Αντιστάθμιση άεργου ισχύος σε εγκαταστάσεις με λαμπτήρες εκκένωσης αερίου

Εάν δεν υπάρχουν ειδικοί πυκνωτές αντιστάθμισης στο κύκλωμα, τότε ο συντελεστής ισχύος του σετ λαμπτήρων φθορισμού - έρματος όταν είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο είναι πολύ χαμηλός και κυμαίνεται από 0,5 - 0,55. Σε κυκλώματα με τη διαδοχική συμπερίληψη δύο λαμπτήρων (για παράδειγμα, μια συσκευή ελέγχου του τύπου 2ABZ-40), ο συντελεστής ισχύος φτάνει το 0,7 και σε κυκλώματα με δύο λαμπτήρες που λειτουργούν με την αρχή της "διαίρεσης φάσης" (για παράδειγμα, ένα συσκευή ελέγχου του τύπου 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.

Με χαμηλό συντελεστή ισχύος, τα ρεύματα στο δίκτυο αυξάνονται, γεγονός που μπορεί να απαιτεί αύξηση της διατομής των καλωδίων, των ονομαστικών δεδομένων των συσκευών δικτύου και της ισχύος των μετασχηματιστών. Οι απώλειες δικτύου επίσης αυξάνονται κάπως. Για αυτούς τους λόγους, η PUE μέχρι πρόσφατα απαιτούσε να αυξηθεί ο συντελεστής ισχύος στο 0,95 ήδη στα σημεία που είναι εγκατεστημένοι οι λαμπτήρες.

Κατ' αρχήν, ωστόσο, είναι δυνατή τόσο η μεμονωμένη αντιστάθμιση άεργου ισχύος — απευθείας στους λαμπτήρες — όσο και η ομαδική αντιστάθμιση, όταν οι πυκνωτές είναι τοποθετημένοι στις ασπίδες και εξυπηρετούν μια ολόκληρη ομάδα λαμπτήρων.

Η ομαδική αντιστάθμιση έχει ορισμένα πλεονεκτήματα: οι πυκνωτές ομάδας μπορεί να είναι πιο αξιόπιστοι και πιο ανθεκτικοί από τους επί του παρόντος χρησιμοποιούμενους μεμονωμένους τυχαίους πυκνωτές που δεν έχουν σχεδιαστεί ειδικά για τη δεδομένη εφαρμογή. Σύμφωνα με ορισμένους υπολογισμούς, η ομαδική αποζημίωση είναι επίσης πιο οικονομική από την ατομική αποζημίωση.

Η σκοπιμότητα χρήσης του ενός ή του άλλου συστήματος αντιστάθμισης υπόκειται σε περαιτέρω μελέτη και η λύση του προβλήματος θα εξαρτηθεί ιδίως από το ποιοι νέοι τύποι ομαδικών και μεμονωμένων πυκνωτών θα υιοθετήσει η βιομηχανία.

Εν τω μεταξύ, όταν τα στραγγαλιστικά πηνία χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά στις εγκαταστάσεις μας σύμφωνα με ένα κύκλωμα εκκίνησης δύο λαμπτήρων, το ζήτημα της αντιστάθμισης λύνεται, ούτως ή άλλως, αυτόματα: οι ίδιοι πυκνωτές που χρησιμεύουν για τη δημιουργία ρεύματος οδήγησης στο κύκλωμα λαμπτήρων παρέχουν επίσης αύξηση του συντελεστή ισχύος σε περίπου 0,92.

Τόσο η ατομική όσο και η ομαδική αντιστάθμιση άεργου ισχύος χρησιμοποιείται για λαμπτήρες MGL και DRL.

Το σετ λαμπτήρων DRL — PRA έχει συντελεστή ισχύος περίπου 0,57, ο οποίος, όπως σημειώθηκε παραπάνω, μπορεί να οδηγήσει σε βαρύτερο δίκτυο. Η αντιστάθμιση άεργου ισχύος μπορεί να ανακουφίσει το δίκτυο, αλλά με τη σειρά του περιλαμβάνει την εγκατάσταση σχετικά ακριβών μεμονωμένων ή ομαδικών πυκνωτών.

Σύμφωνα με τα διαθέσιμα δεδομένα, για να αυξηθεί ο συντελεστής ισχύος σε 0,9 — 0,95 σε δίκτυα 220 V, 50 Hz με λαμπτήρες τόξου, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε πυκνωτές με τις ακόλουθες ισχύς (ανά λάμπα):

Ισχύς λαμπτήρα, W 1000 750 500 250 Πυκνωτές χωρητικότητας, μF 80 60 40 20

Πυκνωτές αυτής της χωρητικότητας δεν είναι επί του παρόντος διαθέσιμοι, γεγονός που περιορίζει τη χρήση μεμονωμένης αποζημίωσης.Από αυτούς που παράγονται από τη βιομηχανία, οι καταλληλότεροι είναι πυκνωτές από μεταλλικό χαρτί τύπου MBGO με χωρητικότητα 10 μF, τάση 600 V. Αυτοί οι πυκνωτές πρέπει να συνδέονται παράλληλα και να τοποθετούνται σε χαλύβδινα κουτιά (για παράδειγμα, για λαμπτήρας ισχύος 1000 W, απαραίτητο κουτί με διαστάσεις 380x300x200 mm) μαζί με αντιστάσεις εκφόρτισης που εξασφαλίζουν γρήγορη εκφόρτιση των πυκνωτών μετά την απενεργοποίησή τους.

Η αντίσταση εκφόρτισης R καθορίζεται από τον τύπο, Ohm:

στην οποία η άεργος ισχύς του πυκνωτή Q, kvar, βρίσκεται από τον λόγο

όπου C είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή, μF. U — Τάση ακροδεκτών πυκνωτή, kV.

Για έναν πυκνωτή MBGO με χωρητικότητα 10 μF, η άεργος ισχύς Q είναι 0,15 kvar. Για λαμπτήρες 1000 W μπορεί να γίνει αποδεκτή αντίσταση με επίστρωση άνθρακα 620.000 ohms, για λαμπτήρες 750 watt αντίσταση 825.000 ohms.

Σε εγκαταστάσεις με αντιστάθμιση ομάδας, η απαιτούμενη ισχύς πυκνωτή Q μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο

όπου P — εγκατεστημένη ισχύς, kW, συμπεριλαμβανομένων των απωλειών έρματος. Τα φ1 και φ2 είναι οι γωνίες μετατόπισης φάσης που αντιστοιχούν στις επιθυμητές τιμές (φ2) και αρχικές (φ1) τιμές συντελεστή ισχύος.

Για να αυξηθεί ο συντελεστής ισχύος από 0,57 σε 0,95 για κάθε 1 kW εγκατεστημένης ισχύος, απαιτούνται πυκνωτές 1,1 kvar. Με ομαδική αντιστάθμιση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τριφασικοί πυκνωτές λαδιού χαρτιού τύπου KM-0.38-25, χωρητικότητας 25 kvar, καθώς και άλλοι με χαμηλότερη ισχύ, για παράδειγμα, 10 kvar.

Ρύζι. 1. Ένα πιθανό σχήμα σύνδεσης ομαδικής γραμμής με αντιστάθμιση συντελεστή ισχύος ομαδικής γραμμής

Ρύζι. 2. Σχέδιο συμπερίληψης αντιστάσεων εκφόρτισης με πυκνωτή KM-0,38-25

Κάθε πυκνωτής 25 kvar είναι επαρκής για μια ομάδα 22 kW συμπεριλαμβανομένων των απωλειών έρματος. Οι ομάδες μπορούν να διακλαδιστούν πίσω από τη μονάδα πυκνωτή όπως φαίνεται στο σχ. 1. Για γραμμές με πυκνωτές KM-0.38-25, η ρύθμιση του διακόπτη μηχανής δεν υπερβαίνει τα 40 A και το ρεύμα κάθε παράλληλης γραμμής είναι 36 A.

Η αντίσταση εκφόρτισης για τους πυκνωτές KM-0.38-25, που υπολογίζεται με τον πρώτο τύπο, δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 87.000 ohms. Κάθε πυκνωτής μπορεί να εξοπλιστεί με μία αντίσταση σωλήνα τύπου U1 με ισχύ 150 W, αντίσταση 40.000 Ohm, με δύο τμήματα των 20.000 Ohm συνδεδεμένα σύμφωνα με το σχήμα του Σχ. 2.

Οι πυκνωτές μαζί με τις αντιστάσεις τοποθετούνται κοντά σε ασπίδες σε χαλύβδινα ντουλάπια, συνήθως τρία έως πέντε σε ένα ντουλάπι. Οι διαστάσεις του ντουλαπιού για πέντε πυκνωτές είναι 1250 x 1450 x 700 mm.

Η ομαδική αντιστάθμιση της άεργου ισχύος σε έναν υποσταθμό μπορεί να γίνει με τους ίδιους πυκνωτές KM συναρμολογημένους σε μπαταρίες και χρησιμοποιώντας εισερχόμενα ερμάρια για τη σύνδεσή τους με τις ζυγούς του υποσταθμού.

Συγκριτικοί υπολογισμοί που έγιναν από το "Tyazhpromelectroproject" έδειξαν ότι η επιλογή με αντιστάθμιση άεργου ισχύος κατά μήκος των ομαδικών γραμμών των πάνελ είναι οικονομικά σχεδόν ισοδύναμη με την επιλογή χωρίς αντιστάθμιση άεργου ισχύος. Ωστόσο, μπορεί να δοθεί κάποια προτίμηση στην επιλογή με αντιστάθμιση, η οποία έχει πρόσθετα πλεονεκτήματα στην πλευρά της υψηλής τάσης της παροχής. Επιπλέον, σε όλες τις περιπτώσεις που η έλλειψη αντιστάθμισης οδηγεί στην ανάγκη αύξησης της ισχύος του μετασχηματιστή, η σκοπιμότητα της αντιστάθμισης είναι αδιαμφισβήτητη.

Συνιστάται η άρνηση αντιστάθμισης άεργου ισχύος σε περιπτώσεις όπου συνδέεται υπεραντιστάθμιση φορτίο στον μετασχηματιστή ή όταν υπάρχει υπεραντιστάθμιση στην πλευρά της υψηλής τάσης της τροφοδοσίας.

Από τα προηγούμενα είναι σαφές ότι το ζήτημα της αντιστάθμισης άεργου ισχύος στα δίκτυα φωτισμού δεν μπορεί να λυθεί μεμονωμένα από όλο το φάσμα των προβλημάτων τροφοδοσίας και χωρίς λεπτομερή εξέταση των τοπικών συνθηκών.

Μπορεί να προστεθεί ότι εάν τα δίκτυα τροφοδοσίας φωτισμού είναι πολύ μικρά, η εγκατάσταση πυκνωτών κοντά στις ομαδικές οθόνες ελάχιστα μειώνει την κατανάλωση αγώγιμου μετάλλου, αν και μπορεί να οδηγήσει σε μείωση του αριθμού των ομάδων. Ανάλογα με το μέγεθος του συνεργείου και τις απαιτήσεις ελέγχου φωτισμού, το τελευταίο μπορεί να είναι ή να μην είναι σημαντικό.

Έτσι, σε ορισμένες περιπτώσεις, η λύση στο ζήτημα της ανάγκης και των μεθόδων αντιστάθμισης αέργου ισχύος σε εγκαταστάσεις με λαμπτήρες DRL εμπίπτει αποκλειστικά στην αρμοδιότητα των προμηθευτών ηλεκτρικής ενέργειας.

Θα είναι δυνατό να επανέλθουμε στο ζήτημα της σκοπιμότητας της μεμονωμένης αντιστάθμισης άεργου ισχύος μετά την ανάπτυξη και ανάπτυξη από τη βιομηχανία ειδικών αξιόπιστων πυκνωτών για λαμπτήρες DRL, ανθεκτικών και φθηνών. όταν χρησιμοποιείτε πυκνωτές όπως το MBGO ή παρόμοιο, η ατομική αποζημίωση είναι προφανώς ακατάλληλη.Ωστόσο, πρέπει πάντα να έχετε κατά νου το σημαντικό λειτουργικό πλεονέκτημα της εγκατάστασης πυκνωτών στο σετ ελέγχου ή συνήθως κοντά στους λαμπτήρες, το οποίο είναι η απενεργοποίηση των πυκνωτών στο την ίδια ώρα με τις λάμπες.

Ορισμένες εταιρείες προμηθεύουν πλέον στραγγαλιστικά πηνία με πυκνωτές αντιστάθμισης.Με έναν αξιόπιστο σχεδιασμό του τελευταίου, αυτό είναι, φυσικά, πολύ βολικό.