解决电能质量问题的产品有很多。一些设备,如避雷器,擅长提供对特定问题的保护,而其他设备,如电力调节器,可以提供对更广泛的各种问题的保护。下面简要介绍了用于电能质量保护的最常见产品。

自耦变压器

与隔离变压器不同的是,自耦变压器的初级线圈和次级线圈建立在一个共同的核心上,并且在功率调节方面几乎没有提供任何东西,除非它们被集成到电压调节器或功率调节器中。它们是将一种电压转换为另一种电压的廉价方法(例如,将208V转换为120V)。

电池(备份)

电池是一种储能装置。UPS的核心是电池。电池通常是干式(密封)铅酸电池和湿式(开式)铅酸或镍镉电池。电力调节设备中的电池在中断的情况下提供电力备份,但它们相对昂贵,校正时间容量有限,寿命短(放电/充电周期)。

Buck-Boost变压器

buck-boost变压器是一种小型干式变压器,具有双电压初级和双电压次级。输出电压可以降压(降低)或提升(增加)5%到20%,方法是给系统断电,并手动改变内部线路到单元。当输入电压保持相当恒定时,这些单元可以很好地调节输出电压水平。Buck-boost变压器不能自动调节电压,除了季节性电压波动外,不能纠正电能质量问题。

恒压变压器(CVT) -参见铁谐振变压器

电子抽头转换开关

也被称为电子分接开关,电子分接开关通过可控硅(可控硅整流器)连接隔离或自耦变压器的所有分接到输出,作为开关,确保在任何给定的时间只有一个分接连接到输出。输入电压传感器将信息输入微处理器,微处理器控制可控硅和输出电压。

这些单元提供快速电压校正,因为它们没有移动部件,可以从一个接点跳到另一个。有些版本可能有过载能力和功率因数限制。

铁磁共振变压器

“铁板”或无级变速器的工作原理是其核心的一部分处于饱和状态。变压器产生的磁场或磁通是外加电压的函数。在很大程度上,磁通量与电压是成比例的,除了在高或低电压极端。在电压极值处,电压的较大变化将导致磁通量的较小变化,将高压极值称为“饱和”区域。为了更好地理解这是如何工作的,想象一个底部有一个小出口管的大水箱。当进入水箱的水流量发生变化时,由于水箱中有大量的水,所以从小管道流出的水的流量会保持相当稳定。

大多数铁氧体用于1.5 kVA以下的应用,尽管有些型号可容纳25 kVA。

Ferros具有良好的降噪效果,性能可靠。缺点是,铁会增加明显的谐波失真,在高浪涌电流(>170%)时出现抖动,在不到满载时效率低下。它们在运行过程中也容易发热和噪声。

谐波滤波

谐波滤波是指从输入功率中去除谐波。无源滤波器的作用是去除特定频率和幅度的谐波,但当谐波特性发生变化时,其保护作用很小。有源滤波器(补偿器)分析输入功率与期望波形的偏差。当检测到谐波时,该单元将一个相反的信号叠加在波形上,抵消谐波。无源滤波器相对便宜,但用途有限。有源滤波器是昂贵的,并用于特殊情况下,谐波是一个问题。在大多数情况下,谐波通过隔离变压器或其他电力调节装置降低到可容忍的水平。

逆变器

逆变器是将直流电源转换为交流电源的设备,是UPS和其他电源调节器的基本部件。就其本身而言,逆变器没有功率调节能力。

隔离变压器

隔离变压器电隔离每个绕组,使电流不会通过导通从一个绕组传到另一个绕组。这种隔离防止了微小的输入瞬态和噪声被传输到输出。隔离变压器通常在一次变压器和二次变压器之间安装屏蔽装置,以进一步抑制噪声和瞬态。这些装置主要用于提高或降低电压。它们提供了一些噪音保护,但在功率调节方面几乎没有其他作用。

线性调节器

术语“线路调节器”是最常用的指电压调节器或功率调节器,用于音频,视频,图形和计算机应用。虽然线路空调通常与电源空调的用途相同,但它往往在较小的千伏安额定值下使用。

线隔离

线路隔离是指隔离变压器一次侧和二次侧之间的隔离。

机械抽头转换开关

机械丝锥转换器使用电机驱动机械部件来改变丝锥或改变旋转比。一般来说,电机将一组电刷或接触器从一个位置移动到另一个位置,从而使每一个水龙头接触。

机械分接开关可以实现非常精确的输出电压调节(<1%),而且相对便宜。另一方面,由于机械限制和连续分接更换的必要性,这些单元在进行大的电压修正时很慢。现代电子设备需要的校正时间往往比机械开关提供的校正时间短得多。

功率调节器

“功率调节器”一词指的是能够进行简单电压调节的电压调节器。此外,电力调节器通常提供不同程度的线路隔离、噪声衰减、浪涌抑制、谐波滤波和相位平衡。

初级/中级

初级为变压器输入。次级是变压器输出。

整流器

整流器是将交流电源转换为直流电源的设备,是UPS和其他电源调节器的基本部件。整流器本身没有功率调节能力。

凹陷度过

凹陷贯穿产品旨在抵消(贯穿)电下垂。这些产品可以分为储能设备和非储能设备。

能量储存装置以电力或机械方式储存能量,并在凹陷发生时放电以提高或增加电压。这些设备将能量储存在电容器、电池或旋转物体中。它们价格昂贵,而且对纠正下垂的时间和频率有限制。

即使在极低的电压下,非储能设备也会从系统中吸取额外的电流,以合成必要的电压来抵消凹陷。这些设备比储能设备便宜得多,而且有些可以在不受时间和频率限制的情况下进行凹陷校正。

避雷器(抑制)

浪涌避雷器是一种金属氧化物压敏电阻(MOV),可在预定阈值以上截断(截断)电压。避雷器本质上是一个非线性电阻器,它被放置在相位和地之间。在正常电压水平下,避雷器的电阻非常高,以至于可以忽略掉流到地面的电流。在电压水平高于阈值,避雷器的电阻低,以创建短路和分流浪涌到地面。浪涌避雷器对危险电压水平提供了宝贵的保护。

抽头切换

分接转换是指通过改变变压器的分接来调整输出电压的过程。

要改变一个典型的变压器的分接,必须切断电源并隔离,打开变压器,并将电线或电缆从一组分接移到另一组分接上。这些装置被称为脱机分接开关。

能在保持电力负荷的同时改变分接的装置被称为有载或在线分接开关。这些单元通常是机械的或电子的。

水龙头

变压器的正常功能是改变一个输入电压电平到一个不同的输出电压电平,例如,480v到208v。电压变换比由变压器一次侧和二次侧的匝数(匝数比)决定。因为在任何给定的应用中,准确的电压都可能发生变化,所以变压器经常配有允许调整匝数比的“抽头”。水龙头是一个简单的电气连接到变压器线圈。通过在给定线圈的额定匝数以上或以下设有抽头,可以改变匝数比,并改变输出电压。在额定匝数比上有两个2.5%的抽头,在额定匝数比下有两个2.5%的抽头,输出电压可调节至±5%。

瞬态电压浪涌抑制器参见浪涌抑制器

不间断电源- UPS

对于小型单相应用,不间断电源(UPS)往往是电源调节器的选择。当电源中断时,UPS可以提供电源调节和电池备份。这为穿越中断或安全备份或关闭系统提供了时间。UPS的尺寸必须符合下游设备所需的峰值电流,以及系统运行或关机所需的满载电流的时间长度。UPS的物理尺寸和成本随着负载的大小和“电池时间”的增加而迅速增长。对于大型三相应用,ups可以是房间大小的单元,需要复杂的维护和监测系统来延长电池寿命。UPS电池更换可能需要每两年,成本高达65%的初始成本的单位,并根据电池类型,可能需要特殊处理旧电池。

ups有四个基本版本:待机(或离线)、线上互动、铁谐振和双转换。

备用UPS只在长下垂或中断的情况下提供保护。在正常模式下,备用电池和逆变器关闭,下游设备在非条件线路电源关闭的情况下运行。当电源凹陷或中断时,机械开关打开UPS,为下游设备供电。清除故障后,UPS将恢复待机充电模式。许多备用ups也有防雷功能。这些类型的单元经常用于保护单个设备,如工作站。

线路交互与备用UPS的工作原理基本相同,但它能够为下游设备提供一定程度的线路电源电压调节(buck-boost)。

铁谐振UPS用铁谐振变压器取代了线路交互UPS的降压升压部分,为下游设备提供更高程度的线路功率调节。

双变频UPS是所有UPS中功率调节程度最高的。虽然前三种类型的UPS在下垂和中断时使用电池和逆变器,但双转换UPS使用两个逆变器。该UPS将输入的交流电源转换为直流电源,再转换回交流电源。在下垂或中断的情况下,输出逆变器使用直流电池电源提供负载。这种双转换,加上电池提供的备份,消除了许多电能质量问题,尽管它的初始成本、运行成本和维护成本很高。

电压调整

电压调节器和电力调节器的主要功能之一是将下游设备的电压水平维持在一定的限度内。例如,一个单元可能有+10%/-25%的输入范围和±5%的调节。这意味着,如果输入电压在标称电压加10%和标称电压减25%范围内,那么该装置将调节电压输出到标称电压正负5%以内。如果标称电压为480伏,只要输入电压不高于528伏且不低于360伏,输出电压将在504 ~ 456伏之间。输入范围和调节因制造商、技术和价格范围而异。大的输入范围和小的调节范围往往有更高的价格标签。大多数应用可满足±3 ~ 5%的调节。机械分接式调压器的输出调节范围通常在±1/2到1%之间,尽管这类装置的响应时间比其他技术要慢得多。

电压调整器

电压调节器调节输入电压,以确保输出电压水平落在要求的范围内。

稳压器

在英国,稳压器相当于电压调节器。