Reaktiv effektkompensation i installationer med gasudladningslamper

Hvis der ikke er specielle kompenserende kondensatorer i kredsløbet, er strømfaktoren for lysstofrøret - ballast indstillet, når den er tilsluttet netværket, meget lav og ligger i området 0,5 - 0,55. I kredsløb med sekventiel inklusion af to lamper (for eksempel en styreenhed af typen 2ABZ-40) når effektfaktoren 0,7, og i kredsløb med to lamper, der fungerer efter princippet om "split fase" (for eksempel en kontrolanordning af typen 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.

Med en lav effektfaktor stiger strømmene i netværket, hvilket kan kræve en stigning i ledningernes tværsnit, netværksenhedernes nominelle data og transformatorernes effekt. Nettabene stiger også noget. Af disse grunde krævede PUE indtil for nylig, at effektfaktoren blev øget til 0,95 allerede de steder, hvor lamperne er installeret.

I princippet er der dog mulighed for både individuel reaktiv effektkompensation — direkte ved lamperne — og gruppekompensation, når kondensatorerne er monteret på skjoldene og betjener en hel gruppe af lamper.

Gruppekompensation har visse fordele: gruppekondensatorer kan være mere pålidelige og mere holdbare end de aktuelt anvendte individuelle tilfældige kondensatorer, der ikke er specifikt designet til den givne anvendelse. Ifølge nogle beregninger er gruppekompensation også mere økonomisk end individuel kompensation.

Muligheden for at bruge det ene eller det andet kompensationssystem er genstand for yderligere undersøgelser, og løsningen på problemet vil især afhænge af, hvilke nye typer af gruppe- og individuelle kondensatorer, der vil blive vedtaget af industrien.

I mellemtiden, når forkoblinger næsten udelukkende bruges i vores installationer i henhold til et to-lamps startkredsløb, løses spørgsmålet om kompensation så at sige automatisk: de samme kondensatorer, der tjener til at skabe en førende strøm i lampekredsløbet, giver også en stigning i effektkoefficienten til omkring 0,92.

Både individuel og gruppe reaktiv effektkompensation bruges til MGL- og DRL-lamper.

DRL — PRA lampesættet har en effektfaktor på omkring 0,57, hvilket, som nævnt ovenfor, kan resultere i et tungere gitter. Reaktiv effektkompensation kan aflaste netværket, men involverer til gengæld installation af relativt dyre individuelle eller gruppekondensatorer.

Ifølge de tilgængelige data er det nødvendigt at installere kondensatorer med følgende kræfter (pr. lampe) for at øge effektfaktoren til 0,9 - 0,95 i 220 V, 50 Hz netværk med lysbuelamper:

Lampeeffekt, W 1000 750 500 250 Kapacitans kondensatorer, μF 80 60 40 20

Kondensatorer med denne kapacitet er ikke tilgængelige i øjeblikket, hvilket begrænser brugen af ​​individuel kompensation.Af dem, der produceres af industrien, er de mest velegnede metal-papir kondensatorer af MBGO-typen med en kapacitet på 10 μF, en spænding på 600 V. Disse kondensatorer skal forbindes parallelt og installeres i stålkasser (f.eks. til en lampe med en effekt på 1000 W, er det nødvendigt boks med dimensioner på 380x300x200 mm) sammen med udladningsmodstande, der sikrer hurtig afladning af kondensatorerne, efter at de er slukket.

Afladningsmodstanden R bestemmes af formlen Ohm:

hvor den reaktive effekt af kondensatoren Q, kvar, findes ved forholdet

hvor C er kapacitansen af ​​kondensatoren, μF; U — kondensatorterminalspænding, kV.

For en MBGO-kondensator med en kapacitans på 10 μF er den reaktive effekt Q 0,15 kvar. For 1000 W lamper kan en kulstofbelagt modstand på 620.000 ohm accepteres, for 750 watt lamper en modstand på 825.000 ohm.

I gruppekompenserede installationer kan den nødvendige kondensatoreffekt Q bestemmes af formlen

hvor P — installeret effekt, kW, inklusive ballasttab; φ1 og φ2 er faseforskydningsvinklerne svarende til de ønskede (φ2) og initiale (φ1) effektfaktorværdier.

For at øge effektfaktoren fra 0,57 til 0,95 for hver 1 kW installeret effekt kræves der 1,1 kvar kondensatorer. Med gruppekompensation kan der anvendes trefasede papiroliekondensatorer af typen KM-0,38-25, med en kapacitet på 25 kvar, samt andre med en lavere effekt, for eksempel 10 kvar.

Ris. 1. En mulig gruppelinjeforbindelsesordning med gruppelinjeeffektfaktorkompensation

Ris. 2. Skema for inklusion af afladningsmodstande med kondensator KM-0,38-25

Hver 25 kvar kondensator er tilstrækkelig til en 22 kW gruppe inklusive ballasttab. Grupperne kan forgrenes bag kondensatoranlægget som vist i fig. 1. For linjer med KM-0.38-25 kondensatorer overstiger indstillingen af ​​maskinafbryderen ikke 40 A, og strømmen af ​​hver af de parallelle linjer er 36 A.

Afladningsmodstanden for kondensatorer KM-0,38-25, beregnet ved den første formel, bør ikke overstige 87.000 ohm. Hver kondensator kan udstyres med en rørmodstand af type U1 med en effekt på 150 W, en modstand på 40.000 Ohm, med to sektioner på 20.000 Ohm forbundet i henhold til skemaet i fig. 2.

Kondensatorer sammen med modstande er monteret nær skjolde i stålskabe, normalt tre til fem i et kabinet. Dimensionerne på kabinettet til fem kondensatorer er 1250 x 1450 x 700 mm.

Gruppekompensation af reaktiv effekt i en transformerstation kan udføres med de samme KM-kondensatorer samlet i batterier og ved hjælp af indgående kabinetter til at forbinde dem med transformerstationens samleskinner.

Sammenlignende beregninger foretaget af "Tyazhpromelectroproject" viste, at muligheden med reaktiv effektkompensation langs panelernes gruppelinjer er økonomisk næsten ækvivalent med muligheden uden reaktiv effektkompensation. Der kan dog gives en vis præference til den kompenserede mulighed, som har yderligere fordele på højspændingssiden af ​​forsyningen. Desuden er muligheden for kompensation uomtvistelig i alle tilfælde, hvor den manglende kompensation fører til behovet for at øge transformatorens effekt.

Det anbefales at nægte reaktiv effektkompensation i tilfælde, hvor en overkompenseret belastning er tilsluttet transformeren, eller hvor der er overkompensation på højspændingssiden af ​​forsyningsnettet.

Af det foregående er det klart, at spørgsmålet om reaktiv effektkompensation i belysningsnetværk ikke kan løses isoleret fra hele spektret af strømforsyningsproblemer og uden detaljeret overvejelse af lokale forhold.

Det kan tilføjes, at hvis forsyningsbelysningsnettene er meget korte, reducerer installationen af ​​kondensatorer nær gruppeskærmene næppe forbruget af ledende metal, selvom det kan føre til en reduktion i antallet af grupper. Afhængigt af værkstedets størrelse og lysstyringskravene kan sidstnævnte være væsentlige eller ikke.

Løsningen af ​​spørgsmålet om behovet og metoderne til reaktiv effektkompensation i installationer med DRL-lamper ligger således i en række tilfælde helt inden for elleverandørernes kompetence.

Det vil være muligt at vende tilbage til spørgsmålet om hensigtsmæssigheden af ​​individuel reaktiv effektkompensation efter udvikling og udvikling af industrien af ​​specielle pålidelige kondensatorer til DRL-lamper, holdbare og billige; ved brug af kondensatorer som MBGO eller lignende, er individuel kompensation naturligvis uhensigtsmæssig, men man skal altid huske på den vigtige driftsmæssige fordel ved at installere kondensatorer i styresættet eller normalt i nærheden af ​​lamperne, som er at slukke for kondensatorerne ved samme tid som lamperne.

Nogle virksomheder leverer nu ballaster med kompenserende kondensatorer.Med et pålideligt design af sidstnævnte er dette naturligvis meget praktisk.