节电滤波器的选择及应用
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 20515 次点击
姜建智
摘要:本文简述节电滤波器的节电原理和发展状况;介绍了用美国英福特技术制造的产品的节电原理、功能及应用优势。
关键词:节电滤波器;瞬流;选择;应用
中图分类号:TM92文献标识码:B
节电滤波器的节电原理是通过捕捉、抑制和过滤输电线路中有害的脉冲波—瞬流、浪涌和谐波而达到清洁电源、节约电能和保护设备的目的,使电网和用电设备不受其影响,可延长设备使用寿命。现以瞬流为例,介绍节电滤波器的应用。
一、瞬流
瞬流是一种瞬间高爆发的电能,存在于所有的电力系统中。这些瞬流从发生到消失的过程非常快,而其电压幅值可以高出正常电压的几十到几百甚至几千倍。
1.瞬流产生的条件
瞬流产生的来源主要有两个,一是环境因素引起的雷电感应电压、输变电站大型开关的关合、相邻大型负载的启停等都会伴随有瞬流进入到用电系统。环境因素产生的瞬流占系统瞬流总量的20%~30%。二是用电系统内部产生的,约占系统瞬流总量的70%~80%。任何负载的启停都会产生大量的瞬流,再回馈到本身的用电系统中。大型负载启停产生的瞬流还会波及到邻近的用电系统及大电网。电弧放电也是瞬流的一个主要来源。它是由不良和松动的电气连接引起,或由老旧的不干净的电刷引起。
2.瞬流的特征
如上所述,其主要表现形式为浪涌、尖峰、谐波等。美国著名能源理论家赫氏菲尔德博士认为,这种畸变的主要特点是超高压、超高速、超高频次。
(1)超高压。瞬流尖峰高出正常电压幅值的2~50倍,最高可达10kV。
(2)超高速。瞬流尖峰发生在极短的时间内,它可以在数万亿分之一秒内完成从迸发到消逝的过程。
(3)超高频次。瞬流尖峰的活动十分频繁,测试表明,一盏灯的开关、一个家用电器的启动,甚至电脑键盘或鼠标的点击,就有数十个瞬流产生,电压高达500~1200V。仅一只日光灯管简单的开关动作,就有多达24个瞬流产生。
3.瞬流的危害
瞬流可造成很大危害:(1)增加电网的谐振,造成瞬态高电压、高电流;(2)增加附加损耗,降低发电、输电功率及设备使用效率;(3)加速电器设备老化,缩短使用寿命;(4)电器设备工作不正常,计算机误码及计量不准确;(5)增加用电量和电费支出。
为降低能源损耗,清洁电源,保护设备,减少瞬流造成的危害,应用节电滤波器成为用户的首选。
二、美国英福特技术的节电原理及优势
1.英福特半导体瞬流控制技术SiliconAvalan-cheDiodes(SAD)。英福特瞬流控制技术(SAD)是用半导体元件模拟电源受到污染时的状况,使它的反应速度超过10-12s,从而对瞬流进行及时的侦测和有效的控制。
国际节能产品认证机构NEECS根据各种TVSS设备在最佳时机拦截瞬流的次数,用大型计算机模拟,经过反复多次的实验,制定出了侦测及分别速度等级的标准。
2.英福特复合式实时滤波技术ActiveTrackingNetwork(ATN)。英福特复合式实时滤波用来同时抑制和消除设备开关启合引起的包络效应和高能量突变引起的瞬流,实时的EMI/RFI过滤使节电效果更加显著。
英福特技术在正弦波的全程对瞬流进行控制,使节电率达到10%~20%。
表1侦测及分别速度等级的标准
3.有远程跟踪及诊断技术的优势。英福特远程跟踪与诊断技术使系统能在远端严密跟踪英福特设备在工况现场的情况,以保证对现场出现的状况进行远端处理。英福特技确记录瞬流侵袭的次数。
4.具备承受强大瞬流的能力。交流电在最恶劣的室内环境中的瞬流可用以下两个数据之组合的电波表现出来:6kV(12/50ns)和3kV(8/20ns)。因此这个组合就由UL采用作为所有瞬流抑制器认证UL1449的标准。英福特节电王就通过了国际电力安全认证(UL1449UL1283)。
5.设定了允通电压标准。在一般的TVSS所惯用的词汇中,很容易看到“籍位电压”这个名词,终端用户认为“籍位电压”的数据就是一个高压瞬流过不去的关卡。事实并非如此,“籍位电压”的准只是表示其侦测到瞬流尖峰而开始响应的数据,它无法确定其最终放过的瞬流的电压级别。而英福特“允通电压”的标准则考虑最终可以通过的瞬流电压级别的数据,即最后通过的瞬流的电压数据。
三、英福特节电技术的功能及应用
1.英福特产品以其独到的优势具有特定的功能。
(1)清洁电源。抑制瞬流和谐波对供电环境的污染,有效地保护投资,减少损失;并可减少由于电源旧费。
(2)降低电耗。降低瞬流和谐波带来的畸变功耗以及由于瞬变使电感性负载电流损失和温度升高而造成的大量铜损和铁损,同时通过抑制瞬流可有效防止接触电阻的增约用电10%~20%。
(3)保护设备。保护设备免受雷击、瞬流冲击以及瞬流污染延长使用寿命。
2.英福特保护节电技术的应用
(1)工厂、矿山、冶金、石油、造船厂、航空管制系统、军信总站和分站。
(2)银行、证券、海关、宾楼、超市及农林业水利工程等。
(3)各类电动机、发电机、电脑系统、变频驱动设备、荧光灯照明、变压器、无线电干扰设备、灌溉系统、医疗设备、视听设备都适合应用英福特保护节电王产品。