1、計算機對供電電源質(zhì)量的要求與干擾試驗分析用電電能質(zhì)量與可靠性是所有用電設(shè)備穩(wěn)定運行的首要條件。為保證電網(wǎng)電能質(zhì)量，國家已經(jīng)制定了電網(wǎng)電能質(zhì)量的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對電網(wǎng)供電的可靠性，電壓偏差、瞬變與波動，諧波以及電網(wǎng)頻率偏差等都作了規(guī)定。但用戶更關(guān)心的是用電設(shè)備處的電能質(zhì)量。它不僅會影響用電設(shè)備正常運行,有時還可能造成用電設(shè)備的損壞。發(fā)達國家普遍采用電能質(zhì)量檢測儀在用戶內(nèi)部有關(guān)部位對電能質(zhì)量進行檢測、記錄和分析，以確定改善用電電能質(zhì)量的具體措施。計算機系統(tǒng)處理的信息量越來越大，工作速度越來越快，對用電電能質(zhì)量也就有著一些特殊要求。例如：毫秒級斷電對照明等普通用電設(shè)備不會造成多大影響，但對計算機系統(tǒng)有時就

2、會造成數(shù)據(jù)丟失，甚至死機的嚴重后果。過電壓是計算機系統(tǒng)電能質(zhì)量應(yīng)著重考慮的問題，外部過電壓主要來自大氣過電壓，內(nèi)部過電壓主要來自操作過電壓及故障過電壓等。當(dāng)大功率設(shè)備拉閘時，將會產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓。三相四線制供電系統(tǒng)，中性線斷裂后，如果三相負荷不平衡，負荷小的一相或兩相的電壓就會升高，會造成計算機等用電設(shè)備的損壞。從建筑物的電源進線開始，逐級安裝電涌防護器可以將過電壓限制到一定幅值，以保護計算機等對過電壓敏感的設(shè)備。將計算機與大功率用電設(shè)備分開，用不同回路供電也是一種有效的措施。有些電源插座帶有過電壓防護功能，這是一種非常好的辦法，但其質(zhì)量必須可靠。計算機系統(tǒng)本身的外部數(shù)據(jù)接口及通信電纜也應(yīng)當(dāng)有過

3、電壓防護措施，不論過電壓是從電源線還是外部數(shù)據(jù)電纜或通信電纜進入計算機系統(tǒng)，都會破壞計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，甚至使通信電纜受到損壞。計算機系統(tǒng)本身設(shè)計與制造時，也采取安裝壓敏電阻或選用帶過電壓保護的芯片等措施來進行過電壓防護。電壓偏差(或偏移)、電壓暫降、電壓波動以及沖擊過電壓等是各種不同的電壓擾動，他們對計算機系統(tǒng)的影響與干擾不完全相同。電壓偏差(或偏移)是指較長時間的電壓偏離額定值，計算機開關(guān)模式電源一般可以保證在180V時計算機仍可正常工作，但供電電壓過低或過高都會使計算機開關(guān)模式電源溫升過高而影響其使用壽命。為了解決電壓偏差問題，不少單位采用交流穩(wěn)壓器。其功率：單相3到300kVA，三相

4、 10到1500kVA。輸入電壓：單相 176到264V，三相 304到450V。穩(wěn)壓精度1%5%可調(diào)，調(diào)整速率小于30V/S。從整體上考慮，采用交流穩(wěn)壓器是一種不經(jīng)濟的辦法，而電力系統(tǒng)集中采用無功補償或調(diào)節(jié)變壓器分接頭才是比較經(jīng)濟合理的。而根本解決辦法是增加電力系統(tǒng)發(fā)配電容量，對電網(wǎng)變壓器及線路進行改造。近年來我國通過對電力網(wǎng)的擴建與改造，供電電壓質(zhì)量已有了很大的提高。電壓暫降是指較長時間(從一秒到數(shù)秒)的電壓降低。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時會引起系統(tǒng)電壓暫降，供電系統(tǒng)設(shè)計不合理，在較大容量用電設(shè)備起動時，也會引起用電電壓暫降，當(dāng)電壓暫降超過一定值時，也會影響到計算機系統(tǒng)的正常運行。由于計算機本身

5、電源都為開關(guān)模式電源。開關(guān)模式電源與普通電源的區(qū)別在于先將交流電變換成直流，然后通過振蕩電路變?yōu)楦哳l交流，再經(jīng)過高頻降壓變壓器與整流濾波及穩(wěn)壓電路變?yōu)橹绷?#177;5V與±12V電源。兩級變流都有大容量的濾波電容，在一定程度上可以起到抗電壓暫降的作用。供電電源中性線（N線）與保護地線（PE線）之間的電位變化與干擾，對計算機系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也會帶來影響。美國電力研究所(EPRI)電力電子應(yīng)用中心(PEAC)，對計算機的用電電源進行了各種模式的N線與PE線之間電位變化與干擾試驗，取得了令人滿意的試驗結(jié)果。第一種試驗是模擬電源中性線(N線)與保護地線(PE線)電位差對計算機系統(tǒng)的穩(wěn)定運行引

6、起的干擾。試驗接線圖見圖1。計算機通過隔離變壓器供電，但二次側(cè)在電源中性線(N線)與保護地線(PE線)之間未短接，而出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)50V電壓，這一電位差沒有影響計算機的正常運行。第二種試驗接線如圖2所示。將照相復(fù)印機與計算機用同一電源供電。照相復(fù)印機內(nèi)部有一個較大功率的電加熱器。將供電電源線長度分別取為100英尺、200英尺與300英尺，做了三種情況的試驗。由于加熱器功率較大,中性線(N線)與地線(PE線)間出現(xiàn)了3V9V的電壓。結(jié)果計算機正常運行沒有受到影響。第三種試驗是模擬雷電干擾，由電弧及繼電器振蕩引起的電涌干擾試驗。試驗接線如圖3所示。試驗過程中他們在計算機供電電源的中性線(N線)與地線(P

7、E線)之間施加一陡度為0.5mS，100kHZ的振蕩波，在電源正弦波的正半波波峰施加2個電涌，其幅值分別施加到1kV、1.5 kV、2 kV、2.5 kV、3kV，試驗結(jié)果計算機的正常運行沒有受到影響。他們還在電源線上施加0.5KV電氣快速暫態(tài)(EFT)過電壓，歷時1分鐘，同時還做了1kV、2kV以及4kV的EFT試驗，均未干擾計算機的正常運行。第四種試驗是利用可控硅接通電容器，產(chǎn)生振蕩模擬干擾，試驗接線如圖4。試驗結(jié)果振蕩產(chǎn)生的干擾沒有影響計算機的正常運行。通過以上四種試驗可以看出供電電源中性線（N線）與保護地線（PE線）之間的電位變化與干擾沒有影響計算機的正常運行，但計算機外部設(shè)備之間進行

8、數(shù)據(jù)傳輸時, 如果各設(shè)備的信號地通過PE線接地，信號地便與PE線相連接，N線和PE線間過大的電壓，將會引起各設(shè)備信號地間的電位差，從而破壞傳輸數(shù)據(jù)，影響計算機的正常運行。電網(wǎng)中電子電力設(shè)備，例如：變頻調(diào)速、可控硅整流、氣體放電燈、開關(guān)模式電源等非線性負荷日益增多，使電網(wǎng)中的諧波成分不斷加大。諧波成分過大會使配電變壓器發(fā)熱，造成功率因數(shù)降低。功率因數(shù)降低又使電流增大，從而影響了電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備的出力，并增加了其電能損耗，有時還會引起系統(tǒng)諧振。所以諧波危害已經(jīng)引起電力部門的重視，要求采取消除與降低諧波的辦法與措施。因為計算機系統(tǒng)本身都有開關(guān)模式電源，有些還采用UPS不間斷供電電源，一般只會影響到

9、電源發(fā)熱，諧波引起的干擾很難通過UPS進入計算機造成干擾。任何原因引起的供電電源斷電都會影響計算機的正常運行，有時還會因數(shù)據(jù)丟失而造成重大損失。備用電源自投都有一定延時，滿足不了計算機系統(tǒng)對供電電源斷電的要求。因此微機一般都選用UPS不間斷電源。其工作時間從15分鐘到幾小時不等。工作時間越長，要求蓄電池容量越大，價格也就越高。一般微機用的UPS有15分鐘繼續(xù)供電時間就可以滿足要求。斷電后UPS發(fā)出信號，工作人員有足夠的時間進行數(shù)據(jù)處理并存盤保存后，再進行正常關(guān)機。有些工業(yè)計算機已經(jīng)把UPS不間斷電源安裝于計算機內(nèi)部，這樣就更加可靠與方便。對于大型計算機系統(tǒng)一般都選用大容量的UPS不間斷電源。運

10、行經(jīng)驗表明，一般微型機用后備式UPS不間斷電源就可以滿足要求。對于大型計算機應(yīng)采用在線式UPS不間斷電源。電網(wǎng)頻率偏差也是用電電能質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。頻率變化對轉(zhuǎn)動的用電設(shè)備有較大影響。早期計算機的外部設(shè)備有磁鼓與磁帶機等，現(xiàn)在微機硬盤的容量越來越大，并且由微機內(nèi)部直流電源供電，原有的外圍設(shè)備已淘汰。所以頻率偏差只要在國家電網(wǎng)電能質(zhì)量規(guī)定的范圍之內(nèi)，就不會影響計算機控制系統(tǒng)的正常運行。參考文獻 中性線對地線的電位差影響PC的運行嗎?（譯文）電氣施工與管理雜志 第二卷 第三期 1999年9月 作者 美國 約翰A迪戴德 聞官軍收河南河北 杜 甫 劍外忽傳收薊北，初聞涕淚滿衣裳。卻看妻子愁何在，漫卷詩書喜欲狂。 白日放歌須縱酒，青春作伴好還鄉(xiāng)。即從巴峽穿巫峽，便下襄陽向洛陽。贈 汪 倫 李 白 李白乘舟將欲行，忽聞岸上踏歌聲。桃花潭水深千