會有的,像我們學校第一次自動恢復,第二次就要到指導那登記再恢複電力。

可能很多同學都有這種經歷,在寢室里4台電腦開著,電扇開著、日光燈開著都可以正常

運行,沒有任何問題,但是什麼電器都不開,就插了一個小小的電熱杯,電錶就跳閘

若是遇到哪位同學正在用電腦,更是可以聽見抓狂的叫聲。。。。為什麼會出現這種現象

呢?電腦的電源都是250W~300W的,4台電腦功率之和絕對在一個電熱杯之上,但為

什麼可以帶4台電腦同時工作但不能接入一個300W的電熱杯呢?兩者有什麼不同呢?下面

我們就來研究一下。

我們平時使用的最多的加熱裝置就是熱得快、電熱杯或者電飯鍋,它們的工作原理就是

電流流過電阻絲,電阻絲髮熱來燒水。對於220V電網來說,這類負載相當於一個純電阻

接到電網裡,學過電路的同學都知道,交流220V加到電阻上,其兩端的電壓波形和流過

電阻的電流波形是同相的,也就是說,兩者相位差是0。這類負載我們稱之為純電阻性負

載 。

計算機相當於什麼負載呢?我們知道我們的電腦機箱的後上方,有一個方塊狀的鐵盒子

,那就是計算機的電源。這個電源對於電網來說,就是電網的一個負載。計算機的電源

是開關電源(注意,這可不是有開關的電源哦),屬於非線性負載(也叫整流性負載)

。開關電源的原理是先把220V@50hz交流電整流為高壓直流,再把高壓直流逆變為高壓高

頻交流,再通過高頻變壓器降為低壓高頻交流,再轉為低壓直流輸出,這種電源的效率

要比傳統穩壓器高得多。把計算機的開關電源當做220V電網的一個負載,這種負載在22

0V市電輸入端看來等效於一個容性負載,雖然它的電壓波形還是正弦波,但是它的電流

波形已經畸變了,不再是規則的正弦波,而是接近脈衝波的波形(其實這種非線性負載

才是對電網有危害的惡性負載,會給電網帶來高次諧波)。

兩種負載的電壓電流波形見附圖。那麼電錶如何識別這兩種負載呢?方法有很多種,但

都是通過單片機+AD轉換器,對220V輸出端的電壓電流的波形實時採樣,然後編製相應的

程序,通過演算法,判斷這兩種負載的功率各佔多大的比例,僅僅限制純電阻性負載的接

入,或者是檢測總電流,限制總功率。鑒於本文是發表在非專業論壇,就不詳細描述判

斷過程了。具體演算法有興趣的同學可以和我聯繫,一起研究。

對於部分目前廣泛使用的監視平均功率的電錶,用一隻整流二極體或快恢復二極體(反

向耐壓值450V以上,最大電流6A以上,為安全起見,留有一定裕度)串聯在熱得快上,

相當於半波整流,減少了一半的電壓,那麼根據P=(U^2)/R,(1000W的熱得快電阻為50歐

姆左右)。可以求得,平均功率已經減小到了額定功率的1/4,也就是250W,但實際上瞬

時功率與未改裝之前相同,只是改裝後只有改裝前一半的導通時間,平均到整個周期上

,平均功率才下降了。這種辦法只能騙過監視平均功率的電錶,對於監視峰值電流的電

表,還是逃不過它的眼睛。

採用二極體的方式比較簡便,但是,由於功率只有原來的1/4,加熱時間會變得很長。有

沒有可以手動調節功率的呢?答案是:有。不過這種方案比二極體方案要複雜,這種方

案是利用了晶閘管(又名可控硅),通過調節觸發脈衝,來改變晶閘管的導通角,從而

控制一個周期內的熱得快的導通時間。二極體的方案相當於是固定的把導通時間減小到

1/2,晶閘管的方案就是可以理解為可以手動調節這個導通時間,從而調節熱得快的平均

功率。這樣,就可以最大限度的利用電錶所設置的負載上限,只要把功率調的比跳閘的

負載上限小那麼一點點就可以了。這樣加熱的時間就比二極體方案減少了。但是這種方

案仍然有缺陷,那就是它也無法逃脫檢測峰值電流的電錶的監視。

為了防止違章使用熱得快等電器,減小火災隱患,但又不影響同學們使用電腦等用電器

,部分公寓安裝的電錶經過升級,加裝了智能負載識別器,可以根據電流和電壓波形和

相位差來判斷是否有大功率純電阻性熱源負載的接入。所以就出現了寢室可以帶4台電腦

同時工作但不能接入一個300W的電熱杯的現象。對於這種智能電錶,光靠串連一個二極

管已經不行了,甚至是晶閘管調功裝置也不行,因為不管你怎麼改變導通的時間,由於

負載類型沒有變,所以導通時電流電壓波形依然是相位差為0,還是會被這種電錶識別出

來。

同時開4台計算機卻不跳閘,這說明,寢室電錶並不限制這類負載的使用。前面已經分析

過,因為這類負載是屬於非線性整流性負載,它的電流波形與純電阻性負載是完全不同

的。有的同學可能會問,為什麼不同呢?不都是在用電么?理解這個問題需要電路的知

識和電力電子的知識,這裡就不詳細解釋了。一般來說,只要是輸入端有整流橋+電容+

高頻逆變器(把直流電逆變為高頻交流電)結構的用電器,都可以認為是非線性整流負

載。象電腦、節能燈等都是屬於這類負載。它們都可以不受電錶的純電阻負載上限功率

的限制(當然功率不能太大了,一般電錶還有個總功率限制)。

經過這樣的分析,我們可以發現,這種智能電錶也有缺陷,它雖然能區分出純電阻性負

載和非線性負載,但是它並不知道輸給非線性負載的能量是用於電腦了還是用於加熱了

,所以它對下列兩種情況是束手無策的:

1、改裝後的熱得快,把純電阻性負載偽裝為非線性負載,騙過電錶的監視。

2、使用具有逆變裝置的可調功率的加熱產品,比如電磁爐(要能調節功率的),小型微

波爐(小火~中火)。

電磁爐是一種新型安全的產品,無明火,使用高頻電磁波使鐵系物品產生渦流而發熱,

不會燙傷人體,功率可調,有溫控電路,可防過熱,省電安全。可以避免使用熱得快所

帶來的安全隱患,我想學校應該不會限制這種電器的使用。

(聲明:我可沒讓大家用這種方法在寢室燒水煮飯啊~)

上面兩種方法其實是異曲同工,需要注意的是,對於第一種方法,請由專業人士進行改

裝,當然你如果是學電的,你也可以自己設計,自己分析,但是請注意安全,小心觸電

,元器件的選擇請儘可能留有閾量,使用時也請小心。對於第二種方案,由於俺囊中羞

澀,沒有拿電磁爐或者微波爐做過試驗,僅僅從原理上分析是可行的,在實際使用中還

與具體功率值有關,請從最小功率開始調節。另外,請使用大廠名牌產品,請注意電磁

爐和微波爐的使用手冊,一般都要要求使用三孔插座,良好接地,否則可能產生瞬時打

火,電流增大,造成危險。

第一種方案已經證實是可行的,但是元件參數的選擇一定要合理,否則也會產生很大的

電流。 -轉自百度


大一新生么?沒必要在意這些,影響不大,學習好就行了。等大二了啥都不是


你們學校很嚴么?我們功率過大跳了後自己把閘抬上去就好了 。貌似不存在記錄 ?,主要自己注意用電安全哦 。


這個取決於你學校的電量管理系統有多先進了


沒記錄,誰合閘誰知道。


推薦閱讀:
相关文章