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文檔簡介
2012年度國土資源局技術培訓講座電力環(huán)境根底及電源專有名詞解釋防雷及地線工程概述UPS結構原理概述
免維護鉛酸蓄電池特性電力環(huán)境根底在中國,古人認為電的現(xiàn)象是陰氣與陽氣相激而生成的,《說文解字》有“電,陰陽激耀也,從雨從申”。《字匯》有“雷從回,電從申。陰陽以回薄而成雷,以申泄而為電”。在古籍《論衡》一書中曾有關于靜電的記載,當琥珀或玳瑁經(jīng)摩擦后,便能吸引輕小物體,也記述了以絲綢摩擦起電的現(xiàn)象,但古代中國對于電并沒有太多了解。電是一種自然現(xiàn)象。它是自然界四種根本相互作用物質之一。我們把一種叫做正電、另一種叫負電。通過實驗我們發(fā)現(xiàn)帶電物體同性相斥、異性相吸。美國科學家富克林在放風箏時,突然打雷了。無奇不巧雷就打在富蘭克林的風箏上,頓時,他感覺手上麻麻的。就是這樣,富蘭克林成了世界上第一個發(fā)現(xiàn)電的人。后來法拉第又發(fā)現(xiàn)電磁場理論,從而為人類社會開創(chuàng)了電的時代。1、電的自然效應、開展電力環(huán)境根底由上圖我們可以看出,發(fā)電廠發(fā)出的電經(jīng)過一次升壓后,升為幾萬伏甚至幾十萬伏的高電壓進行遠距離傳送,用高電壓傳輸有2個好處:①可以減少線損。②傳輸?shù)木€纜軸相對較細,也就是為啥我們看到高壓架空線總比用戶電纜細的原因,在同功率的前題下。另外,在高壓傳輸中一般沒有零線或中線傳輸?shù)摹T诟邏簜鬏數(shù)疆數(shù)刈冸娬竞蠼?jīng)過降壓供給用戶使用。2、供電系統(tǒng)的傳輸及變換發(fā)電廠用戶高變換中轉低變換電力環(huán)境根底有一種常見的誤解,認為我們使用的市電,除了偶爾發(fā)生的斷電事故,是連續(xù)而且穩(wěn)定的,其實不然。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng),上面連接了成千上萬各種各樣的負載,其中一些較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網(wǎng)中獲得電能,還會反過來對電網(wǎng)本身造成影響,惡化電網(wǎng)的供電品質。另外意外的自然和人為事故,如地震、火災、雷擊、輸變電系統(tǒng)短路等,都會危害電力的正常供給,從而影響負載的正常工作。根據(jù)電力專家的測試,電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生并且對電腦和精密儀器產(chǎn)生干擾或破壞的問題主要有以下幾種:3、電網(wǎng)電力環(huán)境的污染電力環(huán)境根底1〕、電涌〔powersurges〕:指輸出電壓有效值高于額定值110%,而且持續(xù)時間達一個或數(shù)個周期,電涌主要是由于在電網(wǎng)上連的大型電氣設備關機時,電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓。2〕、高壓突波〔highvoltagespikes〕:指峰值達6000V,持續(xù)時間從萬分之一秒至二分之一周期〔10ms〕的電壓,這主要是由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設備的開關操作而產(chǎn)生。3〕、暫態(tài)過電壓〔switchingtransients〕:指峰值電壓高達20000V,但持續(xù)時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓,其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓突波,只是在解決方法上會有區(qū)別。4〕、市電中斷(powerfai1):指市電中斷并且持續(xù)至少兩個周期到數(shù)小時的情況,其產(chǎn)生原因有:線路上的斷路器跳閘、市電供給中斷、電網(wǎng)故障等。3、電網(wǎng)電力環(huán)境的污染電力環(huán)境根底5〕、電壓下陷(powersags):指市電電壓有效值介于額定值的80%至85%之間的低壓狀態(tài),并且持續(xù)時間達一個到數(shù)個周期,大型設備開機、大型電動機啟動或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。6〕、噪聲干擾〔electricallinenoise〕:指射頻干擾(RFI)和電磁干擾〔EFI〕以及其它各種高頻干擾,馬達的運行、繼電器的動作、馬達控制器的工作、播送發(fā)射、微波輻射、以及電氣風暴等,都會引起噪聲干擾。
7〕、頻率飄移〔frequencyvariation〕:系指市電頻率的變化超過3Hz以上,這主要是由于應急發(fā)電機的不穩(wěn)定運行,或由頻率不穩(wěn)定的電源供電所致。8〕、電壓過低〔brownout〕:指市電電壓有效值低于額定值,并且持續(xù)較長時間,其產(chǎn)生原因包括:大型設備啟動和應用、主電力線切換、啟動大型電動機、線路過載等。3、電網(wǎng)電力環(huán)境的污染電力環(huán)境根底通常情況下將電氣設備分為高壓設備和低壓設備:凡額定電壓在1000V以上者為高壓,額定電壓在1000V以下者為低壓。相對應電氣設備在1000V以上者為高壓設備,反之那么為低壓設備。低壓并不是平安電壓,一般認為平安電壓為36V也不是絕對的。根據(jù)環(huán)境不同,我國規(guī)定的平安電壓要求如下:在危險性較低的建筑物中(如木板、瓷磚、地板等)為65V;在危險建筑物中(如泥土、鋼筋混凝土等)為36V;在特別危險的建筑物中(如鑄工、化工的大局部車間)為12V。4、上下壓電的劃分電力環(huán)境根底我國供電部門對用戶電力負荷等級劃分如下:一級負荷用戶A.突然中斷供電將造成人身死亡的;B.突然中斷供電將在政治上造成重大損失的;C.突然中斷供電將對重點工業(yè)經(jīng)濟造成損失的。二級負荷用戶斷供電將在政治、文化上造成較大損失的;斷供電將影響重要單位正常工作的。三級負荷用戶A.不屬于一級、二級用戶的一般用戶。5、電力負荷等級的劃分電力環(huán)境根底我們在接用電設備時,往往要根據(jù)設備情況來選擇供電方式及線徑的承載能力。一般我們按每平方毫米5-6A的電流來計算,每平方毫米可承受大約1200W的負載量。單相線徑的計算方式:額定功率/額定電壓/單位電流數(shù)=線徑〔平方毫米〕
三相線徑的計算方式:額定功率/額定電壓/3/單位電流數(shù)=線徑〔平方毫米〕
例如:計算三相60KVAUPS的輸入線徑?功因數(shù)設為0.860*1000VA/220V5A/平方毫米*3=18.18〔平方毫米〕
由于國標中沒有18平方米電纜,故可選20平方米三相四線或三相五線電纜6、用電過程中線徑、空開的選取電源專有名詞解釋動力電也稱工業(yè)用電,早期主要用于大功率的電動機、壓縮機、傳動設備、風機等動力設備,故稱為動力電,一般都有自己的專用變壓器,民用電是指示維持人民日常生活作業(yè)用電,一般用電設備功率不大;市電是指電網(wǎng)電力環(huán)境較好的城市和商業(yè)用電。動力電、民用電、市電電源專有名詞解釋大地是良好的導體,地線通過深埋的電極與大地短路連接。市電的傳輸是以三相的方式,并有一根中性線,三相平衡時中性線的電流為零,俗稱“零線”,零線的另一個特點是與地線在系統(tǒng)總配電輸入短接,電壓差接近為零。三相電的三根相線與零線有高電勢差,會對人產(chǎn)生電擊,俗稱“火線”。相制線制:一般電力分為單相與三相兩種,單相電有單相三線制和單相二線制;三相電有三相五、三相四和三相三線制。國家標準火線與零線間電壓稱為相電壓〔220VAC〕,火線與火線間電壓稱為線電壓(380VAC)。視在功率:電壓與電流的乘積叫做視在功率,用字母Ps來表示,單位為瓦特。有功功率:單位是W,是負載真正吸收轉換的能量局部,它組成了視在功率的一局部。無功功率:單位是VA,它不為負載所吸收,因此稱無功功率,它組成了視在功率的另一局部。降低無功功率利于提高電網(wǎng)的利用率。有效值:或稱均方根值,在交流電或正弦波中,電壓的有效值為0.707,此數(shù)據(jù)是依據(jù)正弦波電壓與電流在1周期時所換算產(chǎn)生的能量峰值。地線、零線和火線電源專有名詞解釋一臺設備有輸入功率因數(shù)和輸出功率因數(shù)兩個不同的參數(shù),功率因數(shù)絕對值介于0于1之間,它是W〔有功功率〕與VA〔視在功率〕之間的比數(shù)。輸入功率因數(shù)越高說明UPS對電網(wǎng)利用效能越高,節(jié)能型UPS功率因數(shù)都在0.9以上。從輸出端考慮,輸出功率因數(shù)越高那么UPS帶載能力越強,反之輸出功率因數(shù)越低,那么表示UPS帶載能力越弱。功率因數(shù)校正:用來提高電子設備輸入功率因數(shù)的手段,UPS裝備了功率因數(shù)校正電路以后,可以大大提高其輸入功率因數(shù)。功率因數(shù)電源專有名詞解釋效率是輸出瓦特數(shù)與輸入瓦特數(shù)之比,假設此數(shù)越接近1,那么顯示其效率越好,以在線式UPS而言,一般的效率約為70%~80%之間,即輸入1000W,輸出約為700W~800W之間,UPS本身即消耗200W~300W的功率;而后備式與在線互動式UPS,其效率約在80%~95%之間。過載保護:負載超載時進行的自我保護。過壓保護:當輸入或輸出電壓超過平安范圍時,UPS自動進行斷開輸入或保護輸出的動作過熱保護:UPS最容易發(fā)熱的功率部件設有溫度傳感器件,過熱時UPS關閉或轉旁路〔列舉〕效率電源專有名詞解釋避雷器:用來吸收雷擊波的器件,工作原理是,雷擊產(chǎn)生瞬間高電壓進入電路,引起避雷器導通吸收雷擊電流,將電路電壓箝位在平安范圍之內??勺鰹楸芾灼骷脑卸喾N,如壓敏電阻、放電管等。注:雷擊電壓是大氣與大地之間的高壓放電,因此,避雷器要有良好的接地才能起作用。放電管:一種使用于設備輸入端的高壓保護元件。假設其兩端的電壓高過其保護規(guī)格值時,其內部會出現(xiàn)短路現(xiàn)象,并吸收掉輸入的過高壓。避雷器電源專有名詞解釋隔離:電網(wǎng)以火線、零線來傳輸電力,因此外在雷擊或干擾會透過火線和零線傷害電器內部電子元件,所以有許多的UPS或電器設備的輸出與輸入端皆裝有變壓器,將設備與電網(wǎng)進行電氣隔離,以解決上述問題并可降低雜訊干擾。隔離電源專有名詞解釋電氣隔離:一般交流電源供給器〔如UPS〕接收輸入電源再提供負載,假設其提供給負載的火線、零線與輸入端的火線、零線沒有物理上實際的連接著話,那么稱此交流電源供給器可提供電氣隔離。電氣隔離的好處是輸入端電源有事故時,不會直接影響到負載端的用電設備。浪涌電流:當電子設備接到電源插座的瞬間,由于設備已停機一段時間,瞬間參加電源會有在電流對設備內電容器充電,因此會產(chǎn)生3~10微秒時間的瞬間高電流,并借由電源線將其幅射釋放出來,影響其它電子設備。電氣隔離電源專有名詞解釋突波:一種瞬間的高壓,這種高壓從數(shù)百伏特〔安培〕到數(shù)千伏特〔安培〕或更高,持續(xù)的時間從數(shù)千分之一秒到數(shù)億分之一秒,這對電子設備來說是種極大的潛在危險,輕那么造成資料流失或電子零件壽命減短,嚴重會造成設備的損壞或產(chǎn)生更嚴重的后果。產(chǎn)生突波的原因有兩種:自然界產(chǎn)生的如:雷擊;其次,電子設備瞬間參加負載。突波抑制器:將突波所產(chǎn)生的過高壓、過電流有效的吸收,并維持正常的電壓、電流供給電子設備,并降低突波所產(chǎn)生的危害與延長使用壽命。由于突波的產(chǎn)生是屬于偶發(fā)現(xiàn)象,所以為電設備加裝突波抑制器是必要的。限流:是電源供給器的一種過載保護功能,其意思是當負載電流超過某一設定值時,會限制住此負載電流的大小。在UPS內部的充電器一般會設計此功能,以防止過大的充電電流對電池造成損壞。限壓電阻〔METALOXIDEVARISTOR〕:是電源輸入端一保護的裝置,當電器設備插錯電源或是電源突波過大,皆會造成它的損壞,而裝置限壓電阻的目的是保護電器內部之電子元件不受高電壓的破壞;降低電器設備的維修。突波電源專有名詞解釋輸入電流諧波:當設備功率因數(shù)不為1時,輸入電流波形就會發(fā)生畸變,產(chǎn)生諧波電流。諧波失真:或稱諧波干擾,諧波指存在于正弦波中的奇數(shù)波〔3、5、7…〕,其變化與頻率沒有任何關系,但與電壓、電流的變化有絕對的關系。諧波在電子電路中是沒有任何用處,它的產(chǎn)生只造成電子設備的過溫或電子零件的損壞,因此在許多UPS的輸入或輸出端有濾波器濾除無益的諧波干擾或其它雜訊,保護設備。輸入電流諧波電源專有名詞解釋電磁兼容〔EMC〕:設備的輻射干擾和傳導干擾的總稱輻射干擾〔EMR〕:也叫射頻干擾。這是種空間電磁干擾,存在通訊設備或電腦操作設備中,有部份干擾源借由設備線路或無線電天線向空間輻射出來。電磁干擾〔EMI〕:這電磁干擾通常會借由電源回路或電源線干擾其他電子設備,嚴重時甚至會影響資料的傳輸,此外,有許多的雜訊會被用電設備接收〔如:收音機、電視機等〕,并轉換成EMI,為了防止這種電磁干擾,在許多的電子設備電源輸入、輸出端皆設計有濾波電路,防止本身被干擾或干擾其它設備。整流器:將AC轉換為DC的電路裝置。電源專有名詞解釋逆變器:是將直流電〔DC〕轉換成交流電〔AC〕的變換器。保險絲:一種過熱熔斷型的小型器件,超載或負載短路時引起電流過大會燒斷保險絲,保護電子設備不受過電流的傷害。穩(wěn)壓精度:指輸出端電壓的相對變化量,為一百分數(shù),越小越好。當輸入電壓或負載發(fā)生變化時,UPS的輸出電壓也會升高或降低,變化越小說明穩(wěn)壓精度越高。電流峰值系數(shù)〔CF〕:電流峰值系數(shù)是指電流周期波形的峰值與有效值之比。由于計算機性負載接受正弦波電壓時其吸收的能量不一定按正弦規(guī)律,會產(chǎn)生較高的峰值電流。線壓降:電流經(jīng)過線路會由于線路阻抗產(chǎn)生損失,形成線壓降。線壓降與線路的長度成正比,與線路的截面積成反比。暫態(tài)〔TRANSIENT〕:指電力瞬間消失〔中斷〕時,電壓最后的變化。有許多的電力問題皆和暫態(tài)有關,通常在暫態(tài)中有特別的現(xiàn)象,像突波,高尖波,暫時的電力缺乏,電壓嚴重下沉,干擾,或其它類型的暫態(tài)現(xiàn)象等。重開機:指不間斷電源在市電恢復正常后重新翻開。它可以通過手動的方式重新啟動或是由軟件預先設定,UPS發(fā)生保護后,重開機起到復位的作用。逆變器電源專有名詞解釋浮充和均充:浮充和均充都是電池的充電模式。
1.浮充工作原理:當電池處于充滿狀態(tài)時,充電器充電電流正好等于放電電流。2.均充工作原理:以定電流和恒電壓充電。這種模式還有利于激活電池的化學特性〔注:智能型充電器具有根據(jù)電池工作狀態(tài)自動轉換浮充和均充的功能,可充分發(fā)揮浮充和均充各自的優(yōu)勢,實現(xiàn)快速充電和延長電池壽命〕。浮充和均充電源專有名詞解釋安時數(shù)〔AH〕:反映電池容量大小的指標之一,其定義是按規(guī)定的電流進行放電的時間。相同電壓的電池,安時數(shù)大的容量大;相同安時數(shù)的電池,電壓高的容量大。通常以電壓和安時數(shù)共同表示電池的容量,如12V/7AH、12V24AH、12V/65AH、12V/100AH。IGBT:第四代開關管。共有三個級,一般為G、E、C,通過G、E間加控制信號時可以改變E、C間的導通和截止。IGBT為電壓型驅動器件,具備MOSFET的高速開關特性和晶體管的低導通電阻。MOSFET:共有三個腳,一般為G、D、S,通過G、S間加控制信號時可以改變D、S間的導通和截止。MOSFET為電壓型驅動器件。安時數(shù)電源專有名詞解釋高頻機:利用高頻開關技術,以高頻開關元件替代整流器和逆變器中笨重的工頻變壓器的UPS俗稱高頻機,高頻機體積小、效率高。工頻機:采用工頻變壓器做為整流器和逆變器部件的UPS俗稱工頻機。主要特點是主功率部件穩(wěn)定、可靠、過負荷能力和抗沖擊能力強。接地和接地電阻:各種電腦和通信設備都有接地線,并連接到機房或配電室的總接地線,稱為地線。接地是利用共地線方式將線路各種干擾導入接地,以免雜訊對設備工作的影響,同時還可以防止電腦設備受到隱性傷害。地線對大地的導通性越好,接地效果就越好。接地電阻反映了導通性,接地電阻越小導通性越好??煽啃浴睲TBF〕:用來描述設備平均能正常工作的時間長短的參數(shù),MTBF越大表示該設備的壽命越長。開機沖擊電流:整流器內部的電容器在開機瞬間會吸入很大的充電電流,陰極顯示器〔CRT〕在開機瞬間需要很大的去磁電流,變壓器在開機瞬間有勵磁電流,等等,使得UPS在負載設備開機時必須承受巨大的沖擊電流。UPS電源專有名詞解釋冷啟動:指在沒有市電時啟動UPS,某些UPS此時無法開機。瞬變恢復時間:負載突變〔0—100%,100%—0〕時,輸出電壓恢復到規(guī)定范圍內所需的時間,通常為毫秒〔ms〕級。濾波器:用來消除干擾雜訊的器件,將輸入或輸出經(jīng)過過濾而得到純潔的交流電。鎖相電路:鎖相快慢的一種技術規(guī)格,其原理為:當輸入電壓進入UPS后,UPS會將其輸出電源的頻率控制與輸入電源頻率一樣,借此到達輸入與輸出頻率相同且相位無時間差,但當輸出頻率與輸入頻率產(chǎn)生時間差的話,UPS那么由電池供電或是不輸出電源給負載使用。電源專有名詞解釋CENELEC:歐洲電工委員會的簡稱,在歐洲經(jīng)濟共同體中,該機構負責歐洲電子設備相關性電磁干擾與電磁輻射的平安規(guī)制定,并訂定電器產(chǎn)品測試標準。CSA:加拿大標準協(xié)會的簡稱,它是加拿大政府機構負責為電子設備平安的評鑒,其平安規(guī)章與條例那么是依據(jù)美國電磁平安法規(guī)UL為標準,但假設要在當?shù)劁N售電子產(chǎn)品,必須要先取得CSA認證后才行。dBA:dBA是測量音量大小的等級的單位,DB數(shù)據(jù)比例是根據(jù)麥克豐接收器所產(chǎn)生出來的大小所判定,dBA是電子設備本身產(chǎn)生出來的噪聲或是反彈出來的高或低的聲音。以一般小型UPS其噪聲約在35~50dBA之間,此區(qū)間的噪聲是非常小的,一般比我們說話的聲音小,100dBA以上,那么較大。除了dBA表示音量單位外,還有一種專門測試非常大聲的音量單位:dBC。IEC:國際電工協(xié)會。IEEEC62.41:IEEE對于雷擊測試較新的標準。VCCI:日本資訊設備EMC志愿控制協(xié)會簡稱,是日本對于電子設備所制定的電磁干擾平安認證單位,因產(chǎn)品必須先取得VCCI平安認證后,才可以在日本市場上銷售。防雷工程概述
早在二百多年前,美國科學家富蘭克林,在雷雨天通過放風箏實驗,證明了雷擊是大氣中的放電電現(xiàn)象,并建立了雷電學說。空中的塵埃、冰晶等物質在云中翻滾運動的時候,經(jīng)過一些復雜過程,使這些物質分別帶上了正電荷與負電荷。經(jīng)過運動,帶上相同電荷較重的物質會到達云層下部〔一般為負電荷〕,帶上相同電荷質量較輕的物質會到達云層上部〔一般為正電荷〕。這樣,同性電荷的聚集就形成了一些帶電中心,當異性帶電中心之間得空氣被其強大的電場擊穿時,就形成“云間放電”〔即閃電〕。帶負電荷的云層向下靠近地面時,地面的凸出物,金屬等回被感應出正電荷,隨著電場的逐步增強,雷云向下形成下行先導,地面的物體形成向上閃流,二者相遇即形成對地放電。這就容易造成雷電災害。雷電形成于大氣運動過程中的劇烈摩擦生電以及云塊切割磁力線。閃電的形狀最常見的是枝狀,此外還有球狀,片狀,帶狀。閃電的形成有云天閃電,云間閃電。云間閃電時云間的摩擦就形成了雷聲。防雷工程包涵東西很多,決不是我們一般認為的接個避雷針,避雷網(wǎng)或電涌器即可。它不僅要把強大的雷電流引入,還要對它進行抑制和泄放。所以這就要求我們做該項工程時既要全面考慮,又要科學分析,否那么我們盲目的投入是起不到很好效果的。1、概述防雷工程概述
接閃器的接入又叫避雷針,也叫引雷器。下引線或者是分流網(wǎng)的構建通過它與地線連接,把局部雷電流泄放到大地。屏蔽工程大樓體增加金屬網(wǎng),可有效防止感應雷的進入。等電位體的連接為減少地電網(wǎng)間的電勢差而做的有效地線連接。浪涌器的接入雷電流泄放大地只是局部,其它串入電網(wǎng)中雷電流靠浪涌器來吸收、泄放。2、防雷工程大致由以下幾點組成防雷工程概述
雷電及過電壓防護外部防雷內部防雷過電壓保護接閃器針網(wǎng)帶引下線接地裝置電磁脈沖吸收安全隔離等電位連接屏蔽隔離內部過電壓保護IEC1024系列GB50057-94IEC61312XILIEGB50057-94防雷工程概述
接地系統(tǒng)〔要求地阻不大于4Ω〕及時把雷電流泄放到大地。防雷工程概述
直擊雷雷擊直蘊涵極大的能量,電壓峰植可達5000KV,具有極大的破壞力。如雷電直接擊中建筑物,將產(chǎn)生的巨大熱能擊毀建筑物。如擊中避雷針、建筑物接地網(wǎng)以及與其連接的所有電器設備的電位水平在數(shù)秒之內被臺高數(shù)萬或數(shù)十萬伏。高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地局部,流向供電或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng),與此同時,未實行等電位連接的導線回路,也極易誘發(fā)高電位差而產(chǎn)生火花放電的危險。傳導雷即使雷電不直接放電在建筑物本身,而是對布防在建筑物的線纜放電,雷擊的影響及過電壓波會沿著線纜線路擴散,危機設備。由電網(wǎng)、管道等金屬導體傳入配電系統(tǒng)而損壞設備。3、雷電引入往往有以下幾種方式防雷工程概述
感應雷雷擊在保護設備周圍發(fā)生,或閃電不直接對地放電,只在云層與云層之間放電。閃電釋放電荷,并在電源和數(shù)據(jù)傳輸線路上感應生成過電壓而破壞設備。由于感應雷的產(chǎn)生遠遠高與直擊雷,所以防止感應雷是現(xiàn)代電子設備、計算機設備防雷的重中之重。感應雷方式一般包括:1、電阻性偶合〔感應后的地電位差〕。2、電感性偶合〔磁場感應〕。3、電容性偶合〔電場感應〕。4、工業(yè)操作引起瞬間高壓或電涌。5、啟動高電感電動機組或變電器等。6、開關中央電源設備誤接觸或斷斷續(xù)續(xù)接觸高電位與零電位直接短路的措施、過程。防雷工程概述
防雷工程概述
基于防雷器的防護想要取得理想的效果,應注重“在適宜的地方合理地裝設適宜的防雷器”,防雷器的選擇十分重要。進入建筑物的各種設施之間的雷電流分配情況如下:約有50%的雷電流經(jīng)外部防雷裝置泄放入地,另有50%的雷電流將在整個系統(tǒng)的金屬物質內進行分配。這個評估模式用于估算在LPAOA區(qū)、LPZOB區(qū)和LPZ1區(qū)交界處作等電位連接的防雷器的通流能力和金屬導線的規(guī)格。該處的雷電流為10/35μs電流波形。在各金屬物質中雷電流的分配情況如下:各局部雷電流幅值取決于各分配通道有的阻抗與感抗,分配通道是指可能被分配到雷電流的金屬物質,如電力線、信號線、自來水管、金屬構架等金屬管及其它接地,一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算。在不能確定的情況下,可以認為接是電阻相等,即各金屬管線平均分配電流。4、防雷器的選擇標準防雷工程概述
⑵.在電力線架空引入,并且電力線可能被直擊雷擊中時,進入建筑物內保護區(qū)的雷電流取決于外引線路、防雷器放電支路和用戶側線路的阻抗和感抗。如內外兩端阻抗一致,那么電力線被分配到一半的直擊雷電流。在這種情況下必須采用具有防直擊雷功能的防雷器。⑶.后續(xù)的評估模式用于評估LPZ1區(qū)以后防護區(qū)交界處的雷電流分配情況。由于用戶側絕緣阻抗遠遠大于防雷器放電支路與外引線路的阻抗,進入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將減少,在數(shù)值上不需特別估算。一般要求用于后續(xù)防雷區(qū)的電源防雷器的通流能力在20kA〔8/20μs〕以下,不需采用大通流能力的防雷器。后續(xù)防雷區(qū)防雷器的選擇應考慮各級之間的能量分配和電壓配合,在許多因素難以確定時,采用串并式電源防雷器是個好的選擇。串并式是根據(jù)現(xiàn)代雷電防護中許多應用場合、保護范圍層次區(qū)分等特點提出的概念〔相對于傳統(tǒng)的并式防雷器而言〕。其實質是經(jīng)能量配合和電壓分配的多級放電器與濾波器技術的有效結合。串并式防雷有如下特點:應用廣泛。不但可以按常規(guī)進行應用,也適合保護區(qū)難以區(qū)別的場所。感生退耦器件在瞬態(tài)過電壓下的分壓、延遲作用,以幫助實現(xiàn)能量配合。減緩瞬態(tài)干擾的上升速率,以實現(xiàn)低殘壓與長壽命以及極快的響應時間。防雷工程概述
⑷.防雷器的其它參數(shù)選擇取決于各個被保護物所在防雷區(qū)的級別,其工作電壓以安裝在引電路中所有部件的額定電壓為準。串并式防雷器還需注意其額定電流。
⑸.影響電子線雷電流分配的其它因素:變壓器端接地電阻降低將使電子線中分配電流增大。供電線纜的長度的增加將使電力線中分配電流減少,并使幾要導線中有平衡的電流分配。過短的電纜長度和過低的中性線阻抗將使電流不平衡,從而引起差模干擾。供電線纜并接多用戶將降低有效阻抗,導致分配電流增大,在連成網(wǎng)狀的供電狀態(tài)下,雷臨時性流主要流入電力線,這是多數(shù)雷損發(fā)生在電力線處的原因。防雷工程概述
系統(tǒng)所處電網(wǎng)工業(yè)干擾密度一些大容量感性設備、電力總開關的動作及一些間歇性負載的動作,都將會在您所處用電網(wǎng)上造成數(shù)仟伏的尖峰沖擊電壓。
系統(tǒng)所處的地理位置一般處于年平均雷暴日在25天以上的地區(qū)就可對電氣電子設備做防雷保護。對于北方地區(qū)雖然雷暴日少,但每次雷暴電流卻很強,也應考慮做防雷保護。設備所處位置在避電針下引線附近、在突出點附近設備可能會增大雷電波的侵襲。5、防雷必要分析防雷工程概述
傳輸網(wǎng)的可靠性一些分布傳輸網(wǎng)及重要儀器本身的高靈敏度使得可靠性降低,因此要求極高的保護水平。分散傳輸網(wǎng)分布環(huán)境過于分散的傳輸網(wǎng)受感應雷得幾率會增加其它經(jīng)濟利益上的考慮設備價值/維護、維修費用/安裝費用停電造成經(jīng)濟損失造成社會影響及政治后果銷售許可證只有經(jīng)中華人民共和國公安部審查合格并頒發(fā)《計算機信息系統(tǒng)平安專用產(chǎn)品銷售許可證》的防雷產(chǎn)品,才能進入市場銷售。產(chǎn)品質量的責任保險準許進入市場銷售的防雷產(chǎn)品,應在保險公司進行產(chǎn)品質量責任保險,以確保由于防雷產(chǎn)品質量問題給用戶帶來不應有的損失或風險。5、防雷必要分析接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)的建設在任何工程中都不可無視。特別是著電子元器件日趨于精、細、微等特點開展,它所要求的用電環(huán)境也越來越嚴格,對于計算機機房,大中型效勞器及其它主要設備我們絲毫不敢馬虎。日前關于接地理論比較多,在實際工程中又廣泛地應用著這些理論。接地的根本概念和術語接地:電氣設備的任何局部與土壤間作良好的電氣連接,稱為接地。接地體:與土壤接觸的金屬或金屬體組,稱為接地體或稱為接地極。接地線:連接于接地體與電氣設備之間的金屬導線,稱為接地線。接地線又分為接干線和接地支線。接地裝置:接地線和接地體合稱為接地裝置。接地電阻:接地體或自然接地體的對地電阻和接地線電阻的總和,稱為接地電阻。1、接地的根底知識接地系統(tǒng)流散電阻:接地體的地電壓與經(jīng)過接地體流入地中的接地電流之比,稱為流散電阻。接地短路:電氣設備的帶電局部,偶然與金屬構架或接與大地發(fā)生電氣連接時,稱為接地短路。接地短路電流:當發(fā)生接地短路時,經(jīng)接地短路點流入大地中的電流,稱為接地短路電流。(大于500A時稱大接地短路電流,反之為小)對地電壓:電氣設備的接地局部,與大地零電位之間的電位差,稱為接地時的對地電壓。電氣上的“地”:在距接地體20M以外的地方,實際已經(jīng)沒有什么電阻存在了,如果電氣設備發(fā)生短路時,不再有什么壓降了,也就是說該處的電位已近于零。電位等于零的地方,稱為電氣的“地”。1、接地的根底知識接地系統(tǒng)接地體的種類平安保護接地:為了防止電氣設備因絕緣損壞而遭觸電壓危險,將與電氣設備帶電局部相與的金屬外殼或架構同接地體之間作良好地連接,稱為保護地。接零:將與帶電局部相絕緣的電氣設備金屬外殼或架構,與中性點直接接地的系統(tǒng)中的零線相連,稱為接零。防雷接地:以防止雷害而做的地稱為防雷接地。防靜電接地:為防止靜電荷聚集發(fā)生火花放電的危險發(fā)生,把可能聚的靜電荷通過與大地連接的導線泄放到大地中去。屏蔽接地:主要是屏蔽外界的干擾而不致室內設備受到影響,而做的地稱為屏蔽地。計算機直流接地:計算機直流接地可以說是計算機機房的專門接地系統(tǒng)。它的接入有效地提供了計算機的零電位,而使計算機正確的處理問題,它也常被人們稱為置輯接地。1、接地的根底知識接地系統(tǒng)
接觸電壓:在接地回路上,一個人同時觸及兩個不同電位所呈現(xiàn)的電位差稱為接觸電壓。跨步電壓:當電氣設備碰殼或電力系統(tǒng)的一相接地時,那么有電流向接地體或碰地上四周流散而去,而在地面上呈現(xiàn)不同的電位分布。當人的兩腳站在這種帶有不同電位的地面上時,兩腳所呈現(xiàn)的電位差,就稱為跨步電壓。2、什么是接觸電壓?什么是跨步電壓?接地系統(tǒng)決定接地電阻大小的主要因素是由土壤電阻。土壤電阻系數(shù)可以表示土壤電阻的大小。土壤電阻系數(shù)是:以每邊去1cm正方體的土壤的電阻來表示。它還與土壤的性質,含水量,化學成份,溫度,物理性質等因素有關。3、地阻值的大小與哪些因素有關?接地系統(tǒng)土壤性質對土壤的電阻系數(shù)影響最大。不同性質的土壤,其電阻系數(shù)相差幾千倍甚至幾萬倍。具體可以查看相關資料表等。含水量含水量對土壤電阻系數(shù)的影響也很大。絕對枯燥土壤電阻系數(shù)可以信為是近于無窮大。含水量增加到15%左右時,土壤電阻系數(shù)明顯降低;如果繼續(xù)增加水分直到75%時,電阻值那么改變很小,當超過75%時,土壤電阻系數(shù)反而增加。如果是水,那么純水的電阻系數(shù)往往比其它水質電阻等數(shù)要大一些。溫度當溫度在℃或其以下時,由于水分結冰,土壤凍潔,電阻系數(shù)增加;溫度在℃以上,繼續(xù)上升時,由于水中有溶解鹽的作用,電阻系數(shù)逐漸減小,溫度當?shù)竭_100℃以上時,水分揮發(fā);電阻系數(shù)反而增加。4、土壤本身性質接地系統(tǒng)化學成分影響當土壤中含有鹽、酸、堿成分時,電阻系數(shù)會顯著下降,一般情況下可利用這一特性降低土壤的電阻系數(shù)。在日常的處理中,常用加鹽就是這個道理。物理性質的影響土壤中的物理因素可以使土壤中電流密度的分布情況發(fā)生改變。一般有以下幾種原因:金屬成分含量影響最大土壤是否緊密,特別是與接地體的連接土壤本身的種類不同而異與土壤本身顆粒緊密程度有關中性點接地的根本概念和根本方法接地系統(tǒng)中性點接地是為了保證電力系統(tǒng)的正常運行,系統(tǒng)對地電壓在任何情況下都不超過規(guī)定的絕緣要求,將電力系統(tǒng)的中性點直接接在大地上,這就是中性點接地。在中性點直接接地工作制中,可以消除地繼電器不能準確動作以及電子接地造成的過電壓危險。由于這種工作制中相間電壓為中性點接地而固定,根本上不會增加。所有電氣設備只要按相電壓考慮,就可以到達絕緣要求,這種工程造價比較低,不需要另外的接地設備。接地系統(tǒng)在中性點接地中,有時產(chǎn)生很大的接地電流,有時單相短路電流要超過三相短路電流,這樣嚴重破壞電氣設備及線路,甚至引起的不穩(wěn)定和對通訊路的干擾。為減少這種影響,采用以下三種中線接線方式:采用電阻接地后,既可以減少單相短路電流,相應的也減少電氣設備在事故時產(chǎn)生的熱量及機械應,又保證了設備的平安,單減少對人身的電擊危險。僅限15KVA以下的系統(tǒng)中。采用該組接法其優(yōu)點在于:價格低廉,地痊節(jié)省。接發(fā)電機供電系統(tǒng),如果發(fā)電機發(fā)生事故,所產(chǎn)生的機械應力可限制在要求提范圍。該種接法一般用于發(fā)電機發(fā)電系統(tǒng)中。交流工作接地的作用和標準接地系統(tǒng)在計算機設備中除了局部設備用直流電外,其它大多數(shù)都用交流電;如:空調、計算機、UPS電源、新風機等。這些設備按規(guī)定要在工作中進行接地。其作用有以下兩點:A、確保人身平安。當中性點不作工作接地時,假設有一相碰地,而另一相人誤觸時,人體所接觸的電壓將超過相電壓,為相壓的幾倍。而中性點接地時,情況就不一樣了。因為中性點接地電阻很小,假設一相碰地而另一相人誤觸時,人體所受到的接觸電壓接近或等于相電壓B、保障設備的平安。假設中性點不接地時,由于接地電流很小,保護裝置不能迅速切斷電源,因而接地故障將長期持續(xù)下去,這樣和設備都極為不平安。假設有中性點接地,當一相碰地時,接地電流就成為很大的單相短路電流。這時保護裝置準確地切斷電源,保護人體和設備的平安。接地系統(tǒng)注:交流工作接地的接地電阻應不大于4Ω。計算機房的防雷接地與其電接地的距離。按國家建筑設計有關規(guī)定:一類防雷建筑防雷接地電阻要求不大于5Ω;二類防雷建筑,防雷接地電阻要求不大于10Ω。一般情況下計算機機房防雷按二類設計。在防雷接地與其它接地施工時,應考慮兩者之間應余留有足夠的距離,否那么將影響到計算機的工作。由于雷電流在通過接地極泄放時會產(chǎn)生很強的地極電位,如果防雷接地附近還有其它接地系統(tǒng),那么雷電產(chǎn)生的不等電位將會干擾或還擊設備,致使其不能正常工作。那么防雷地與其它地到底要離多遠呢?這個問題專家們一直爭論不休,在國內外都無定論。有的認為應不小于5M,有的提出應保持40M,也有認為20M左右。不管其怎樣認為,主要把握一點,在盡可能的情況下越遠越好。當然在城市中,要想把它們的距離的盡可能遠是不夠現(xiàn)實的。為了解決這個問題,我們可以它們接在一個地網(wǎng)或地極上,但該地網(wǎng)或地極的地阻值必須在1Ω以下接地系統(tǒng)直流接地系統(tǒng)直流接地系統(tǒng)主要是針對數(shù)字電路而做的接地系統(tǒng)在有些地方該接地系統(tǒng)又稱為邏輯地,群為計算機等主要設備的參考零電位。它主要作用是消除各電路電流流徑一個公共地線阻抗時所產(chǎn)生的噪聲電壓。其二是防止受磁場和地電位差的影響,即不使其形成回路,如果接線方式處理不好就會形成噪聲混合。直流接地一般沒有流一標準,情況比較復雜,可以分為直流懸空接地和直流直接接地。為何要采用直流懸空接地呢?因為數(shù)字電路同中的直流同交流接在一起時,有可能引交流電網(wǎng)的干擾,為了防止這種干擾就必須把直流地分隔開來。另一個原因是因為交流電網(wǎng)中的工作接地(中性點)往往接于在地當中,平安地也接于大地當中,這樣一些交流用電設備如:電烙鐵、電焊機等所造成的漏電將會沿著地極串入直流工作電路板上,從而燒壞元器件。但這種直流懸空接地又因為不能有效地釋放一些設備產(chǎn)生的靜電荷,從而使其大量具集而產(chǎn)生幾萬伏甚至更高的電壓,這不僅對設備平安運行造成后患,同時也影響著操作者的人身平安。直流直接接地正好與懸空接地相反,這里不再詳述。接地系統(tǒng)中性接地系統(tǒng)和非中性接地系統(tǒng)對機房平安供電有什么?在中性點直接接地系統(tǒng)中,中性點的電位根本上是不變的。由于采用這種方法可以防止電路對地電位的異常上升,是防止產(chǎn)生中性點位移變化的根本措施。當發(fā)生單相接地故障時,其電相對地電壓不變,這時接地電流相當大,可以保護裝置迅速動作,切斷電路,保證平安。但電對人體的危害是較大的,因為人體接觸任何一相時都可以與大地構成回路,從而傷害人身平安。在非中性點接地系統(tǒng)中,中性點的電位是不固定的。在系統(tǒng)正常而非平衡時,中性點的電位等于地電位即零電位。當有一相接地時,中性點的電位就要隨之升高。這種接法對設備的絕緣性要高一些。當發(fā)生單相接地故障時,接地電流很小,在供電系統(tǒng)中安裝保護裝置不能及時動作,給平安供電帶來困難。另外一點好處就是工作人員誤接觸一相電時,不會由于一點接觸而形成回路。沒有電流通過人體,這對人身平安是有利的。接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)中接地體的施工工藝。注:焊接時不能用銅和鐵混接,接地引線引出地面時最好不要只引一根線。蓄電池技術與應用蓄電池技術與應用二次電池:化學能電能。如:鎳電池〔Ni-Cd、Ni-MH,堿性電池1.2V〕鋰電池〔動力LFP、LCP、LMP,3.2V或3.7V〕鉛酸蓄電池〔PbO2–Pb,2.1V〕鉛酸蓄電池2PbSO4+2H2OPbO2+2H2SO4+Pb額定電壓常見種類:2V、6V、12V;6V電池:3個2V單體串聯(lián);12V電池:6個2V單體串聯(lián)。蓄電池技術與應用1859年,Plante創(chuàng)造鉛酸蓄電池。1957年,德國陽光公司〔Sonnenschein)創(chuàng)造觸變性凝膠的密封鉛酸電池〔dryfit系列〕。1971年,美國Gates〔蓋茨〕公司創(chuàng)造超細玻璃隔板〔AGM〕,實現(xiàn)了電池貧液式密封的突破〔SPB系列〕。。3、鉛酸蓄電池的開展歷史蓄電池技術與應用車用:轎車用富液式免維護〔迷宮式半密封〕、摩托車和電動自行車、電摩用閥控式免維護密封、貨車起動用或叉車、觀光車牽引用富液式少維護電池。風光系統(tǒng)用:離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)儲能,鉛酸蓄電池首選。工業(yè)用:如備用電源,UPS和EPS、直流屏柜首選固定閥控電池。飛機、船舶、潛艇、坦克、礦燈、內燃機車、鐵路客車……4、鉛酸蓄電池廣泛的用途〔天上飛的,地上跑的,水中游的〕蓄電池技術與應用無需周期性的補加純水〔免加水=免維護〕。
貧液式或膠體,號稱可任意工位安裝;認證后作為非危險品貯運,包括走柜出海、空運。自放電小,25℃存3個月仍約有90%電量輸出。充電時無明顯酸霧外逸,不腐蝕機房與設備,可同處一室。結構緊湊,放置方便〔豎放、臥放〕,占地面積小。密封鉛酸蓄電池(VRLA:Valve-regulatedlead-acidbatteries或
SLA:或Sealedleadacidbatteries〕
優(yōu)點蓄電池技術與應用濫用性差,需人性化管理:餓不得,脹不得;凍不得,熱不得;累不得,閑不得〔“人”〕。“免維護”電池,僅指“免加水”,更需維護,壽命和某些主要性能不如傳統(tǒng)的維護富液式電池。2、缺點蓄電池技術與應用正極活性物質:二氧化鉛〔PbO2〕負極活性物質:海綿狀的鉛〔Pb〕電解質溶液:稀硫酸〔35%~42%〕或膠體狀態(tài)隔板:超細玻璃纖維〔AGM〕或聚氯乙烯〔PVC-SiO2〕塑殼:工程塑料〔ABS〕或聚丙烯〔PP〕平安閥:橡膠端子:圓柱螺紋銅芯鍍銀3、主要材料蓄電池技術與應用4、VRLA電池的密封原理示意圖2PbSO4+2H2OPbO2+2H2SO4+Pb2Pb十O2十2H2SO4=2PbSO4+2H2O
蓄電池技術與應用VRLA電池的氧循環(huán)示意圖蓄電池技術與應用密封鉛酸蓄電池重要參數(shù)〔容量〕指定放電條件下,電流×時間=容量,單位:Ah。指定放電條件:放電速率、終止電壓、環(huán)境溫度。不指定放電條件,電池的容量無意義或不確定。電池命名中,都應在額定容量之后附上放電速率〔25℃〕,如12V7Ah∕20HR、12V100Ah∕10HR。蓄電池技術與應用蓄電池技術與應用同一電池在不同放電率時的放電容量不同〔12V100Ah/10HR〕放電率(HourRate)放電電流(A)放電終止電壓(V)容量(Ah,25℃)10HR1010.801005HR1610.80803HR2510.80751HR5510.505527min率1009.6045蓄電池技術與應用電池容量與放電率的關系10小時率:1C10 5小時率:0.80C103小時率:0.75C101小時率:0.55C10蓄電池技術與應用正極板柵的厚度加厚采用耐腐蝕性合金鑄板柵〔“骨架”〕低密度電解液根據(jù)正極板柵腐蝕速度推算,可達10-20年設計和制造因素蓄電池技術與應用2、使用條件和維護方面的因素合理的放電深度、放電電流適宜的充電電壓、充電電流適宜的運行環(huán)境溫度定期維護不餓著,不脹著;不凍著,不熱著;不累著,不閑著;人性化管理,防止濫用,是保證電池正常壽命的關鍵。蓄電池技術與應用放電深度宜<80%
防止過放電〔過放電一次,浮充壽命減少1年〕。經(jīng)常性的放電電流<1C。放電DOD循環(huán)次數(shù)30%120050%50080%350100%250電池放電電流電池放電終止電壓0.008C~0.2C1.75~1.80V/Cell0.2C~1C1.70~1.75V/Cell1.0C~3.0C1.60V/Cell3.0C~8C1.50V/Cell“累不得”蓄電池技術與應用恒壓充電電壓值如下,范圍之外的充電電壓將造成欠充硫化或過充熱失控。初始充電電流:0.05C~0.3C〔≥24AH那么≤0.2C〕;0.1C最正確。充電時電池溫度宜10℃~30℃,超過45℃應暫停充電;假設不在此范圍,浮充充電電壓按那么按照照-3mV/(℃·2V)調整〔以25℃為基準〕,循環(huán)充電電壓-5mV/(℃·2V)調整。正常放電后24h內要充電;完全放電或過放電后,應立即充電?!梆I不得,脹不得”25℃循環(huán)使用時的充電電壓浮充使用時的充電電壓12V電池14.4~15.0V13.5~13.8V6V電池7.2~7.5V6.75~6.9V2V電池2.35~2.40V(均充)2.25~2.30V蓄電池技術與應用理想最正確工作溫度20~27℃〔最大范圍-30℃~50℃〕。以25℃為基準,每高出8℃,浮充壽命縮短一半。以25℃為基準,每高出10℃,自放電增加一倍。容量隨溫度降低而降低〔約0.8%/℃〕。溫度低于15℃時,將較大地影響容量輸出,直接表現(xiàn)為工作時間變短、大電流放電乏力,如冬天電動車續(xù)行里程變短,冬天機動車點火困難。、“凍不得,熱不得”〔對溫度敏感〕蓄電池技術與應用電池長期存貯易劣化,“存貯壽命”見下表:補電時機:比存貯壽命早3個月時,防止到達存貯壽命而報廢。存貯條件:5℃~35℃,陰涼、干爽、通風;存貯前充足電,嚴禁放電態(tài)貯存。在線浮充6個月未發(fā)生放電的備用電池,應放電鍛煉〔40%容量〕,活化電池,以免發(fā)生內部浮充鈍化。“閑不得”〔不怕用,就怕不用〕
存貯溫度存貯壽命0℃~20℃12個月21℃~30℃9個月31℃~40℃6個月41℃~50℃3個月蓄電池技術與應用貧液式設計〔AGM技術:AbsorbedGlassMAT〕,電池容量對電解液量極為敏感:電池失水10%,容量降低20%;失水25%,電池壽命結束。
失水途徑:殼體滲透;正極板柵腐蝕而失水;平安閥壓力設計不當;氧復合反響不能100%的使氧復合成水;均充維護〔過充電;其他非正常失水,包括電池質量問題〔如電解液加注少或未密封〕等。失水和使用壽命間的關系〔水是蓄電池血液,生命之源〕蓄電池技術與應用安裝方案應根據(jù)地點條件,如地面荷重、通風環(huán)境、陽光照射、機房布局及維修方便。安裝電池組時防觸電措施,如使用絕緣工具、戴絕緣手套、不戴金屬邊框眼鏡、手表、禁止雙手同時接觸電池組正、負極。電池連接須十分牢固,松動和接觸不良、均可能導致火災事故發(fā)生;截面積越大越好,連接電纜盡可能短。電池安裝本卷須知蓄電池技術與應用切勿將蓄電池正、負極接反或短路。在使用時,電池與電池之間至少保持12mm的間距,以維持一定量的空氣對流,減少熱失控發(fā)生的可能性。不能安裝在密閉的容器內,安裝場所避熱避火避水,須保持良好通風,須遠離熱源〔0.5m以上〕和可能產(chǎn)生火花的地方,防氫爆(氫氣爆炸極限4%~75%)。當電池在浮充狀態(tài)下,有一小局部的電流作用于水的電解上,盡管再復合能力到達95-99%,還是會產(chǎn)生極少量氫氣的溢出。通常氫氣在空氣中累積到達4%時,遇明火產(chǎn)生爆炸。所以建議將氫氣水平控制在1%以下(現(xiàn)場禁止吸煙,標準的電池房不裝開關,安裝防爆燈,不打〕。電池安裝本卷須知蓄電池技術與應用電池與設備連接前,必須先對設備進行斷電,測試每組開路電壓后無誤后再并聯(lián),并聯(lián)后再連設備;電池正極與設備的正極連接、電池負極與設備的負極連接,建議在每一個連接點的面上抹上一薄層凡士林油。電池串聯(lián)或并聯(lián)使用〔并聯(lián)不超過3路〕時,應按廠家提供的配組標識成組使用;不同容量、不同新舊程度、不同制造廠家的電池不能混用。閥控式鉛酸蓄電池的安裝、維護和使用需要由熟悉鉛酸蓄電池的專業(yè)人員實施,并且應注意人身和設備的平安。非專業(yè)人員必須遠離電池以及維護活動。切不可拆卸閥控式鉛酸蓄電池的排氣閥或對電池進行加水。因為不平安并將導致失效。電池安裝本卷須知蓄電池技術與應用蓄電池技術與應用蓄電池技術與應用屬于免維護電池,僅是指無需周期補液,不等于可以不聞不問,反而需要更精細的使用和維護;運行一段時間后,可能會出現(xiàn)個別電池落后〔一般情況下2V落后電池端電壓比正常單體平均值低30mV以上〕或失效的現(xiàn)象。如果不及時發(fā)現(xiàn),那么落后的電池會越來越落后,直至失效。失效的電池會導致其他好的電池隨時間推移慢慢失效,進而使整個電池組報廢。閥控密封式鉛酸蓄電池的維護蓄電池技術與應用傳統(tǒng)的富液式電池電解液比重測量已無法進行。浮充電壓測量已失去其原有的意義,僅過度偏離對于電池的健康狀況有預示意義。阻抗和電導的測量在壽命的后期對于發(fā)現(xiàn)故障電池有些意義。唯一可信的判斷方法是進行容量考核,在運行壽命后期,為確保系統(tǒng)運行平安,應定期進行容量考核。閥控密封式鉛酸蓄電池的維護蓄電池技術與應用月度檢查電池環(huán)境溫度;清潔度、端子、外殼及蓋的漏液或損傷及發(fā)熱痕跡;
電池系統(tǒng)的浮充總電壓、浮充電流。季度檢查
重復各項月度檢查;
單體電池的浮充電壓,有低于2.18V的電池系統(tǒng)需均充。年度檢查
重復季度所有檢查;
檢查連接局部是否有松動;
每年進行一次核對性放電試驗,放出額定容量的30%-40%。三年檢查
每三年進行一次容量試驗,到使用六年后每年做一次,假設該組電池實放容量低于額定容量的80%,那么認為該電池組壽命終止。蓄電池技術與應用均充就是均衡充電,一般在以下情況下蓄電池需要均衡充電:初次裝機(調試)后;電池測試前、后;市電停電后電池釋放的能量超過20%,市電來電時;長期浮充狀態(tài)〔電網(wǎng)穩(wěn)定,長期不停電〕,每3-6個月一次;電池組中出現(xiàn)了落后電池,在浮充狀態(tài)下單體電壓低于2.18V;更換新電池后。均充電壓為2.35V/14.4V,均充時間約12~24小時。浮充使用的電池組均充電蓄電池技術與應用1〕制造工藝方面:極柱的漏酸爬酸,這是柱和蓋相結合的工藝問題,密封膠質量達不到標準所致。2〕使用因素:如果電池在運行期間屬用戶使用不當,電池工作環(huán)境比較惡劣如:長時間過充電;頻繁均充將導致平安閥頻繁開啟;內壓升高從而出現(xiàn)冒氣、爬酸等現(xiàn)象。3〕判斷該現(xiàn)象的方法,漏液的位置首先擦凈,然后涂抹少許的凡士林油,經(jīng)過一段時間后依然存在漏液現(xiàn)象,屬電池漏液,假設沒有那么電池不再漏酸。電池外表為什么會爬酸或極柱漏夜?蓄電池技術與應用主要原因是電池外表存在殘留電解液,而出廠時由于裝封比較及時,內部存有一定的水蒸汽,從而在電池外表往往形成比較稀薄的硫酸膜,與極柱中的鉛發(fā)生反響形成白色結晶體覆蓋在極柱周圍?;蛘咚羝Y在金屬鉛的外表使之發(fā)生氧化電池極柱旁為什么有少量的白色結晶體?蓄電池技術與應用它是由于制造過程中極板之間的不均,各電池的電解液密度不均一,吸酸飽和變不均一,隔板厚度不均一等因數(shù)累積的結果。電池經(jīng)過一段時間浮充〔約6個月〕以后,浮充電壓會趨于均勻。蓄電池組單體電池的浮充電壓為什么會出現(xiàn)不均一現(xiàn)象?蓄電池技術與應用由于新舊電池、不同類型電池的電池內阻大小不一,電池的充放電時差異明顯,如串聯(lián)使用會造成單只過充或欠充;如果并聯(lián)使用,那么造成充放電偏流,各組電池的電流不一致。為什么新舊電池、不同類型電池,最好不要混合使用?蓄電池技術與應用〔1〕電池的總電壓、充電電流及各電池的浮充電壓:〔2〕電池連接條有無松動、腐蝕現(xiàn)象;〔3〕電池殼體有無滲漏和變形:〔4〕電池的極柱、平安閥周圍是否有酸霧溢出;電池在運行維護過程中,需經(jīng)常檢查哪些工程?蓄電池技術與應用浮充使用時蓄電池的充電電壓必須保持一恒定值,在該電壓下,充放電壓應足以補償蓄電池由于自放電而損失的電量和氧循環(huán)的需要,保證在相對較短的時間內使放過電的電池充足電,這樣就可以使蓄電池長期處于充足電狀態(tài),同時,該電壓的選擇應使蓄電池因過充電而造成損壞到達最低程度,此電壓稱之為浮充電壓。什么叫浮充電壓?怎能樣確定電池的浮充電壓?蓄電池技術與應用落后電池在放電時端電壓低,因此落后電池應在放電狀態(tài)下測量,如果端電壓在連續(xù)二次放電循環(huán)中測量均是最低的,就可以判為該組中落后電池。電壓浮充運行時,落后電池如何判斷?蓄電池技術與應用長機配置電池算法一、計算蓄電池的最大放電電流值:I最大=Pcosф/〔η*E臨界*N〕注:P→UPS電源的標稱輸出功率cosф→UPS電源的輸出功率因數(shù)〔工頻機一般為0.8〕η→UPS逆變器的效率,一般為0.88~0.94〔實際計算中可以取0.9〕E臨界→蓄電池組的臨界放電電壓〔12V電池約為10.5V,2V電池約為1.67V〕N→每組電池的數(shù)量二、根據(jù)所選的蓄電池組的后備時間,查出所需的電池組的放電速率值C,然后根據(jù):電池組的標稱容量=I最大/C算出電池的標稱容量。三、由于使用E臨界———電池的最低臨界放電電壓值,所以會導致所要求的電池組的安時容量偏大的局面。按目前的使用經(jīng)驗,實際電池組的安時容量可按下面公式計算:實際電池容量〔AH〕=電池組的標稱容量*0.8時間與放電速率C蓄電池技術與應用UPS結構原理概述UPS概述UPS(UninterruptiblePowerSystem),即不間斷電源,是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要組成局部的恒壓恒頻的不間斷電源。早期以動態(tài)結構為主,隨著科技的進步新材料不斷出現(xiàn),現(xiàn)在以靜態(tài)UPS為主要龍頭占據(jù)UPS近100%市場。UPS也叢小功率到大型化,從模擬到數(shù)字化人機界面,又從單機到主從熱備份到并機等等。UPS應用非常廣闊,金融、證券、銀行、政府、教育、工業(yè)、交通、通信等等無不滲透著。從原理上來說,UPS是一種集數(shù)字和模擬電路,自動控制逆變器與免維護貯能裝置于一體的電力電子設備;從功能上來說,UPS可以在市電出現(xiàn)異常時,有效地凈化市電;還可以在市電突然中斷時持續(xù)一定時間給電腦等設備供電,使你能有充裕的時間應付;從用途上來說,隨著信息化社會的來臨,UPS廣泛地應用于從信息采集、傳送、處理、儲存到應用的各個環(huán)節(jié),其重要性是隨著信息應用重要性的日益提高而增加的。另外直流UPS也逐漸興起,成為不間斷電源中不可無視的新生力量。UPS結構原理概述交流輸出交流輸入整流器直流逆變器輸出輸入2輸入1UPS雙路電源實現(xiàn)不間斷切換
隔離功能將瞬間間斷、諧波、電壓波動、頻率波動以及電壓噪聲等電網(wǎng)干擾阻擋在負載之前,即可使負載對電網(wǎng)不產(chǎn)生干擾,又可使電網(wǎng)中的干擾不影響負載。
UPS功能UPS結構原理概述220/380V以上電壓變換功能
頻率變換功能UPS功能220/380V220/380V以下220/380V50HZ以下50HZ50HZ以上50HZUPS結構原理概述后備功能
UPS后備蓄電池組在電網(wǎng)出現(xiàn)問題時或異常時可以由電池逆變供電。UPS功能交流輸出交流輸入整流器逆變器蓄電池組UPS結構原理概述UPS通常都由以下這七大局部組成:1、輸入蒸整流濾波電路;2、功率因數(shù)校正電路;3、蓄電池組;4、充電電路;5、逆變器電路;6、靜態(tài)開關電路;7、輔助電路以及控制、監(jiān)測、顯示、保護單元等。
UPS的組成整流濾波電路功率因數(shù)校正充電電路逆變電路輸出濾波電路靜態(tài)開關電路蓄電池組輔助、監(jiān)測、控制、保護、顯示、告警低路等UPS結構原理概述
UPS的分類按工作原理分類按輸入輸出方式分類按容量分類按輸出波形分類動態(tài)式三相輸入單相輸出小功率:5KVA以下方波靜態(tài)式后備式三相輸入單相輸出中功率:5-30KVA階梯波互動式三相輸入三相輸出大功率:30KVA以上正弦波在線式UPS結構原理概述
UPS工作原理離線式(OFF-LINE)或后備式UPS離線式UPS在使用時,主要處于靜止狀態(tài),一旦電力中斷,那么在極短時間內〔通常為4msec〕開啟自身之儲藏電源,供用電設施使用,此型UPS所具備的功能少,售價低,普遍用于個人電腦與其周邊設備。市電正常時:市電變壓器穩(wěn)壓負載。市電不正常(電壓,頻率,波形失真度):電池逆變器負載。由此可見,后備式UPS電源總是處在對負載提供后備電源狀態(tài)。UPS結構原理概述
互動式UPS是借于后備式UPS和在線式UPS之間的一種功能較后備式強而比在線式差的UPS。市電正常時(電壓,頻率,波形失真度):市電變壓器穩(wěn)壓負載/逆變器電池,市電不正常(電壓,頻率,波形失真度)時:電池逆變器負載。如以下圖所示UPS結構原理概述
在線式(ON-LINE)UPS在線式UPS與用電設備同時運作,在供電狀況下的主要功能為穩(wěn)壓及防制電力波動干擾,防止用電設備遭到長期低品質電力的慢性傷害,一旦停電那么確保對用電設備之跳接供電,在線式UPS的功能較為完善,本錢及售值亦較高,在興旺國家中,常用于保護重要設備或對電源品質較要求高的儀器設備。在電力供給極不穩(wěn)定地區(qū)。在線式UPS更是必備之電力守護神。市電正常(頻率相位)時:市電整流逆變器方式負載。市電不正?;蛑袛鄷r:電池逆變器方式負載。由此可見:對在線式而言,在正常情況下UPS總是由逆變器供電,這樣防止了市電帶來的任何電壓波動及干擾對負載的影響。UPS結構原理概述
UPS的開展趨勢UPS原本是一種使用范圍很廣泛的保障電力供給的設備,而在近幾年來已經(jīng)轉化為以保護各類計算機系統(tǒng)為主要用途的設備,UPS在IT行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用,被人們譽為計算機信息的保護神。在世界邁進信息時代之后,信息的平安問題已經(jīng)被人們廣泛關注,因此,在這種時代背景中,UPS的開展趨勢引起業(yè)界的高度重視就是順理成章的事了。有了UPS的精心呵護,計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平安性大大提高了,因此,UPS的問世深受廣闊用戶的青睞最早問世的UPS只是一個帶有大飛輪的發(fā)電機組,其缺點是轉換效率極低,后來被柴油發(fā)動機式的發(fā)電機所取代。目前,這種旋轉發(fā)電型UPS還在某些特殊的領域有著它的特定的用途,其容量高達1000KVA。UPS結構原理概述在半導體技術開展的過程中,科學家們將半導體技術應用到UPS的制造中,創(chuàng)造了新型的靜止變換式UPS它比旋轉式UPS更先進。初期的靜止變換式UPS,其功率器件由可控硅制成,美國的Emerson、法國的Alpes4000等UPS產(chǎn)品,其功率器件都是可控硅。功率晶體管的開發(fā)成功,在小容量UPS中得到了廣泛的應用。功率MOS管已在大容量UPS中廣為應用,但功率MOS管難以到達高電壓大電流,其飽和壓降高于晶體管,于是,兼有晶體管和功率MOS管優(yōu)點的絕緣門限晶體管〔IGBT〕應運而生,促使UPS逆變技術更趨成熟目前UPS制造商們都在爭先采用IGBT。當然任何器件都不十全十美,比方IGBT有寄生的電流掣住效應,在一定程度上也限制了它的使用。UPS控制電路也開展很快,由開始的分立元件的簡單控制開展到今天的微處理機控制,由硬件控制又開展成軟件控制,如IPM的軟件濾波器;甚至光纖通訊也被引入UPS,如意大利西力UPS的并聯(lián)就采用了光纖通訊。
UPS結構原理概述而且微處理機也被廣泛應用于小容量的UPS中,甚至有的專門為蓄電池的監(jiān)控設立了微處理機,如美國的APC在每個小電池箱中都安裝了微處理機,以監(jiān)視這些電池的狀態(tài),UPS已經(jīng)由初期的單純供電開展到目前的多功能應用,UPS不再僅僅是供電電源,而且當那些作為負載的計算機在無人值守時,要求UPS自動地定時開機,定時關機,當市面上電故障后,UPS還可以及時通知計算機并可按照事先的約定順序關機,如APC、UPS除了其聯(lián)網(wǎng)功能外還可以對環(huán)境溫度、濕度和煙霧進行監(jiān)視,并且有好多UPS都可通過聯(lián)網(wǎng)及遠程通訊進行遠程監(jiān)控等等。UPS除了上述的旋轉發(fā)電機式和靜止變換式而外,還有一種將二得結合起來的UPS,稱為UBS,即是在一臺靜止式UPS上配置一臺直流發(fā)電機,直流發(fā)電機給蓄電池充電,使UPS逆變器的工作繼續(xù)維持下去,如Best的UBS,也有一定的效力領域??傊F(xiàn)代UPS的開展趨勢將面向著:智能化、節(jié)能化和綠色化方向開展。UPS產(chǎn)品共公本卷須知原那么安裝環(huán)境本卷須知配電要求:對于機器的輸入﹑輸出配線,用戶電工需事先接好且拉到裝機現(xiàn)場機器放置點預留一定長度〔一般預留1-1.5m長〕,以
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