Compensarea puterii reactive în instalații cu lămpi cu descărcare în gaz

Dacă nu există condensatori de compensare speciali în circuit, atunci factorul de putere al lămpii fluorescente - balast setat atunci când este conectat la rețea este foarte scăzut și este în intervalul 0,5 - 0,55. În circuitele cu includerea secvențială a două lămpi (de exemplu, un dispozitiv de control de tip 2ABZ-40), factorul de putere ajunge la 0,7, iar în circuitele cu două lămpi care funcționează pe principiul „fază divizată” (de exemplu, o dispozitiv de control de tip 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.

Cu un factor de putere scăzut, curenții din rețea cresc, ceea ce poate necesita o creștere a secțiunii transversale a firelor, a datelor nominale ale dispozitivelor de rețea și a puterii transformatoarelor. Pierderile de rețea cresc, de asemenea, oarecum. Din aceste motive, PUE cerea până de curând ca factorul de putere să fie crescut la 0,95 deja în locurile în care sunt instalate lămpile.

În principiu, totuși, sunt posibile atât compensarea individuală a puterii reactive - direct la lămpi - cât și compensarea grupului, atunci când condensatorii sunt montați pe scuturi și servesc un întreg grup de lămpi.

Compensarea grupului are anumite avantaje: condensatoarele de grup pot fi mai fiabile și mai durabile decât condensatoarele aleatorii individuale utilizate în prezent, care nu sunt proiectate special pentru aplicația dată. Conform unor calcule, compensarea de grup este, de asemenea, mai economică decât compensarea individuală.

Fezabilitatea utilizării unuia sau altuia sistem de compensare este supusă unor studii suplimentare, iar soluția problemei va depinde în special de ce noi tipuri de condensatoare de grup și individuale vor fi adoptate de industrie.

Între timp, atunci când balasturile sunt folosite aproape exclusiv în instalațiile noastre conform unui circuit de pornire cu două lămpi, problema compensării este rezolvată, ca să spunem așa, automat: aceiași condensatori care servesc la crearea unui curent de conducere în circuitul lămpii oferă, de asemenea, un creșterea coeficientului de putere la aproximativ 0,92.

Compensarea puterii reactive individuale și de grup este utilizată pentru lămpile MGL și DRL.

Setul de lămpi DRL - PRA are un factor de putere de aproximativ 0,57, ceea ce, după cum sa menționat mai sus, poate duce la o rețea mai grea. Compensarea puterii reactive poate ușura rețeaua, dar, la rândul său, implică instalarea de condensatoare individuale sau de grup relativ costisitoare.

Conform datelor disponibile, pentru a crește factorul de putere la 0,9 — 0,95 în rețele de 220 V, 50 Hz cu lămpi cu arc, este necesar să instalați condensatori cu următoarele puteri (per lampă):

Puterea lămpii, W 1000 750 500 250 Condensatori de capacitate, μF 80 60 40 20

Condensatoarele cu această capacitate nu sunt disponibile în prezent, ceea ce limitează utilizarea compensației individuale.Dintre cele produse de industrie, cele mai potrivite sunt condensatoarele metal-hartie de tip MBGO cu o capacitate de 10 μF, o tensiune de 600 V. Aceste condensatoare trebuie conectate in paralel si instalate in cutii de otel (de exemplu, pentru un lampă cu puterea de 1000 W, este necesară cutie cu dimensiunile 380x300x200 mm) împreună cu rezistențe de descărcare care asigură descărcarea rapidă a condensatoarelor după ce sunt oprite.

Rezistența de descărcare R este determinată de formula, Ohm:

în care puterea reactivă a condensatorului Q, kvar, se găsește prin raport

unde C este capacitatea condensatorului, μF; U — tensiunea la borna condensatorului, kV.

Pentru un condensator MBGO cu o capacitate de 10 μF, puterea reactivă Q este de 0,15 kvar. Pentru lămpile de 1000 W poate fi acceptată o rezistență acoperită cu carbon de 620.000 ohmi, pentru lămpile de 750 wați o rezistență de 825.000 ohmi.

În instalațiile compensate în grup, puterea necesară a condensatorului Q poate fi determinată prin formula

unde P — puterea instalată, kW, inclusiv pierderile de balast; φ1 și φ2 sunt unghiurile de defazare corespunzătoare valorilor dorite (φ2) și inițiale (φ1) ale factorului de putere.

Pentru a crește factorul de putere de la 0,57 la 0,95 pentru fiecare 1 kW de putere instalată, sunt necesari condensatori de 1,1 kvar. Cu compensare de grup, pot fi utilizați condensatoare de ulei de hârtie trifazate de tip KM-0,38-25, cu o capacitate de 25 kvar, precum și altele cu o putere mai mică, de exemplu, 10 kvar.

Orez. 1. O posibilă schemă de conectare a liniei de grup cu compensare a factorului de putere a liniei de grup

Orez. 2. Schema de includere a rezistențelor de descărcare cu condensator KM-0,38-25

Fiecare condensator de 25 kvar este suficient pentru un grup de 22 kW, inclusiv pierderile de balast. Grupurile pot fi ramificate în spatele centralei de condensatoare, așa cum se arată în fig. 1. Pentru liniile cu condensatoare KM-0,38-25, setarea întreruptorului mașinii nu depășește 40 A, iar curentul fiecăreia dintre liniile paralele este de 36 A.

Rezistența de descărcare a condensatoarelor KM-0,38-25, calculată prin prima formulă, nu trebuie să depășească 87.000 ohmi. Fiecare condensator poate fi echipat cu o rezistență tubulară de tip U1 cu o putere de 150 W, o rezistență de 40.000 Ohm, cu două secțiuni de 20.000 Ohm conectate conform schemei din fig. 2.

Condensatorii împreună cu rezistențele sunt montate lângă scuturi în dulapuri din oțel, de obicei trei până la cinci într-un dulap. Dimensiunile dulapului pentru cinci condensatoare sunt 1250 x 1450 x 700 mm.

Compensarea de grup a puterii reactive într-o substație se poate face cu aceiași condensatori KM asamblați în baterii și folosind dulapuri de intrare pentru a le conecta la barele substației.

Calculele comparative făcute de „Tyazhpromelectroproject” au arătat că opțiunea cu compensarea puterii reactive de-a lungul liniilor de grup ale panourilor este aproape echivalentă din punct de vedere economic cu opțiunea fără compensare a puterii reactive. Cu toate acestea, poate fi acordată o oarecare preferință opțiunii compensate, care are avantaje suplimentare pe partea de înaltă tensiune a sursei. Mai mult, în toate cazurile în care lipsa compensării duce la necesitatea creșterii puterii transformatorului, fezabilitatea compensării este incontestabilă.

Se recomandă să refuzați compensarea puterii reactive în cazurile în care la transformator este conectată o sarcină supracompensată sau în care există o supracompensare pe partea de înaltă tensiune a rețelei de utilități.

Din cele de mai sus, este clar că problema compensării puterii reactive în rețelele de iluminat nu poate fi rezolvată izolat de întregul spectru al problemelor de alimentare cu energie și fără o analiză detaliată a condițiilor locale.

Se mai poate adăuga că, dacă rețelele de iluminat de alimentare sunt foarte scurte, instalarea de condensatoare în apropierea ecranelor de grup reduce cu greu consumul de metal conductor, deși poate duce la o reducere a numărului de grupuri. În funcție de dimensiunea atelierului și de cerințele de control al luminii, acestea din urmă pot fi sau nu semnificative.

Astfel, într-o serie de cazuri, soluția la problema necesității și metodelor de compensare a puterii reactive în instalațiile cu lămpi DRL este în întregime de competența furnizorilor de energie electrică.

Va fi posibil să revenim la întrebarea oportunității compensării individuale a puterii reactive după dezvoltarea și dezvoltarea de către industrie a condensatoarelor speciale de încredere pentru lămpi DRL, durabile și ieftine; atunci când se utilizează condensatori precum MBGO sau altele asemenea, compensarea individuală este evident inadecvată.Totuși, trebuie să țineți cont de avantajul operațional important al instalării condensatoarelor în setul de control sau, de obicei, lângă lămpi, și anume oprirea condensatoarelor la în același timp cu lămpile.

Unele companii furnizează acum balasturi cu condensatoare compensatoare.Cu un design fiabil al acestuia din urmă, acest lucru este, desigur, foarte convenabil.