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论智能建筑中的电源质量要求

发布于:2006-02-11 14:45:11 来自:电气工程/建筑智能化 [复制转发]
摘要 文章通过对影响电源质量,诸如电压波动、频率波动、瞬变浪涌等主要因素的分析,提出一些消除电源污染的方法,以保证在智能建筑中计算机和精密电子设备的正常运行。
关键词 智能建筑 瞬变浪涌 电滋干扰 瞬变脉冲
  随着国际信息潮流冲击和微电子科技的沸腾,加上通讯、计算机及自动控制技术日新月异,使得建筑开始走向高品质、高功能领域,形成一种新的建筑形式――智能建筑(Inetlligent Buildings)。由于在智能建筑中运用了许多计算机和微电子设备,对其供电电源的质量提供了新的要求。因为电源品质的好坏,将直接影响智能建筑中设备的运行稳定性和可靠性,甚至导致重大人身、设备事故和造成巨大的经济损失。这种影响不仅来自供电电源的电压、频率及电流等基本要素是否满足用电设备的要求,而且也来自所提供的供电电源的电网质量。
  由于电子计算机、微处理器以及其他电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低、对供电电源的质量要求高、过电压耐受能力差的弱点,使得这些高灵敏的电子系统在运行时,经常出现程序运行错误、数据错误、时间错误、死机、无故重新启动甚至造成用电设备的永久性损坏,给人们日常生活造成巨大损失。为此,在智能建筑中,研究其供电电源质量,实施有效的防护措施,已是必然的趋势,而且受到世界各国普遍关注。
1 电源质量的技术指标
  衡量电源质量的技术指标主要包括:电压波动、频率波动、谐波和三相不平衡等。众所周知,供电电源质量会受到多种因素的影响,如负荷的变化、大量非线性负载的使用、高次谐波的影响、功率因数补偿电容的投入和切断、雷电和人为故障、公共设施(如电动机、电梯等)等都会影响电源的品质,从而降低供电电源的质量。
1.1 电压波动(Undulating voltage)
  理想电源电压正弦波的波形是连续、光滑、没有畸变的,其幅值和频率是稳定的。当负荷发生变化时,负荷出现较大的增加时,特别是附近有大型设备处于启动时,使得供电电源正弦波的幅值受到影响,产生低电压。当供电电源电压波动超过允许范围时,就会使计算机和精密的电子设备运算出现错误,甚至会使计算机的停电检测电路误认为停电,而发生停电处理信号,影响计算机的正常工作。一般计算机允许电压波动范围为:AC 380V、220V±5%。计算机在电压降低至额定电压的70%时,计算机就视为中断。为此,《电子计算机机房设计规范》GB 50174-93(以下简称《规范》)对电压波动明确规定,将电压波动分为A、B、C三级(见表1)。
电压波动等级 表1
电压等级 A级 B级 C级
波动范围 ±2% ±5% +7%~-13%
1.2 频率波动(Undulating frequency)
  供电电源频率波动主要由于电网超负荷运行而引起发电机转速的变化所致。而计算机的外部设备大多采用同步电动机,一般计算机频率允许波动范围为50Hz±1%.当供电电源频率波动超过允许范围时,会使计算机信息存储的频率发生变化而产生错误,甚至会产生信息丢失等。《规范》对频率波动明确规定,将频率波动分为A、B、C三级(见表2)。
频率波动等级 表2
频率等级 A级 B级 C级
波动范围 ±0.2% ±5% +7%~-13%
1.3 波动失真(Waveforn distortion)
  产生电源电压波形失真的主要原因是由于电网中非线性负载,特别是一些大功率的可控整流装置的存在会对供电电源的电压波形产生烃,还会使计算机的相对控制部分产生不利的影响;这种波形畸变,还会使计算机直流电源回路中的滤波电容上的电流明显增大,电容器发热;还由于锯状波形的出现,会使计算机的停电检测电路误认为停电,而发出停电处理信号,影响计算机的正常工作。衡量波形失真的技术指标是波形失真率(Waveform distortion rate),即用电设备输入端交流电压所有高次谐波之和与基波有效值之比的百分数。《规范》对波形失真率规定分为A、B、C三级(见表3)
波形失真率等级 表3
波形失真等级 A级 B级 C级
失真率(%) 3-5 5-8 8-10
1.4 瞬变浪涌和瞬变下跌
  瞬变浪涌(Transient voltage surge)是指正弦波在工频一周或几周范围内,电源电压正弦波幅值快速增加。瞬变浪涌一般用最大瞬变率表示。瞬变下跌(Tran-sition voltage fall),又称凹口,它是指正弦波在工频一周或几周范围内,电源电压正弦波幅值快速下降。瞬变下跌一般用最大瞬变下跌率表示。瞬变浪涌和瞬变下跌,瞬间内电压幅值快速增加或减小会对计算机系统形成干扰,导致其运算错误或者破坏存储的数据和程序。目前,国内未对瞬变大瞬变率:(半周或更长)≤20%;恢复过程中降至15%以内,为50ms;然后降至6%以内,为0.5s。允许最大瞬变下跌率:(半周或更长)≤30%;恢复到-20%以内,为50ms;恢复到-13.3%以内,为0.5s。
1.5 瞬变脉冲(Transient voltage pulse)
  瞬变脉冲,又称尖峰或者电压闪变,是指在小于电网半个周期的时间内电网理想正弦波上叠加的窄脉冲。引起瞬变脉冲的原因很多,一般主要由以下几方面:
1.5.1 内部过电压(Internal overvoltage)
  即在电力系统的内部,由于重负荷、感性负荷、补偿电容的投入和切除,开关和保险装置的操作以及短路故障的发生,都会使系统参数发生变化,引起电力系统的内部电磁能量的转化和传递,在系统中出现过电压。据统计,在整个瞬变脉冲事故中因内部过电压造成的占有80%。

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  • yanyan20332033


      在十·五期间,通信电源标准研究组的标准研究工作主要根据通信网络发展的需求,重点研究以下三个方面的标准课题,不断补充完善电源标准体系。

      ◆ 通用标准方面:主要组织电源各专业人员研究基础标准,编制通信电源名词术语。

      ◆ 电源系统方面:结合通信网络的发展以及网管要求,主要对各种电源设备通信协议及监控设备的标准研究和编制。

      ◆ 产品标准方面:主要开展发电设备和储能设备的标准研究,如各种发电机组的技术要求及硅能蓄电池等。

      (1)通用标准研究项目

      --通信电源名词术语(准备组织立项,望各专业企业积极报名参加编写本标准);

      --通信电源设备型号命名方法(需修订);

      --通信用直流-直流变换器检验方法(正在立项修订)。

      (2)电源系统研究项目

      --通信局(站)接地标准;

      --电信设备输入端的电源口技术要求;

      --通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统(本标准正在制定中:征求意见阶段);

      --通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统 第一部分 系统技术要求;

      --通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统 第二中分 互联协议;

      --通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统 第三部分 前端智能设备协议;

      --通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统 第四部分 测试方法;

      --程控交换基础电源技术要求(YD/T 639-93需修订);

      --通信专用不间断电源设备通信协议;

      --通信专用柴油发电机组通信协议。

      (3)电源产品标准研究项目

      --通信专用机动电站技术要求;

      --通信用汽车发电机组技术要求;

      --通信用燃气轮机发电机组技术要求(正在制订中);

      --通信用太阳能电池技术要求;

      --通信用风力发电机技术要求;

      --通信用旋转式交流不间断电源设备;

      --通信用胶体蓄电池(正在立项);

      --通信用高能蓄电池(本标准正在编制中:讨论稿阶段);

      --通信用直流-直流模块电源(正在立项修订);

      --无触点交流稳压器(本标准正在制定中:征求意见阶段);

      --通信电源集中监控设备。



      3.通信电源设备的质量认证工作

      通信电源设备的质量与实用安全直接影响到通信质量、通信设施和人身安全,轻则影响通话质量,中断通信;重则毁坏机楼,酿成重大事故。近年来供电事故不断发生,严重影响并威胁到通信安全。根据电信部门的统计,电源设备事故分析:蓄电池事故占70%;高压切换事故占20%;高频开关电源事故占10%(强排风、灰尘侵入设备)。全通信专业对电源设备的使用也存在很多的不安全因素,众多的火灾事件也都与电源或其使用有很多关联。因此,政府管理部门还需要加强对通信电源产品的标准制定、质量认证检验,质量监督抽查的工作,同时也要加强使用运营的维护和管理,减少通信事故,预防、杜绝恶性事故发生。生产企业也要严格按照通信电源的相关技术标准,做好产品的设计、生产、质量检验工作,保证电信网络的安全、可靠畅通。

      3.1 做好产品质量认证,扩大市场提高效益

      在质量竞争和国际贸易日益频繁的今天,质量认证作为对产品质量、企业质量保证能力实施第三方评价的活动,已经成为世界各国规范市场行为、促进经济贸易发展和保护消费者合法权益的有效手段。我国的质量认证工作从1981年起步以来,随着我国的市场经济体制的逐步建立,越来越多的企业强烈地认识到:质量认证已经成为企业提高产品质量,增强市场竞争能力的有效途径。

      目前大多数企业在这当今的市场竞争中,利用了这一有效途径(手段),切实建立和完善质量体系,把提高产品实物质量落实到实处,从而扩大市场的占有率,提高了企业的经济效益。

      质量认证工作的依据是按照国家及政府部门制定的法规和产品标准及相应技术要求,经认证、检验机构确认产品的检验并通过颁发认证证书和认证标志来证明某一产品符合相应标准和相应技术要求的活动。产品质量认证是生产企业自愿申请,并由第三方机构的认证与检测。

      我国电信设备进网认证也许将来也会逐步由政府认证过渡到第三方中介机构认证,由强制性认证过渡到自愿性认证,但是要求或有待于生产企业守法意识和质量意识提高。目前信息产业部正在筹建电信设备质量认证中心,对未实行强行进网许可的电信设备(如:电源类、配线架类、线缆类等等)开展第三方产品质量认证。但在未实行第三方认证之前,仍按照信息产业部发布的"电信设备进网管理办法"实行进网许可制度的统一管理,但必须是由企业自愿申请进网检测。(进网受理在北京新外大街28号)我检验中心归属于信息产业部电信研究院(事业单位)为第三方实验室并通过国家实验室认可委评审认可,认可证书号为CNACL:0158竭诚为广大企业的产品检测提供服务。

      3.2 目前自愿申请进网的申办程序

      生产企业申请设备进网许可,首先向部进网受理中心索取申请表并按申请表中内容要求准备资料(见3.3内容),再向受理中心递交申请和资料。

      也可按下图表形式要求进行办理进网手续。
    3.3 进网许可申请需交如下材料

      (1)企业法人营业执照有效复印件

      (2)企业情况介绍(企业概况、生产条件、仪表配备、质量保证体系、售后服务措施)

      (3)申请进网产品介绍(功能、性能指标、原理框图、照片、使用说明)

      (4)信息产业部授权的检测机构出具的检测报告

      (5)质量体系认证证书或信息产业部授权的质量体系审核机构出具的审核报告

      (6)境外生产企业委托境内代理申请进网的委托书

      (7)无线电发射设备型号核准证

      (8)专家评审设备的总体技术方案和网上试验报告

      3.4 认证工作中具体实施内容

      (1)生产质量保证体系的检查(由体系审核中心负责检查):

      a. 没有获得ISO9000质量体系认证证书的申请企业,是依据《电信设备进网生产质量保证检查评定表》即70条内容进行现场检查评定。(见附表1)

      b. 获有ISO9000质量体系认证证书的申请企业,经电信设备进网受理中心依据申请方对进网产品质量控制可靠程度进行抽查,抽查的依据是《电信设备进网生产质量保证检查评定表》中的*号的条款即20条内容进行现场检查评定。

      (2)申请产品的检测(由产品质检中心负责检测):

      产品质检中心按申请的产品并依据产品的国标或行业标准和进网细则进行全性能及技术指标的检验。(见附表2)

      (3)质量体系检查通过、产品检验合格及申请资料齐全,则由受量中心上报信息产业部电信管理局批准发证。

    2007-03-23 18:49:23

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  • yanyan20332033




    电源设备的发展促进标准的研究及质量认证工作






      1.通信电源产品的发展与前景

      通信作为国民经济的重要基础设施,是实现社会信息化的基本条件,伴随着全球信息化的进程,在社会中显示越来越重要的作用,已成为发展前景最广阔,最有生机活力的产业之一。随着通信事业的快带发展,新技术、新业务的不断涌现,结构也日益完备,作为通信系统的动力组成部分即通信系统的心脏-通信电源系统的重要性也日益体现出来。目前通信大发展已使我国电信网的总体规模居于世界各国前列,为了使整个通信网的安全可靠运行,更加需要有一个与此相适应的通信电源来支撑这个大网的安全可靠运行,必将推动通信电源产品质量与技术水平向更高层次发展,所以电源产品的技术发展必将会日新月异。

      1.1 电源生产企业及品种的发展

      电源设备企业及品种从有少到多,有小到大,尤其是近十年的发展,由起步、稳定到迅速成长直至本世纪末,我国有开关电源类、交流稳压类、发电机组类、蓄电池类等上千家电源生产企业,几乎遍布全国各地,产品品种、数量、性能基本上能满足通信各部的需要,其中武汉洲际、安圣电气、深圳中兴、河北亚澳、北京通力环、动力源、广东省珠江、江苏双登、浙江南都、哈尔滨光宇等中国民族电源工业厂商在通信电源系统生产方面占居重要地位。

      1.2 电源技术的发展

      ◆ 电子设备方面:

      --从相控电源到高频开关电源,技术是从PWM硬开关发展到零流压软开关,提高了电源设备的工作效率和可靠性;

      --从单一器件发展到复合器件及功率模块,并有分立元件控制系统发展到专用控制芯片和微处理器、微控制器、以及数字信号处理器控制;

      --频率变换从低频发展到较高频率和由脉宽调制发展到频率调制,功率因数从无补偿到有补偿;

      --从模拟量控制系统逐渐向数字化控制系统发展。

      由于互联网技术在通信行业中的快速发展,支持通信互联网终端设备的电源设备也正朝着高效率拓展、网络化管理、全数字化控制、低电流谐波处理技术(绿色电源)的方向发展。

      ◆ 蓄电池设备方面:

      --活性物质由红黄丹改为铅粉,提高工效改进电池性能;

      --板栅由栅格形、厚、边耳改为放射形、薄、中耳,提高容量降低内阻;

      --板栅合金由高锑合金改为低锑多元、铅钙合金并采用高温固化工艺,提高耐蚀性延长电池寿命;

      --正极活性物中增添纤维素,提高寿命和活性物质利用率;

      --负极活性物中增加添加剂,提高电池低温与大电流放电性能;

      --电池槽由橡胶改为塑料,提高电池比能量且外观美。

      --孔塞改为滤气阀控,加大内部氢氧化合循环,使电解液失水机率降低,接柱采用胶封较好地解决电池的密封性能,提高寿命!……等等。

      随着电池工艺、原材料的改进与不断更新,由于铅资源丰富、价格低、工艺逐步成熟、适用范围广、具有良好的可逆性,在下一世纪里仍广泛使用在各个领域中,但是还应向自动化、智能化技术及绿色能源(燃料电池、高能电池)等更高目标方向发展。

      ◆ 发电机组设备方面

      (1)技术发展前景:

      a. 油机:由普通的柴油机组即手启动具有油压、水温、显示发展到具有增压型;手动控制油门到电子调速控制油门。

      b. 电机:三次谐波砺磁方式是由可控和不可控相复砺方式发展到无刷砺磁方式,可减小体积提高可靠性。

      c. 控制系统:由手起动、指针式仪表显示发展到自动化、智能化--计算机控制时代。

      环保型的发电机组-燃气轮发电机组由于体积小、重量轻、机动性好,已被用于车载移动电站,今后将会得到更大发展。

      (2)市场状况:

      国产化的柴油发电机组技术的发展与国外机组技术的发展有一定的差异,从市场的占有率来看,国内机组只在30%~40%,进口机组在国内目前市场占有一定的重要地位。

      如:美国的劳斯莱斯、康明斯、卡特皮勒柴油发电机组;

      德国的奔驰、道依次柴油发电机组;

      日本的三菱、雅马哈柴油发电机组;

      意大利的依为科柴油发电机组;

      瑞士的富豪柴油发电机组等。

      环保型的发电机组-燃气轮机发电机组由于体积小、重量轻、机动性好,已被用于车载移动电站,今后将会得到更大发展。



      2.通信电源标准十五发展规划

      国家第十个五年计划中重点提出"加速发展信息产业,大力推进信息化"的要求。我国通信事业必将会有空前的快速发展,在交换、传输、终端、网络产品方面均会对电源产品提出更多、更高的要求,因此电源产业的发展也将促进了电源标准的制定,目前信息产业部通信电源产品标准研究组在信息产业部科技司的领导下与各通信电源厂家的积极努力参与和配合下,完成了相关标准的制修订工作,而这些标准在指导电源产品的生产及规范市场等方面起到重要的作用。(本月20日将正式成立"中国通信标准化协会")

     
    2007-03-23 18:48:23

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