计算机对供电电源质量的要求与干扰试验分析
用电电能质量与可靠性是所有用电设备稳定运行的首要条件。为保证电网电能质量，国家已经制定了电网电能质量的有关标准，对电网供电的可靠性，电压偏差、瞬变与波动，谐波以及电网频率偏差等都作了规定。但用户更关心的是用电设备处的电能质量。它不仅会影响用电设备正常运行,有时还可能造成用电设备的损坏。发达国家普遍采用电能质量检测仪在用户内部有关部位对电能质量进行检测、记录和分析，以确定改善用电电能质量的具体措施。
计算机系统处理的信息量越来越大，工作速度越来越快，对用电电能质量也就有着一些特殊要求。例如：毫秒级断电对照明等普通用电设备不会造成多大影响，但对计算机系统有时就会造成数据丢失，甚至死机的严重后果。
过电压是计算机系统电能质量应着重考虑的问题，外部过电压主要来自大气过电压，内部过电压主要来自操作过电压及故障过电压等。当大功率设备拉闸时，将会产生瞬态过电压。三相四线制供电系统，中性线断裂后，如果三相负荷不平衡，负荷小的一相或两相的电压就会升高，会造成计算机等用电设备的损坏。从建筑物的电源进线开始，逐级安装电涌防护器可以将过电压限制到一定幅值，以保护计算机等对过电压敏感的设备。将计算机与大功率用电设备分开，用不同回路供电也是一种有效的措施。有些电源插座带有过电压防护功能，这是一种非常好的办法，但其质量必须可靠。
计算机系统本身的外部数据接口及通信电缆也应当有过电压防护措施，不论过电压是从电源线还是外部数据电缆或通信电缆进入计算机系统，都会破坏计算机系统的数据传输，甚至使通信电缆受到损坏。计算机系统本身设计与制造时，也采取安装压敏电阻或选用带过电压保护的芯片等措施来进行过电压防护。
电压偏差(或偏移)、电压暂降、电压波动以及冲击过电压等是各种不同的电压扰动，他们对计算机系统的影响与干扰不完全相同。电压偏差(或偏移)是指较长时间的电压偏离额定值，计算机开关模式电源一般可以保证在180V时计算机仍可正常工作，但供电电压过低或过高都会使计算机开关模式电源温升过高而影响其使用寿命。
为了解决电压偏差问题，不少单位采用交流稳压器。其功率：单相3到300kVA，三相 10到1500kVA。输入电压：单相 176到264V，三相 304到450V。稳压精度1%～5%可调，调整速率小于30V/S。从整体上考虑，采用交流稳压器是一种不经济的办法，而电力系统集中采用无功补偿或调节变压器分接头才是比较经济合理的。而根本解决办法是增加电力系统发配电容量，对电网变压器及线路进行改造。近年来我国通过对电力网的扩建与改造，供电电压质量已有了很大的提高。
电压暂降是指较长时间(从一秒到数秒)的电压降低。当电力系统发生故障时会引起系统电压暂降，供电系统设计不合理，在较大容量用电设备起动时，也会引起用电电压暂降，当电压暂降超过一定值时，也会影响到计算机系统的正常运行。
由于计算机本身电源都为开关模式电源。开关模式电源与普通电源的区别在于先将交流电变换成直流，然后通过振荡电路变为高频交流，再经过高频降压变压器与整流滤波及稳压电路变为直流±5V与±12V电源。两级变流都有大容量的滤波电容，在一定程度上可以起到抗电压暂降的作用。
供电电源中性线（N线）与保护地线（PE线）之间的电位变化与干扰，对计算机系统的稳定运行也会带来影响。美国电力研究所(EPRI)电力电子应用中心(PEAC)，对计算机的用电电源进行了各种模式的N线与PE线之间电位变化与干扰试验，取得了令人满意的试验结果。
第一种试验是模拟电源中性线(N线)与保护地线(PE线)电位差对计算机系统的稳定运行引起的干扰。试验接线图见图1。计算机通过隔离变压器供电，但二次侧在电源中性线(N线)与保护地线(PE线)之间未短接，而出现稳态50V电压，这一电位差没有影响计算机的正常运行。
第二种试验接线如图2所示。将照相复印机与计算机用同一电源供电。照相复印机内部有一个较大功率的电加热器。将供电电源线长度分别取为100英尺、200英尺与300英尺，做了三种情况的试验。由于加热器功率较大,中性线(N线)与地线(PE线)间出现了3V～9V的电压。结果计算机正常运行没有受到影响。
第三种试验是模拟雷电干扰，由电弧及继电器振荡引起的电涌干扰试验。试验接线如图3所示。试验过程中他们在计算机供电电源的中性线(N线)与地线(PE线)之间施加一陡度为0.5mS，100kHZ的振荡波，在电源正弦波的正半波波峰施加2个电涌，其幅值分别施加到1kV、1.5 kV、2 kV、2.5 kV、3kV，试验结果计算机的正常运行没有受到影响。
他们还在电源线上施加0.5KV电气快速暂态(EFT)过电压，历时1分钟，同时还做了1kV、2kV以及4kV的EFT试验，均未干扰计算机的正常运行。
第四种试验是利用可控硅接通电容器，产生振荡模拟干扰，试验接线如图4。试验结果振荡产生的干扰没有影响计算机的正常运行。
通过以上四种试验可以看出供电电源中性线（N线）与保护地线（PE线）之间的电位变化与干扰没有影响计算机的正常运行，但计算机外部设备之间进行数据传输时, 如果各设备的信号地通过PE线接地，信号地便与PE线相连接，N线和PE线间过大的电压，将会引起各设备信号地间的电位差，从而破坏传输数据，影响计算机的正常运行。
电网中电子电力设备，例如：变频调速、可控硅整流、气体放电灯、开关模式电源等非线性负荷日益增多，使电网中的谐波成分不断加大。谐波成分过大会使配电变压器发热，造成功率因数降低。功率因数降低又使电流增大，从而影响了电力系统输变电设备的出力，并增加了其电能损耗，有时还会引起系统谐振。所以谐波危害已经引起电力部门的重视，要求采取消除与降低谐波的办法与措施。因为计算机系统本身都有开关模式电源，有些还采用UPS不间断供电电源，一般只会影响到电源发热，谐波引起的干扰很难通过UPS进入计算机造成干扰。
任何原因引起的供电电源断电都会影响计算机的正常运行，有时还会因数据丢失而造成重大损失。备用电源自投都有一定延时，满足不了计算机系统对供电电源断电的要求。因此微机一般都选用UPS不间断电源。其工作时间从15分钟到几小时不等。工作时间越长，要求蓄电池容量越大，价格也就越高。一般微机用的UPS有15分钟继续供电时间就可以满足要求。断电后UPS发出信号，工作人员有足够的时间进行数据处理并存盘保存后，再进行正常关机。有些工业计算机已经把UPS不间断电源安装于计算机内部，这样就更加可靠与方便。对于大型计算机系统一般都选用大容量的UPS不间断电源。运行经验表明，一般微型机用后备式UPS不间断电源就可以满足要求。对于大型计算机应采用在线式UPS不间断电源。
电网频率偏差也是用电电能质量的一个重要指标。频率变化对转动的用电设备有较大影响。早期计算机的外部设备有磁鼓与磁带机等，现在微机硬盘的容量越来越大，并且由微机内部直流电源供电，原有的外围设备已淘汰。所以频率偏差只要在国家电网电能质量规定的范围之内，就不会影响计算机控制系统的正常运行。
