени в големи товари. Непрекъснато променящите се товари, свързани към електрическата мрежа, причиняват промени в напрежението.

Какво точно е прекъсване на напрежението?
Прекъсване на напрежението възниква, когато напрежението URMS(1/2) падне под определеното ниво на прекъсване. Обикновено прагът на прекъсване е зададен значително по-ниско от нивото на спадане на напрежението. Прекъсването започва, когато напрежението URMS(1/2) падне под стойността на прага на прекъсване и завършва, когато напрежението URMS(1/2) е равно или надвиши стойността на прага на прекъсване плюс хистерезис на напрежението.

Lisun Instruments Limited е основана от LISUN GROUP в 2003. LISUN системата за качество е строго сертифицирана по ISO9001:2015. Като член на CIE, LISUN продуктите са проектирани въз основа на CIE, IEC и други международни или национални стандарти. Всички продукти са преминали CE сертификат и са удостоверени от лаборатория на трета страна.

Нашите основни продукти са Гониофотометър, Интегриране на сферата, спектрорадиометър, Генератор на пренапрежения, ESD симулаторни пистолети, EMI приемник, EMC тестово оборудване, Електрически тестер за безопасност, Камара на околната среда, Температурна камера, Климатична камара, Термична камера, Тест за солен спрей, Камера за тестване на прах, Тест за водоустойчивост, RoHS тест (EDXRF), Тест с нажежена жица намлява Тест с пламък на иглата.

Моля, не се колебайте да се свържете с нас, ако имате нужда от подкрепа.
Технически отдел:  [email protected] , Cell/WhatsApp:+8615317907381
Отдел продажби:  [email protected] , Cell/WhatsApp:+8618117273997