Kompenzácia jalového výkonu v inštaláciách s plynovými výbojkami

Ak v obvode nie sú špeciálne kompenzačné kondenzátory, potom je účinník žiarivky - predradníka nastavený pri pripojení do siete veľmi nízky a pohybuje sa v rozmedzí 0,5 - 0,55. V obvodoch s postupným zahrnutím dvoch svietidiel (napríklad riadiace zariadenie typu 2ABZ-40) dosahuje účinník 0,7 a v obvodoch s dvoma svietidlami pracujúcimi na princípe „delenej fázy“ (napríklad ovládacie zariadenie typu 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.

Pri nízkom účinníku sa prúdy v sieti zvyšujú, čo môže vyžadovať zvýšenie prierezu vodičov, nominálnych údajov sieťových zariadení a výkonu transformátorov. Straty siete sa tiež mierne zvyšujú. Z týchto dôvodov PUE donedávna vyžadovala zvýšenie účinníka na 0,95 už v miestach, kde sú lampy inštalované.

V zásade je však možná individuálna kompenzácia jalového výkonu – priamo na lampách – aj skupinová kompenzácia, keď sú kondenzátory namontované na tieneniach a obsluhujú celú skupinu lámp.

Skupinová kompenzácia má určité výhody: skupinové kondenzátory môžu byť spoľahlivejšie a odolnejšie ako v súčasnosti používané samostatné náhodné kondenzátory, ktoré nie sú špeciálne navrhnuté pre danú aplikáciu. Skupinová kompenzácia je podľa niektorých prepočtov aj ekonomickejšia ako individuálna kompenzácia.

Uskutočniteľnosť použitia jedného alebo druhého kompenzačného systému je predmetom ďalšieho štúdia a riešenie problému bude závisieť najmä od toho, aké nové typy skupinových a individuálnych kondenzátorov prijme priemysel.

Medzitým, keď sa predradníky používajú takmer výlučne v našich inštaláciách podľa štartovacieho obvodu s dvoma žiarovkami, otázka kompenzácie je vyriešená takpovediac automaticky: rovnaké kondenzátory, ktoré slúžia na vytvorenie vedúceho prúdu v obvode žiarovky, tiež poskytujú zvýšenie koeficientu výkonu na cca 0,92.

Pri výbojkách MGL a DRL sa používa individuálna aj skupinová kompenzácia jalového výkonu.

Súprava lámp DRL — PRA má účinník približne 0,57, čo, ako je uvedené vyššie, môže viesť k ťažšej sieti. Kompenzácia jalového výkonu môže odbremeniť sieť, ale na druhej strane zahŕňa inštaláciu relatívne drahých individuálnych alebo skupinových kondenzátorov.

Podľa dostupných údajov je na zvýšenie účinníka na 0,9 — 0,95 v sieťach 220 V, 50 Hz s oblúkovými lampami potrebné inštalovať kondenzátory s nasledujúcimi výkonmi (na lampu):

Výkon lampy, W 1000 750 500 250 Kapacitné kondenzátory, μF 80 60 40 20

Kondenzátory tejto kapacity nie sú v súčasnosti dostupné, čo obmedzuje využitie individuálnej kompenzácie.Z priemyselne vyrábaných sú najvhodnejšie kovovo-papierové kondenzátory typu MBGO s kapacitou 10 μF, napätím 600 V. Tieto kondenzátory musia byť zapojené paralelne a inštalované do oceľových skriniek (napr. svietidlo s výkonom 1000 W, je potrebná krabica s rozmermi 380x300x200 mm) spolu s vybíjacími odpormi, ktoré zabezpečia rýchle vybitie kondenzátorov po ich vypnutí.

Vybíjací odpor R je určený vzorcom, Ohm:

v ktorom sa pomerom zistí jalový výkon kondenzátora Q, kvar

kde C je kapacita kondenzátora, μF; U — svorkové napätie kondenzátora, kV.

Pre kondenzátor MBGO s kapacitou 10 μF je jalový výkon Q 0,15 kvar. Pre 1000 W žiarovky je možné akceptovať odpor s uhlíkovým povlakom 620 000 ohmov, pre 750 wattové žiarovky odpor 825 000 ohmov.

V skupinovo kompenzovaných inštaláciách môže byť požadovaný výkon kondenzátora Q určený vzorcom

kde P – inštalovaný výkon, kW vrátane strát predradníka; φ1 a φ2 sú uhly fázového posunu zodpovedajúce požadovaným (φ2) a počiatočným (φ1) hodnotám účinníka.

Na zvýšenie účinníka z 0,57 na 0,95 na každý 1 kW inštalovaného výkonu sú potrebné kondenzátory 1,1 kvar. Pri skupinovej kompenzácii možno použiť trojfázové papierové olejové kondenzátory typu KM-0,38-25, s kapacitou 25 kvar, ako aj iné s nižším výkonom, napríklad 10 kvar.

Ryža. 1. Možná schéma zapojenia skupinovej linky s kompenzáciou účinníka skupinovej linky

Ryža. 2. Schéma zahrnutia vybíjacích odporov s kondenzátorom KM-0,38-25

Každý 25 kvar kondenzátor je dostatočný pre 22 kW skupinu vrátane predradných strát. Skupiny môžu byť rozvetvené za kondenzátorovým zariadením, ako je znázornené na obr. 1. Pri vedeniach s kondenzátormi KM-0,38-25 nastavenie ističa stroja nepresahuje 40 A a prúd každého z paralelných vedení je 36 A.

Vybíjací odpor pre kondenzátory KM-0,38-25, vypočítaný podľa prvého vzorca, by nemal presiahnuť 87 000 ohmov. Každý kondenzátor môže byť vybavený jedným odporom trubice typu U1 s výkonom 150 W, odporom 40 000 Ohm, s dvoma sekciami po 20 000 Ohm zapojenými podľa schémy na obr. 2.

Kondenzátory spolu s odpormi sú namontované v blízkosti štítov v oceľových skriniach, zvyčajne tri až päť v skrini. Rozmery skrine pre päť kondenzátorov sú 1250 x 1450 x 700 mm.

Skupinovú kompenzáciu jalového výkonu v rozvodni je možné vykonať pomocou rovnakých kondenzátorov KM namontovaných v batériách a pomocou vstupných skríň na ich pripojenie k prípojniciam rozvodne.

Porovnávacie výpočty vykonané "Tyazhpromelectroproject" ukázali, že možnosť s kompenzáciou jalového výkonu pozdĺž skupinových línií panelov je ekonomicky takmer ekvivalentná možnosti bez kompenzácie jalového výkonu. Určitú prednosť však možno dať kompenzovanej možnosti, ktorá má ďalšie výhody na strane vysokého napätia napájacieho zdroja. Navyše vo všetkých prípadoch, kde nedostatok kompenzácie vedie k potrebe zvýšiť výkon transformátora, je uskutočniteľnosť kompenzácie nesporná.

Odporúča sa odmietnuť kompenzáciu jalového výkonu v prípadoch, keď je k transformátoru pripojená nadmerne kompenzovaná záťaž alebo ak existuje nadmerná kompenzácia na vysokonapäťovej strane sieťového napájania.

Z uvedeného je zrejmé, že otázku kompenzácie jalového výkonu v osvetľovacích sieťach nie je možné riešiť izolovane od celého spektra problémov napájania a bez podrobného zohľadnenia miestnych podmienok.

Možno dodať, že ak sú napájacie osvetľovacie siete veľmi krátke, inštalácia kondenzátorov v blízkosti skupinových tienenia sotva zníži spotrebu vodivého kovu, hoci môže viesť k zníženiu počtu skupín. V závislosti od veľkosti dielne a požiadaviek na ovládanie osvetlenia môžu, ale nemusia byť významné.

V mnohých prípadoch je teda riešenie otázky potreby a spôsobov kompenzácie jalového výkonu v inštaláciách s DRL výbojkami plne v kompetencii dodávateľov elektriny.

K otázke vhodnosti individuálnej kompenzácie jalového výkonu sa bude možné vrátiť po vývoji a vývoji špeciálnych spoľahlivých kondenzátorov pre DRL lampy, odolných a lacných; pri použití kondenzátorov ako je MBGO a podobne je individuálna kompenzácia samozrejme nevhodná. Vždy však treba mať na pamäti dôležitú prevádzkovú výhodu inštalácie kondenzátorov v riadiacej zostave alebo zvyčajne v blízkosti lámp, ktorou je vypínanie kondenzátorov pri v rovnakom čase ako lampy.

Niektoré spoločnosti teraz dodávajú predradníky s kompenzačnými kondenzátormi.So spoľahlivým dizajnom druhého je to, samozrejme, veľmi pohodlné.