Добавить в избранное
Новости ЦОД и Дата-Центров
Все, что Вам нужно знать о ЦОД

Термины и определения некачественного электропитания. Часть 1.

Современный цивилизованный мир во всех сферах использует разработки в области электроники: компьютеры, ноутбуки, промышленная автоматика, системы «умного дома», центры обработки данных и т.д. – всё это, в отличие от старых асинхронных электродвигателей и лампочек накаливания требует повышенного качества потребляемой электроэнергии. В то же время известно, что электросеть далеко не всегда способна обеспечить качественное электропитание. В данной статье рассматриваются термины, описывающие те или иные отклонения в электропитании от нормы.

В стандарте IEEE 1159-1995 «IEEE Recommended Practice for Monitoring Electrical Power Quality» (Рекомендации по мониторингу качества электросети) института инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) выделено несколько видов искажений сети, наиболее распространенные из которых следующие:

1.Переходные процессы.

2.Перебои.

3.Провалы напряжения/ просадки напряжения.

4.Всплески напряжения/ перенапряжения.

5.Флуктуации напряжения.

6.Вариации частоты.

Переходные процессы

Импульсные переходные процессы (электростатический разряд)

Причины возникновения:

  • Гроза: как случай прямого попадания, так и разряды в небе, влияющие на электросеть посредством электромагнитного поля
  • Коммутация индуктивных нагрузок
  • Срабатывание защитной автоматики
  • Неисправность заземления

Ход процесса:

  • Импульсный переходный процесс представляет собой резкий скачок напряжения в несколько киловольт (длительность скачка составляет наносекунды, общая длительность помехи – десятки наносекунд)

Опасность:

  • Электростатический разряд не наносит вреда человеку (не считая неприятного треска и искры), но «убивает» любую микросхему

Меры предупреждения и подавления:

  • Поддержание влажности в помещении в диапазоне 40-60%
  • Антистатическое заземление (браслеты, коврики, обувь)
  • Общее заземление
  • Устройства подавления всплесков:
    • на основе металооксидных варисторов, подавляющих всплески любой продолжительности)
    • тепловая защита
    • газовые разрядники
    • тиристоры

Устройства подавления всплесков – неотъемлемая часть источников бесперебойного питания (ИБП), часто их можно встретить и в блоках питания компьютеров.

Колебательные переходные процессы

Причины возникновения:

  • Отключение индуктивной или емкостной нагрузки (электродвигатель или конденсаторная батарея)

Ход процесса:

  • Колебательный переходный процесс представляет собой наложение затухающего колебательного процесса на синусоиду переменного тока. При этом наблюдаются частые пики и спады напряжения. Длительность искажения составляет десятки миллисекунд.

Опасность:

  • Колебательный переходный процесс оказывает значительное негативное влияние на работу электронного оборудования.
  • Низкочастотный колебательный переходный процесс существенно искажает синусоиду и, как правило, повышает общий уровень напряжения, что может привести к срабатыванию защиты по перенапряжению.

Меры предупреждения и подавления:

  • Установка дросселей, понижающий амплитуду колебания (ими оснащены, например, частотники электродвигателей)
  • Подключение батарей конденсаторов через статические выключатели, которые отключают батарею в момент прохождения синусоиды через ноль. Возникающие искажения при этом на порядок меньше, т.к. их амплитуда зависит от текущего значения напряжения в сети)

Перебой электропитания

Причины возникновения:

  • Повреждение (разрыв) электросети
  • Отказ электрооборудования
  • Срабатывание защиты

Ход процесса:

  • Полное отсутствие напряжения в сети в течение некоторого времени (от миллисекунд до нескольких суток при крупной аварии)

Опасность:

  • Даже кратковременный перебой электропитания приводит к перезагрузке компьютерного оборудования с потерей несохраненных данных, рестарту электродвигателя или компрессора. При этом не исключается их повреждение.
  • Перебои особенно опасны в промышленности, медицине и в области ЦОД: в промышленности есть множество безостановочных процессов, в медицине перебои могут нарушить ход операции, а в случае ЦОД – это простой бизнеса компании.

Меры предупреждения и подавления:

  • Наиболее надежный способ решения проблем с перебоем напряжения – применение ИБП, одной из составляющих которых являются аккумуляторные батареи. В случае перебоя питание нагрузки мгновенно производится именно от них (длительность переключения – менее полупериода, т.е. менее 10мс).
  • Проблему продолжительных перебоев решить за счет аккумуляторных батарей практически невозможно из-за больших габаритов и дороговизны такого решения. Поэтому, для критически важных процессов применяются источники гарантированного электроснабжения. Наиболее распространенные из них – дизель-генераторные установки (ДГУ).

Пониженное напряжение (провал и просадка)

Причины возникновения:

  • Включение в сеть мощного потребителя (электродвигателя, компрессора и т.д.)
  • Временное явление при устранении других неполадок сети

Ход процесса:

  • Временное падение амплитуды напряжения. Провал от просадки отличается длительностью неполадки: при провале счет идет на периоды синусоиды (десятые доли секунды), а при просадке пониженное напряжение наблюдается не менее нескольких секунд.

Опасность:

  • При серьезном снижении напряжение возможно отключение электрооборудования, перезагрузка компьютера и др.

Меры предупреждения и подавления:

  • По возможности – подключение нагрузок с высоким пусковым током по выделенной линии
  • Понижение пусковых явлений, например, за счет переключения конфигураций звезда/треугольник
  • Применение электронных устройств таких, как инверторы (частотники)
  • В случае просадок поможет использование ИБП

Повышенное напряжение (всплеск, перенапряжение)

Причины возникновения:

  • Схемы заземления с высоким импедансом
  • Отключение мощного потребителя
  • Пробой фаз в трехфазной сети
  • Неравномерность потребления электроэнергии

Ход процесса:

  • Временное повышение амплитуды напряжения. Всплеск от перенапряжения отличается длительностью: всплеск, аналогично провалу, является более короткой неполадкой (десятые доли секунды), а перенапряжение, аналогично просадке, длится не менее нескольких секунд.

Опасность:

  • Ошибки в данных
  • Мерцание освещения
  • Износ электрических контактов и изоляции
  • Повреждение полупроводниковых приборов
  • Повышение силы тока и, как следствие, срабатывание автоматических выключателей

Меры предупреждения и подавления:

  • Лучшей защитой является использование ИБП

Флуктуации напряжения

Причины возникновения:

  • Наличие в сети нагрузки с нестабильным потреблением тока

Ход процесса:

  • Систематическое либо периодическое небольшое отклонение напряжения от нормы (±5%)

Опасность:

  • Мерцание ламп накаливания
  • Снижение срока службы чувствительного электрооборудования

Меры предупреждения и подавления:

  • Отключение нагрузки с нестабильным потреблением тока
  • Использование ИБП

Вариации частоты

Причины возникновения:

  • Как правило, в электросети не бывает вариаций частоты. Данное явление гораздо чаще возникает при питании от резервных автономных источников питания, например, ДГУ.

Ход процесса:

  • Частота питания отклоняется от стандартных 50Гц в большую или меньшую сторону.

Опасность:

  • Наибольшее влияние оказывается на электродвигатели: изменение частоты вращения ротора. ИТ-оборудование практически не страдает.
  • Снижение срока службы чувствительного электрооборудования

Меры предупреждения и подавления:

  • Диагностика соответствующих источников питания
  • Использование ИБП

 

 

 

Автор: Хомутский Юрий

Тэги:
|
Источник:
|
RSS 2.0
|
|
ОСТАВИТЬ ОТЗЫВ



Последние комментарии