Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Vjerojatno je svaki čitatelj ovog članka skrenuo pozornost na činjenicu da je većina električnih uređaja koji rade na kućanskoj mreži namijenjena za napon od 220 V / 50 Hz. Otuda i zaključak - to su parametri koje nam dobavljač električne energije pruža. Nažalost, to nije posve točno. Možemo pretpostaviti da je voda iz slavine potpuno čista, ali iskustvo pokazuje da sadrži nečistoće koje narušavaju okus. Iste "nečistoće", u obliku dodatnih frekvencija i impulsa, teku do potrošača električne energije. To je smetnja u električnoj mreži.
Klasifikacija smetnji
Sva odstupanja mreže mogu se klasificirati prema dva kriterija: nastanku buke i vrsti elektromagnetske anomalije.
Uzrok iskrivljavanja mreže je:
- prirodni fenomeni (oluja, ionizacija zraka aurora, itd.);
- učinci koje je napravio čovjek (nesreće na prugama, prebacivanje uređaja velike snage itd.);
- elektromagnetski valovi prirodnog i umjetnog podrijetla.
Ti razlozi mogu uzrokovati niz impulsnih šumova ili valova harmonijskih izobličenja koji se nadovezuju na sinusoidnu struju.
Prisutnost impulsnih struja u mreži vrlo je štetno djelovanje na rad modernih kućanskih aparata, često zasićenih elektronikom. Ako ne koristite zaštitne uređaje, elektronički uređaji mogu propasti, da ne spominjemo kvalitetu njihova rada. Naravno, osjetljiva oprema je zaštićena ugrađenim shemama za suzbijanje buke, ali često su potrebni dodatni vanjski uređaji, na primjer, neprekidni izvori napajanja, mrežni filtri (slika 1) i drugi.
Kod radiofrekvencijskih smetnji većina kućanskih aparata može raditi normalno. No, radio prijemnici, televizori i neki medicinski uređaji su osjetljivi na njih. Međutim, moderna digitalna radio elektronika je prilično dobro zaštićena od takvih izobličenja.
Razumijevanje uzroka izobličenja u električnoj mreži pomaže u rješavanju problema zaštite opreme, svjesno pristupiti izboru optimalnih shema za suzbijanje buke.
Izvori smetnji
I prirodni fenomeni i različita tehnogena oprema mogu iskriviti sinusoid izmjenične struje. Zbog toga se događaju njihove akcije:
- kratki padovi napona;
- odstupanja od nominalnih parametara frekvencije;
- promjene u harmonicima električne energije;
- fluktuacije amplitude struje;
- Visokofrekventni šum;
- pulsni rafali;
- uobičajen način rada.
Ukratko ćemo raspraviti glavne izvore koji uzrokuju ta odstupanja.
Padovi napona.
Ova pojava je posljedica rada sklopnih uređaja u elektroenergetskim sustavima. To se događa kada dođe do kratkog spoja na vodovima, kao rezultat pokretanja elektromotora velike snage iu drugim slučajevima povezanih s promjenom snage opterećenja. Prisutnost takvih kratkotrajnih smetnji neizbježna je kada se aktivira zaštitna automatizacija, a dobavljač električne energije ih ne može otkloniti.
Promjene u frekvencijskom odzivu.
Odstupanje od zadane frekvencije nastaje kao rezultat značajne promjene struje opterećenja. Ako razina potrošene energije prelazi kapacitet generiranih instalacija, generator okreće usporenje, što dovodi do pada frekvencije. Pri malom opterećenju povećava se frekvencija generacije.
Automatizacija regulira raspodjelu snage, do isključenja opterećenja, međutim, frekvencijske smetnje u mreži i dalje su prisutne.
Harmonici.
Izvor ove vrste izobličenja je prisutnost u mrežama opreme s nelinearnom strujno-naponskom karakteristikom:
- transformatorske i ispravljačke podstanice;
- ložne peći;
- transformatori;
- strojevi za zavarivanje;
- televizori;
- ciklokonvertori i mnogi drugi.
Uzrok harmonijskog izobličenja mogu biti elektromotori, posebno ako su ugrađeni na kraju duge crte.
Odstupanje napona
Promjene u stabilnosti potencijala javljaju se kao rezultat periodičnih skokova potrošene maksimalne struje. Izvor promjena opterećenja su uređaji za regulaciju napona, npr. Transformatori s izmjenjivačima snage.
Graf koji prikazuje kratkoročni prenapon prikazan je na Slici 2 (Fragment A - prikazuje impulsni val).
HF smetnje.
Stvoren utjecajem radnih uređaja u visokofrekventnom području. HF smetnje uzrokovane uređajima koji generiraju signale s visokim frekvencijskim rasponom, šire se zrakom ili putem mrežnih linija.
Naponski impulsi.
Uobičajeni izvori: komutacijski uređaji u mrežama i oluje s grmljavinom.
Asimetrija trofaznog sustava.
Uzrok takvih smetnji često je snažan jednofazni teret, kako domaći tako i industrijski. Oni uzrokuju pomake faznog kuta i neusklađenost amplitude. Isključivanjem snage uređaja koji troše velike struje, možete ukloniti problem.
Načini zaštite
Nažalost, ne možemo kontrolirati kvalitetu električne mreže, ali je zaštita kućanskih aparata sasvim realna. Ovisno o vrsti izobličenja na koju je određeni električni uređaj osjetljiv, odaberite odgovarajuću metodu zaštite. Različiti vanjski uređaji, ugrađeni električni krugovi, kao i zaštita strukturnih i uzemljivačkih elemenata pomažu u smanjenju razine buke.
Primjer potiskivanja smetnji prikazan je na slici 3.
Učinkoviti su sljedeći vanjski uređaji:
- regulatori napona;
- UPS;
- pretvarači frekvencije;
- podesivi transformatori;
- energetski filtri i kaskade za filtriranje (shematski dijagram jednostavnog filtra prikazan je na slici 4).
Posebno je teško potiskivanje visokofrekventnih impulsnih izobličenja u rasponu od nekoliko desetaka MHz. Često se zaštita koja se primjenjuje izravno na izvor smetnji koristi u te svrhe.
Upotreba stabilizatora napona opravdana je u slučajevima postojanja redovitih propadanja napona u kućnoj mreži. Uz dosljedno nisku ili visoku struju bolje je koristiti transformator.
Računala visoke sigurnosti i ostala osjetljiva elektronika imaju bespereboynik. Slika 5 prikazuje fotografiju neprekidnog napajanja kako bi zaštitila vaše računalo.
U tim je uređajima implementirano nekoliko zaštitnih funkcija, ali glavna je napajanje uređaja za nekoliko minuta, nakon čega slijedi njihovo ispravno isključivanje. Da bi se postigla maksimalna razina zaštite, logično je dati prednost neprekidnom napajanju.
Metode mjerenja
Je li moguće vidjeti izobličenja mreže?
Uz pomoć instrumenata ne samo da možete vidjeti prisutnost buke, nego i procijeniti njihovu veličinu i odrediti prirodu izgleda. Postoje posebni visokoprecizni instrumenti za mjerenje raznih odstupanja u mrežama. Najčešći od njih je običan osciloskop.
Uređaj ima zaslon (zaslon) na kojem se prikazuje oscilogram izmjerene struje. Radom s različitim načinima osciloskopa moguće je točno odrediti prirodu i razinu buke.
Primjer valnog oblika prikazan je na slici 6.
Oscilogram prikazuje kako je glavni signal okružen parazitskim strujama koje treba odrezati. Analizirajući prirodu distorzije, možete odabrati način njihovog suzbijanja. Često je dovoljno nanositi zaštitnik od prenapona kako bi se uklonile tipične smetnje koje utječu na rad uređaja.