Jak jsou generátory poklesu napětí užitečné pro test přerušení napětí

Definování generátoru poklesu napětí
NEMA MG1-16.48 definuje pokles napětí jako největší rozdíl napětí od jmenovitého výstupního napětí generátoru. Zapínací proudy při spouštění motoru nebo velké blokové zatížení omezují otáčky motoru a nižší buzení hlavního pole generuje tyto poklesy. Protože se příčiny a řešení pro okamžité poklesy napětí liší od příčin a řešení pro blokové zatížení, jsou měřeny a analyzovány nezávisle. Vzhledem k jeho okamžité povaze dojde k největšímu poklesu způsobenému zapínacím proudem motoru během pěti cyklů a lze jej sledovat pouze pomocí osciloskopu. Mechanické zapisovače dokážou detekovat poklesy způsobené těžkým blokovým zatížením, které zpomaluje otáčky motoru.

Trvalý zmatek
Některé značky genových sad je od té doby obtížné srovnávat pokles napětí je ve firemní dokumentaci definováno odlišně. Namísto okamžitého poklesu napětí je dodáván trvalý pokles napětí, který hodnotí pokles při nižší, ale delší křivce zotavení.
Porovnáním subpřechodové reaktance dvou generátorů se srovnatelnými časy odezvy AVR lze získat smysluplné srovnání poklesu napětí při rozběhu motoru. Při spouštění stejného motoru budou mít dva stroje s identickou dílčí přechodovou reaktancí zhruba stejný pokles napětí.

V důsledku toho poskytovatelé, kteří používají trvalý pokles napětí jako měřítko poklesu napětí, poskytnou pouze jednoznačnou odpověď „ano“ nebo „ne“, zda bude jejich generátor odpovídat normám okamžitého poklesu napětí zavedeným jinými výrobci.
Je to jediný způsob, jak zajistit, že obdržíte srovnatelné nabídky na projekty, které popisujete.

Pochopení přechodné odezvy generátorových soustrojí
Není třeba se obávat schopnosti místního rozvodu převzít zátěž nebo jakýchkoli přechodných vlivů na kvalitu elektrické energie, když spínač vyšle do obvodu několik stovek kW. To jsou však legitimní problémy, když je energie odebírána z generátoru. Velikost zátěže, která může být přijata v jednom kroku, stejně jako velikost přechodných vlivů na kvalitu napájení, se mezi modely generátorové soustavy velmi liší.

Při silném zatížení generátoru se otáčky motoru dočasně sníží – nebo poklesnou – a poté se vrátí do ustáleného stavu. Po odstranění zátěže se otáčky motoru dočasně zvýší – nebo překmitnou. Kvalita elektrické energie se mění, protože frekvence generátoru je určena otáčkami motoru. Přechodná odezva je měřením těchto přechodných kolísání rychlosti.

Měří se délka a % změny frekvence přechodné reakce (viz obrázek níže). Doba potřebná k návratu motoru do ustáleného stavu se nazývá doba zotavení. To se může pohybovat od jedné sekundy do dvaceti sekund. Obecně platí, že čím vyšší je procento poklesu a čím déle motoru trvá, než se zotaví, tím více hmotnosti autobusu přibude.

Poklesy jsou často nebezpečnější než překmity, protože nadměrné zatížení bloku může způsobit zastavení motoru a pokles napětí generátoru. Rotační hmota generátorového soustrojí napomáhá udržování frekvence, ačkoli setrvačnost musí být pečlivě vyvážena mezi generátorem a motorem. Když je specifikován větší generátor, pokles frekvence se sníží, což umožňuje získat více výkonu motoru pro obnovu. Mechanismus regulace napětí generátorového soustrojí je nejkritičtější součástí ovlivňující přechodovou odezvu. Metody regulace napětí Volt-per-hertz řídí napětí proporcionálně sledováním frekvence.

Vzhledem k tomu, že velké blokové zatížení snižuje otáčky motoru a frekvenci generátoru, napětí klesá, což efektivně odlehčuje motor a zkracuje dobu zotavení. Tento systém používají všechny genové sady Cat. Systémy regulace konstantního napětí mají nižší procento změny napětí, ale mnohem delší dobu zotavení. Při plném zatížení motoru se zvyšuje nebezpečí zhasnutí motoru. Některé generátory používají metody regulace dvojitého napětí na hertz. I když tyto metody značně zlepšují schopnosti načítání bloků nebo zkracují dobu zotavení, přicházejí s mnohem vyšším poklesem napětí. Přechodná odezva je také ovlivněna nastavením motoru.

Většina motorů genové sady je přeplňována turbodmychadlem, aby poskytla dodatečný výkon – a kW – bez potřeby většího motoru. Nevýhodou přeplňování turbodmychadlem je přechodová odezva. Vzduch se stává limitujícím prvkem ve scénářích přepravy. Čím delší je přechodová odezva motoru s generátorem, tím je přeplňovaný. Poklesy napětí a krátká přerušení jsou způsobena poruchami v elektrické síti způsobenými rychlými změnami velkého zatížení. Neustále se měnící zátěže připojené k elektrické síti způsobují změny napětí. Protože tyto jevy mohou mít dopad na elektrická a elektronická zařízení, musí být napodobovány v laboratorním prostředí.

Testy IEC 61000-4-30
• IEC 61000-4-11, která se týká elektrických a elektronických zařízení se jmenovitým vstupním proudem nepřesahujícím 16 A na fázi pro připojení k sítím střídavého proudu 50 Hz nebo 60 Hz.
• IEC 61000-4-34, která platí pro elektrická a elektronická zařízení se jmenovitým vstupním proudem větším než 16 A na fázi, konkrétně poklesy napětí a krátká přerušení pro zařízení připojená k sítím střídavého proudu 50 Hz nebo 60 Hz, včetně 1fázových a 3-fázová síť. IEC doporučuje in-situ měření v celém energetickém systému pro proudy vyšší než 75 A na fázi.
• IEC 61000-4-29, která platí pro elektrická a elektronická zařízení, když dojde k poklesu napětí, krátkým přerušením nebo změnám napětí na stejnosměrných napájecích portech.
Cílem, stejně jako u všech základních norem EMC, je vytvořit jedinou referenci pro hodnocení odolnosti elektrických a elektronických zařízení, když jsou vystavena těmto jevům. Za stanovení relevantnosti a použitelnosti zkoušek uvedených v základní normě odpovídají výrobkové normy. Materiál zde poskytnutý bude zaměřen na normu IEC 61000-4-11.

Požadavky na zkušební zařízení
Speciální testovací zařízení lze v laboratořích použít k replikaci poklesů napětí, krátkých přerušení a testů variability. Základní normy IEC poskytují testy změn napětí jako volitelné. Níže jsou uvedeny normy, které musí zkušební zařízení splňovat, aby bylo možné je použít pro testování shody:

• Výstupní napětí naprázdno – výstupní napětí generátoru musí být v rozmezí 5 % nastavených úrovní poklesu, když není zatížení aplikováno. Úrovně poklesu jsou specifikovány jako 0 %, 40 %, 70 % a 80 % jmenovitého napětí.
• Změna výstupního napětí se zátěží – změna napětí ze stavu bez zátěže na zátěž musí být menší než 5 % definované úrovně poklesu.
• Schopnost výstupního proudu – generátor musí být schopen přenášet proud vyšší než 16A po krátkou dobu při požadované úrovni poklesu. Nejobtížnější situace je při 40% poklesu, kdy generátor musí zvládnout 40 A po dobu 3 sekund.
• Schopnost špičkového zapínacího proudu – Testovací zařízení by nemělo omezovat schopnost špičkového zapínacího proudu. Maximální špičková kapacita generátoru nesmí překročit 1000 A pro síť 250 V až 600 V, 500 A pro síť 200 V až 240 V a 250 A pro síť 100 V až 120 V.
• Překmit/podkmit napětí – Když je generátor zatížen odporovou zátěží 100, okamžitý špičkový překmit/podkmit skutečného napětí musí být menší než 5 % nastavené úrovně poklesu.
• Doby nárůstu a poklesu napětí – Generátor musí být schopen přepínat mezi 1 a 5 sekundami během náhlého posunu úrovně napětí.
• Fázový posun – generátor musí být schopen posouvat fáze mezi 0 a 360 stupni.
• Fázový vztah a průchod nulou – generátor musí být schopen detekovat a synchronizovat střídavý proud. Fázový vztah události poklesů a přerušení napětí musí být menší než 10° napájecí frekvence. Kromě toho musí být kontrola průchodu nulou generátoru v rozmezí 10° od síťové frekvence.

Význam časů vzestupu a pádu
Je důležité použít testovací zařízení, které splňuje požadované doby rychlého náběhu a poklesu při provádění poklesů napětí a krátkých přerušení, aby se zabránilo velkému fázovému posunu během přepínání. Doba sepnutí 1s – 5s je nejhorší scénář a replikuje zkrat v elektrické síti v blízkosti elektronického zařízení. Výsledkem je, že testy využívající rychlé přepínání mohou posoudit životnost vyhodnocovaného zařízení v nejhorší situaci. Jako příklad se podíváme na vliv časování spínačů na napájecí síť 230V / 50Hz.

Můžeme určit fázový posun pro různá časování spínání pomocí frekvence střídavého proudu. Můžeme vidět, že 5s nejpomalejší časový limit pro změnu stanovený v IEC 61000-4-11 znamená fázový posun pouze 0.09°. Generátor ponoru před vyhověním s dobou sepnutí 200 s přidává fázový posun o 3.6° a doba sepnutí 500 s přidává fázový posun o 9°.

Pokles úrovně testu je sekundárním účinkem tohoto značného fázového posunu. U 60Hz energetických sítí je dopad fázového posunu ještě výraznější. Doba přepnutí 200 s například představuje fázový posun 4.3° při 60 Hz, zatímco doba přepnutí 500 s se rovná fázovému posunu 10.8°. Vzhledem k tomu, že skutečný počáteční úhel poklesů může být také diktován přesností generátoru, je udržení sníženého fázového posunu v důsledku procesu přepínání docela výhodné.

Význam schopnosti zapínacího proudu
Když připojíte elektronická zařízení k elektrické síti, nárazový proud pronikne do zařízení, což může způsobit poškození. Většina elektronických zařízení je navržena s obvodem, který omezuje tento zapínací proud. Když se elektrická síť po poklesu napětí nebo krátkém přerušení obnoví, obnoví se stejný tok zapínacího proudu, ale ochranný obvod může být odpojen. Aby se minimalizovalo poškození zařízení během poklesu napětí nebo krátkého přerušení, musí generátor poklesu poskytovat dostatečný proud, aniž by omezoval zapínací proud.

Projekt poklesy napětí a zkušební zařízení s krátkými přerušeními by mělo v ideálním případě splňovat provozní kapacitu špičkového zapínacího proudu. Pokud zkušební zařízení splňuje tento požadavek (alespoň 1,000 250 A pro síť 600 V – 500 V, 220 A pro síť 240 V až 250 V a 100 A pro síť 120 V – 70 V), měření špičkového zapínacího proudu EUT je zbytečné, což šetří čas. Pokud je pozorovaný zapínací proud zkoušeného zařízení menší než 61000 % uváděné zapínací schopnosti zkušebního zařízení, IEC 4-11-XNUMX umožňuje obejít použití generátoru s nižším zapínacím proudem. Protože obě charakteristiky musí být změřeny před testem, zvyšuje se čas a náklady.

Změny mezi IEC 61000-4-11 Ed.2 a Ed.3
IEC 61000-4-11 Ed.3 byla vydána v roce 2020 a nahrazuje předchozí IEC 61000-4-11 Ed.2 z roku 2004. Klíčovými úpravami v normě jsou jasnější popis doby náběhu a poklesu a zopakování silný požadavek na použití generátoru s dobou náběhu a doběhu v rozmezí od 1 s do 5 s pro testování shody.

Požadavky normy na překročení/podkmit byly ve vydání 2 nejasné, což vedlo k nedorozumění ohledně toho, které parametry je třeba měřit během kalibrace/ověření. Podle některých interpretací by překmit a podkmit měly být zaznamenávány jak při přechodu na úroveň, tak po dokončení přechodu na úroveň.

Překmit a podkmit jsou nyní explicitně definovány jako efekty, ke kterým dochází po přepnutí, nikoli před přepnutím. To znamená, že překmit sestupné hrany pouze vyžaduje měření, ale překmit náběžné hrany měření vyžaduje. Při měření s odporovou zátěží 100 musí být překmit nebo podkmit menší než 5 % skutečného napětí.

Nejčastější dotazy
Proč dochází k poklesu napětí?
A pokles napětí nastane, když napájecí napětí (UF) klesne pod prahovou hodnotu nastavenou na 90 % uvedeného napájecího napětí (Uc). Pokles napětí nastává na vícefázovém systému, když alespoň jedno z napětí klesne pod prahovou hodnotu a skončí, když jsou všechna napětí stejná nebo nad prahovou hodnotou.

Co přesně je test poklesů a přerušení napětí?
Poklesy napětí a krátká přerušení jsou způsobena poruchami v elektrické síti způsobenými rychlými změnami velkého zatížení. Neustále se měnící zátěže připojené k elektrické síti způsobují změny napětí.

Co je to vlastně přerušení napětí?
K přerušení napětí dojde, když napětí URMS(1/2) klesne pod určenou úroveň přerušení. Prahová hodnota přerušení je obvykle nastavena výrazně níže, než je úroveň poklesu napětí. Přerušení začíná, když napětí URMS(1/2) klesne pod prahovou hodnotu přerušení, a končí, když se napětí URMS(1/2) rovná nebo překračuje prahovou hodnotu přerušení plus hysterezi napětí.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu  a  Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení:  Service@Lisungroup.com , Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení:  Sales@Lisungroup.com , Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagy:CSS61000-11