Специфика питания компьютерных сетей

4 Февраля 2019 447
Наличие в качестве нагрузки большого количества потребителей с импульсными источниками питания (компьютеры, мониторы, серверы, копировальные аппараты и т.д.) приводит к появлению нелинейного, импульсного тока нагрузки и как следствие возникает ряд проблем связанных с электроснабжением данного объекта.
При проектировании электроустановки с долей нагрузок такого рода более 25 – 30 % следует вводить определенные поправки в расчеты кабельных сетей, номиналов автоматов защиты и выбору мощности трансформаторов на подстанции.

Истоки проблемы.

8.1.gif
Рисунок 1 – Кривая тока потребления импульсным источником питания.

В результате мы имеем периодическую несинусоидальную функцию потребления тока. Если представить эту функцию в виде бесконечного ряда синусоидальных функций с частотой кратной 50 Гц, то выяснится, что третья гармоника составляет до 70% от величины основной гармоники. Теперь проанализируем последствия этой ситуации для электроустановки.

Перегрузка проводника нейтрали.
При равной и линейной загрузке по трем фазам ток в нейтрали практически равен нулю. В любом случае он физически не может превышать ток в любой из фаз. В случае несинусоидального тока потребления действующее значение тока не только не равно нулю, но и может превышать фазный в пределе до 1,7 раза!

8.2.gif
Рисунок 2 – Кривая тока нейтрали при нелинейной нагрузке в трехфазной сети.

Следует напомнить, что установка автоматов защиты или предохранителей в линии нейтрали не предусмотрена, а если еще при реконструкции используются кабеля с жилой нейтрали равной одной третьей от сечения фазного проводника, то пожар практически гарантирован.

Искажение синусоидальности напряжения.
За счет сопротивления проводников линии питания на зажимах нелинейной нагрузки образуется так называемая «плоская синусоида».

8.3.gif
Рисунок 3 – Кривая напряжения на зажимах импульсного источника питания.

Проблема заключается в том, что более половины схем измерения и защиты по напряжению (реле контроля фаз, измерительные цепи стабилизаторов напряжения, схемы измерения в UPS и т.д.) измеряют напряжение по амплитуде. Погрешность измерения при такой форме синусоиды уже составит от 5 до 15%. Например, если на входе сети питания группы вычислительной техники установлено реле контроля напряжения с настроенным порогом отключения 245 В (действующее значение напряжения), то при такой форме синусоиды защитное отключение произойдет только при 270 В.

Перегрузка и потери в трансформаторах.
Присутствие гармоник отличных от основной (50 Гц) за счет присутствия нелинейной нагрузки увеличивает долю вихревых токов трансформатора подстанции и активное сопротивление обмоток трансформатора. Как следствие увеличивается нагрев. Для электроустановок с долей нелинейной нагрузки более 20% полная загрузка трансформатора может наступить уже на 80% от номинальной мощности.

Заключение.
При проектировании электроустановки, где применяется значительное количество компьютеров и прочей оргтехники следует внимательно отнестись к расчетам сечения кабельных линий, выбору мощности трансформатора и номиналов автоматов защиты. Это особенно актуально при организации питания локальных, выделенных вычислительных сетей (ЛВС).

Оцените статью:

Смотрите также:

Что такое байпас в стабилизаторе напряжения?
Что такое байпас в стабилизаторе напряжения?
24 Апреля 2020

Термин «байпас» происходит от английского слова bypass, которое переводится на русский язык, как «обход», «шунт». Байпасом называют искусственно созданный обходной путь, который позволяет в случае необходимости исключить из общей схемы какой-либо элемент или участок, тем самым устраняя его влияние на конечный результат.

Читать полностью
Функциональное заземление
Функциональное заземление
3 Июня 2019

Рабочее (функциональное) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности). ( ПУЭ п. 1.7.30 )

Читать полностью
Как выбрать однофазный стабилизатор напряжения
Как выбрать однофазный стабилизатор напряжения
19 Августа 2019

Однофазный стабилизатор напряжения – устройство, способное защитить бытовую технику, оборудование и инструмент от перепадов напряжения с помощью стабилизации электрических характеристик, независимо от скорости изменения показателей.

Читать полностью

Наверх
Напишите ниже нам о проблеме, возникшей с нашим оборудованием
CAPTCHA Обновить