Как генераторы провалов напряжения полезны для испытаний на прерывание напряжения

Определение генератора провалов напряжения
NEMA MG1-16.48 определяет падение напряжения как наибольшее отличие напряжения от номинального выходного напряжения генератора. Пусковые токи при запуске двигателя или большие нагрузки на блок ограничивают скорость двигателя, а более низкое возбуждение основного поля вызывает эти провалы. Поскольку причины и решения для мгновенных провалов напряжения отличаются от таковых для блочных нагрузок, они измеряются и анализируются независимо. Из-за его мгновенного характера самый большой провал, вызванный пусковым током двигателя, происходит в течение пяти циклов и может контролироваться только с помощью осциллографа. Механические регистраторы могут обнаруживать провалы, вызванные большими нагрузками на блок, которые замедляют скорость двигателя.

Путаница с устойчивым падением
Некоторые марки генераторных установок трудно сравнивать, поскольку падение напряжения определяется по-разному в документации компании. Вместо мгновенного провала напряжения подается устойчивый провал напряжения, который измеряет падение на более низкой, но более длинной кривой восстановления.
При сравнении сверхпереходного реактивного сопротивления двух генераторов с сопоставимым временем отклика АРН можно получить значимое сравнение падения напряжения при пуске двигателя. При пуске одного и того же двигателя две машины с одинаковым переходным реактивным сопротивлением будут иметь примерно одинаковое падение напряжения.

В результате поставщики, которые используют устойчивое падение напряжения в качестве меры падения напряжения, будут давать однозначный ответ «да» или «нет» в отношении того, будет ли их генераторная установка соответствовать стандартам мгновенных провалов напряжения, установленным другими производителями.
Это единственный способ гарантировать, что вы получите сопоставимые предложения по проектам, которые вы описываете.

Понимание переходной характеристики генераторных установок
Нет необходимости беспокоиться о способности местной коммунальной службы брать на себя нагрузку или о каких-либо переходных процессах, влияющих на качество электроэнергии, когда коммутатор отдает в цепь несколько сотен кВт. Однако это законные проблемы, когда питание поступает от генераторной установки. Величина нагрузки, которая может быть принята за один шаг, а также величина переходного воздействия на качество электроэнергии сильно различаются в зависимости от модели генераторной установки.

Когда к генераторной установке прилагается большая нагрузка, скорость двигателя временно падает или падает, прежде чем вернуться к установившемуся режиму. Когда нагрузка снимается, частота вращения двигателя временно увеличивается или зашкаливает. Качество электроэнергии изменяется, поскольку частота генератора определяется оборотами двигателя. Переходная характеристика — это измерение этих кратковременных колебаний скорости.

Измеряются длина и % изменения частоты переходной реакции (см. рисунок ниже). Время, необходимое двигателю для возврата к установившемуся режиму работы, называется временем восстановления. Это может варьироваться от одной секунды до двадцати секунд. В целом, чем выше процент провала и чем больше времени требуется двигателю для восстановления, тем больше веса добавляется к автобусу.

Провалы часто более опасны, чем выбросы, потому что чрезмерная нагрузка на блок может привести к остановке двигателя и падению напряжения генератора. Вращающаяся масса генераторной установки помогает поддерживать частоту, хотя инерция должна быть тщательно сбалансирована между генератором и двигателем. Когда указан более крупный генератор, падение частоты уменьшается, что позволяет использовать большую мощность двигателя для рекуперации. Механизм регулирования напряжения генераторной установки является наиболее важным компонентом, влияющим на переходную реакцию. Методы регулирования напряжения вольт-герц управляют напряжением, пропорционально отслеживая частоту.

Поскольку нагрузка на большой блок снижает обороты двигателя и частоту генератора, падает напряжение, эффективно разгружая двигатель и сокращая время восстановления. Эта система используется во всех генераторных установках Cat. Системы регулирования постоянного напряжения имеют меньший процент изменения напряжения, но гораздо более длительный период восстановления. Когда двигатель полностью загружен, возрастает опасность его остановки. Некоторые генераторы используют методы регулирования с двойным напряжением на герц. Несмотря на то, что эти методы значительно улучшают возможности загрузки блока или сокращают время восстановления, они приводят к гораздо большему падению напряжения. На переходную реакцию также влияет настройка двигателя.

Большинство двигателей генераторных установок имеют турбонаддув, чтобы обеспечить дополнительную мощность и кВт, не требуя более крупного двигателя. Недостаток турбонаддува заключается в переходной реакции. Воздух становится ограничивающим элементом в сценариях перевозки. Чем длиннее переходная характеристика двигателя генераторной установки, тем больше у него турбонаддува. Провалы напряжения и кратковременные перебои вызваны сбоями в электросети, вызванными резкими изменениями больших нагрузок. Постоянно меняющиеся нагрузки, подключенные к сети, вызывают изменения напряжения. Поскольку эти события могут оказывать влияние на электрическое и электронное оборудование, их необходимо имитировать в лабораторных условиях.

Тесты МЭК 61000-4-30
• IEC 61000-4-11, относящийся к электрическому и электронному оборудованию с номинальным входным током, не превышающим 16 А на фазу, для подключения к сетям переменного тока с частотой 50 Гц или 60 Гц.
• IEC 61000-4-34, который применяется к электрическому и электронному оборудованию с номинальным входным током более 16 А на фазу, особенно к провалам напряжения и кратковременным отключениям для оборудования, подключенного к сетям переменного тока с частотой 50 Гц или 60 Гц, в том числе 1-фазным. и 3-х фазная сеть. МЭК рекомендует проводить измерения на месте по всей энергосистеме для токов более 75 А на фазу.
• IEC 61000-4-29, который применяется к электрическому и электронному оборудованию при падении напряжения, кратковременных прерываниях или изменениях напряжения на портах питания постоянного тока.
Целью, как и для всех основных стандартов ЭМС, является создание единого эталона для оценки устойчивости электрического и электронного оборудования к этим явлениям. Стандарты на продукцию отвечают за определение актуальности и применимости тестов, указанных в базовом стандарте. Представленный здесь материал будет сосредоточен на стандарте IEC 61000-4-11.

Требования к испытательному оборудованию
В лабораториях можно использовать специальное испытательное оборудование для воспроизведения провалов напряжения, кратковременных прерываний и испытаний на изменчивость. Основные стандарты IEC предусматривают дополнительные испытания на колебания напряжения. Ниже приведены стандарты, которым должно соответствовать испытательное оборудование, чтобы его можно было использовать для испытаний на соответствие:

• Выходное напряжение без нагрузки – выходное напряжение генератора должно быть в пределах 5% от установленных уровней провала при отсутствии нагрузки. Уровни провала указаны как 0 %, 40 %, 70 % и 80 % от номинального напряжения.
• Изменение выходного напряжения с нагрузкой – изменение напряжения без нагрузки до нагрузки должно быть менее 5% от заданного уровня провала.
• Допустимый выходной ток – генератор должен выдерживать ток более 16 А в течение короткого периода времени при требуемом уровне провала. Самое сложное обстоятельство возникает при 40-процентном провале, когда генератор должен выдерживать 40 А в течение 3 секунд.
• Пиковый пусковой ток – испытательное оборудование не должно ограничивать пиковый пусковой ток. Максимальная пиковая мощность генератора не должна превышать 1000 А для сети от 250 В до 600 В, 500 А для сети от 200 В до 240 В и 250 А для сети от 100 В до 120 В.
• Всплеск/недостаток напряжения – когда генератор нагружен резистивной нагрузкой 100 Ом, мгновенный пиковый выброс/недостаток фактического напряжения должен быть менее 5% от установленного уровня провала.
• Время нарастания и спада напряжения. Генератор должен иметь возможность переключения между 1 и 5 секундами во время внезапного изменения уровня напряжения.
• Сдвиг фаз – генератор должен иметь возможность сдвига фаз в диапазоне от 0 до 360 градусов.
• Соотношение фаз и пересечение нуля – генератор должен обнаруживать и синхронизироваться с мощностью переменного тока. Соотношение фаз провалов и прерываний напряжения должно быть менее 10° частоты сети. Кроме того, контроль пересечения нуля генератором должен быть в пределах 10° от частоты сети.

Важность времени подъема и спада
Крайне важно использовать испытательное оборудование, которое соответствует требуемому быстрому времени нарастания и спада при выполнении провалов напряжения и коротких прерываний, чтобы избежать значительного фазового сдвига во время переключения. Время переключения 1 с – 5 с является наихудшим сценарием и имитирует короткое замыкание в силовой сети рядом с электронным оборудованием. В результате тесты с использованием быстрого переключения могут оценить долговечность оцениваемого оборудования в наихудшей ситуации. В качестве примера мы рассмотрим влияние таймингов переключения в сети 230 В/50 Гц.

Мы можем определить фазовый сдвиг для различных моментов переключения, используя частоту сети переменного тока. Мы можем видеть, что установленное в IEC 5-61000-4 максимальное время переключения в 11 с приводит к фазовому сдвигу всего 0.09°. Генератор провалов с предварительным соответствием со временем переключения 200 с добавляет фазовый сдвиг 3.6°, а время переключения 500 с добавляет фазовый сдвиг 9°.

Падение тестового уровня является вторичным эффектом этого значительного фазового сдвига. В сетях с частотой 60 Гц влияние фазового сдвига еще более выражено. Например, время переключения 200 с соответствует сдвигу фазы на 4.3° при частоте 60 Гц, а время переключения 500 с соответствует сдвигу фазы на 10.8°. Учитывая, что истинный угол начала провалов также может определяться точностью генератора, сохранение уменьшенного фазового сдвига благодаря процессу переключения весьма полезно.

Важность возможности пускового тока
Когда вы подключаете электронное оборудование к электросети, в оборудование бьет пусковой ток, который может причинить вред. Большинство электронного оборудования имеет схему ограничения этого пускового тока. Когда сеть питания восстанавливается после провала напряжения или кратковременного прерывания, возобновляется тот же пусковой ток, но защитная цепь может быть отключена. Чтобы свести к минимуму повреждение оборудования во время провала или кратковременного прерывания напряжения, импульсный генератор должен выдавать достаточный ток, не ограничивая при этом пусковой ток.

Ассоциация провалы напряжения и испытательное оборудование с короткими прерываниями должно в идеале соответствовать пропускной способности пикового пускового тока. Если испытательное оборудование соответствует этому требованию (не менее 1,000 А для сети 250–600 В, 500 А для сети 220–240 В и 250 А для сети 100–120 В), измерение пикового пускового тока ИО не требуется, что экономит время. Если наблюдаемый пусковой ток ИО составляет менее 70 % заявленной пусковой способности испытательного оборудования, IEC 61000-4-11 допускает использование генератора с более низким пусковым током. Поскольку перед испытанием необходимо измерить обе характеристики, это увеличивает время и затраты.

Различия между IEC 61000-4-11 Ed.2 и Ed.3
IEC 61000-4-11 Ed.3 был выпущен в 2020 году и заменяет предыдущий IEC 61000-4-11 Ed.2 от 2004 года. Ключевые изменения в стандарте — это более подробное описание времени нарастания и спада и повторение строгое требование использовать генератор с временем нарастания и спада в диапазоне от 1 до 5 с для проверки соответствия.

Требования стандарта в отношении превышения/недостатка были неясны в издании 2, что привело к неправильному пониманию того, какие параметры необходимо измерять во время калибровки/поверки. Согласно некоторым интерпретациям, перерегулирование и недорегулирование должны регистрироваться как при переходе уровня, так и при завершении перехода уровня.

Перерегулирование и недорегулирование теперь явно определяются как эффекты, возникающие после переключения, а не до переключения. Это указывает на то, что недорегулирование заднего фронта требует измерения, а выброс переднего фронта требует измерения. При измерении с резистивной нагрузкой 100 Ом перерегулирование или понижение должно быть менее 5% от фактического напряжения.

Часто задаваемые вопросы
Почему происходит падение напряжения?
A падение напряжения происходит, когда напряжение питания (UF) падает ниже порога, установленного на 90% от заявленного напряжения питания (Uc). Провал напряжения возникает в многофазной системе, когда хотя бы одно из напряжений падает ниже порогового значения, и прекращается, когда все напряжения равны или превышают пороговое значение.

Что такое тест на провалы и прерывания напряжения?
Провалы напряжения а кратковременные перебои вызваны сбоями в электросети, вызванными быстрыми изменениями больших нагрузок. Постоянно меняющиеся нагрузки, подключенные к сети, вызывают изменения напряжения.

Что такое прерывание напряжения?
Прерывание напряжения происходит, когда напряжение URMS(1/2) падает ниже установленного уровня прерывания. Обычно порог прерывания устанавливается значительно ниже уровня провала напряжения. Прерывание начинается, когда напряжение URMS(1/2) падает ниже порогового значения прерывания, и заканчивается, когда напряжение URMS(1/2) равно или превышает пороговое значение прерывания плюс гистерезис напряжения.

Lisun Компания Instruments Limited была найдена LISUN GROUP в 2003 году. LISUN система качества была строго сертифицирована ISO9001: 2015. Как член CIE, LISUN продукты разработаны на основе CIE, IEC и других международных или национальных стандартов. Все продукты прошли сертификат CE и прошли проверку подлинности в сторонней лаборатории.

Наша основная продукция гониофотометра, Интегрирующая сфера, Spectroradiometer, Генератор всплесков, Пистолеты-симуляторы ESD, Приемник EMI, Испытательное оборудование EMC, Тестер электробезопасности, Экологическая палата, Температура камеры, Климатическая камера, Тепловая камера, Тест соленых брызг, Камера для испытаний на пыль, Водонепроницаемый тест, Тест RoHS (EDXRF), Испытание светящейся проволоки и Испытание иглы на пламя.

Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна поддержка.
Технический отдел:  Service@Lisungroup.com , Cell / WhatsApp: +8615317907381
Отдел продаж:  Sales@Lisungroup.com , Cell / WhatsApp: +8618117273997

Метки:CSS61000-11