Компенсация на реактивната мощност в инсталации с газоразрядни лампи - Всичко за училището за електротехници
При нисък коефициент на мощност токовете в мрежата се увеличават, което може да изисква увеличаване на напречното сечение на проводниците, номиналните данни на мрежовите устройства и мощността на трансформаторите. Увеличават се и загубите в мрежата. Поради тези причини PUE доскоро изискваше коефициентът на мощност да се увеличи до 0,95 вече на местата, където са монтирани лампите.
По принцип обаче е възможна както индивидуална компенсация на реактивната мощност - директно на лампите, така и групова компенсация, когато кондензаторите са монтирани на екрани и обслужват цяла група лампи.
Груповата компенсация има определени предимства: груповите кондензатори могат да бъдат по-надеждни и да издържат по-дълго от използваните в момента отделни кондензатори от произволен тип, които не са специално проектирани за това приложение. Според резултатите от някои изчисления, груповата компенсация също е по-икономична от индивидуалната компенсация.
Възможността за използване на една или друга компенсационна система подлежи на допълнително проучване и решението на проблема ще зависи по-специално от това какви нови типове групови и индивидуални кондензатори ще бъдат усвоени от индустрията.
Междувременно, когато нашите инсталации използват почти изключително баласти в двутръбна стартерна верига, въпросъткомпенсацията се решава, така да се каже, автоматично: същите кондензатори, които служат за създаване на водеща токова лампа във веригата, също осигуряват увеличение на фактора на мощността до около 0,92.
За лампите MGL и DRL се използва както индивидуална, така и групова компенсация на реактивната мощност.
Комплектът DRL лампа - PRA има фактор на мощността около 0,57, което, както беше отбелязано по-горе, може да доведе до по-тежка мрежа. Компенсацията на реактивната мощност може да облекчи мрежата, но от своя страна е свързана с инсталирането на относително скъпи индивидуални или групови кондензатори.
Според наличните данни, за да се увеличи факторът на мощността до 0,9 - 0,95 в мрежи 220 V, 50 Hz с дъгови лампи, е необходимо да се монтират кондензатори със следните мощности (на лампа):
Понастоящем не се предлагат кондензатори с такъв капацитет, което ограничава използването на индивидуална компенсация. От произвежданите в индустрията най-подходящи са метало-хартиените кондензатори от типа MBGO с капацитет 10 микрофарада, напрежение 600 V. Тези кондензатори трябва да бъдат свързани паралелно и монтирани в стоманени кутии (например за лампа от 1000 W е необходима кутия с размери 380x300x200 mm) заедно с разрядни съпротивления, които осигуряват бързо разреждане на кондензаторите след като са са изключени.
Съпротивлението на разряд R се определя по формулата, Ohm:
в която реактивната мощност на кондензатора Q, kvar, се намира от връзката
където C е капацитетът на кондензатора, uF; U е напрежението на клемите на кондензатора, kV.
За кондензатор тип MBGO с капацитет 10 μF, реактивната мощност Q е 0,15 kvar. За лампи от 1000 W може да се приеме съпротивление с въглероден лак от 620 000 ома, а за лампи от 750 W - съпротивление от 825 000 ома.
При инсталации с групакомпенсация, необходимата мощност на кондензатора Q може да се определи по формулата
където P е инсталираната мощност, kW, включително загубите в баласта; φ1 и φ2 са ъглите на фазово отместване, съответстващи на желаните (φ2) и началните (φ1) стойности на фактора на мощността.
За да се увеличи факторът на мощността от 0,57 до 0,95, са необходими 1,1 kvar кондензатори за всеки 1 kW инсталирана мощност. С групова компенсация могат да се използват трифазни кондензатори тип KM-0.38-25 от хартия и масло с мощност 25 kvar, както и друга, по-ниска мощност, например 10 kvar.
Ориз. 1. Възможна схема за свързване на групова линия с компенсация на фактора на мощността на групови линии
Ориз. 2. Схема за включване на разрядни съпротивления с кондензатор KM-0.38-25
Всеки кондензатор от 25kvar е достатъчен за група от 22kW, включително загубите на баласт. Групите могат да се разклоняват зад кондензаторите, както е показано на фиг. 1. За линии с кондензатори KM-0.38-25 настройката за автоматично освобождаване не надвишава 40 A, а токът на всяка от паралелните линии е 36 A.
Съпротивлението на разряд за кондензатори KM-0.38-25, изчислено по първата формула, не трябва да надвишава 87 000 ома. За всеки кондензатор можете да инсталирате едно тръбно съпротивление тип U1 с мощност 150 W, съпротивление 40 000 ома, с две секции по 20 000 ома, свързани по схемата на фиг. 2.
Кондензаторите, заедно със съпротивленията, се монтират близо до екрани в стоманени шкафове, обикновено три до пет в един шкаф. Размерите на шкафа за пет кондензатора са 1250 х 1450 х 700 мм.
Груповата компенсация на реактивната мощност в подстанцията може да се извърши с едни и същи кондензатори KM, сглобени в батерии, и използване на входящи шкафове за тяхното свързванекъм шините на подстанцията.
Сравнителните изчисления, направени от Tyazhpromelektroproekt, показаха, че вариантът с компенсация на реактивната мощност на груповите линии на щитовете е икономически почти еквивалентен на варианта без компенсация на реактивната мощност. Все пак може да се даде известно предпочитание на компенсирания вариант, който има допълнителни предимства от страна на високото напрежение на захранването. Освен това във всички случаи, когато липсата на компенсация води до необходимост от увеличаване на мощността на трансформатора, целесъобразността на компенсацията е безспорна.
Компенсацията на реактивната мощност се препоръчва да се изостави в случаите, когато към трансформатора е свързан свръхкомпенсиран мощностен товар или когато има свръхкомпенсация от страна на високото напрежение на захранването на предприятието.
От гореизложеното се вижда, че проблемът с компенсацията на реактивната мощност в осветителните мрежи не може да бъде решен изолирано от целия комплекс от проблеми на захранването и без подробно разглеждане на местните условия.
Може да се добави, че ако захранващите осветителни мрежи са много къси, тогава инсталирането на кондензатори на групови щитове почти не намалява потреблението на метален проводник, въпреки че може да доведе до намаляване на броя на групите. В зависимост от големината на цеха и изискванията за управление на осветлението, последното обстоятелство може да бъде или да не е от значение.
По този начин в редица случаи решението за необходимостта и начините за компенсиране на реактивната мощност в инсталации с ДРЛ лампи е изцяло в компетенциите на електроснабдителните компании.
Ще бъде възможно да се върнем към въпроса за целесъобразността на индивидуалната компенсация на реактивната мощност след разработването и разработването от индустрията на специални надеждни кондензатори за DRL лампи, издръжливи и евтини; при използване на кондензаторикато MBGO или други подобни, индивидуалната компенсация е очевидно неподходяща. Въпреки това, винаги трябва да се има предвид важното оперативно предимство на инсталирането на кондензатори в контролната апаратура или като цяло в близост до лампите, което е да се изключват кондензаторите едновременно с лампите.
Някои компании вече доставят баласти, които включват компенсиращи кондензатори. С надежден дизайн на последния, това, разбира се, е много удобно.