Kompenzacija jalove moči v napravah s plinskimi sijalkami
Če v vezju ni posebnih kompenzacijskih kondenzatorjev, je faktor moči fluorescenčne sijalke - predstikalne naprave, ki je priključen na omrežje, zelo nizek in je v območju 0,5 - 0,55. V tokokrogih z zaporedno vključitvijo dveh svetilk (na primer krmilna naprava tipa 2ABZ-40) faktor moči doseže 0,7, v tokokrogih z dvema sijalkama, ki delujeta po principu "razdeljene faze" (na primer a krmilna naprava tipa 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.
Z nizkim faktorjem moči se tokovi v omrežju povečajo, kar lahko zahteva povečanje preseka žic, nazivnih podatkov omrežnih naprav in moči transformatorjev. Nekoliko se povečajo tudi izgube v omrežju. Zaradi teh razlogov je PUE do nedavnega zahteval, da se faktor moči poveča na 0,95 že na mestih, kjer so nameščene svetilke.
Načeloma pa je možna tako individualna kompenzacija jalove moči - neposredno na sijalkah - kot skupinska kompenzacija, ko so kondenzatorji nameščeni na oklopih in služijo celotni skupini svetilk.
Skupinska kompenzacija ima določene prednosti: skupinski kondenzatorji so lahko zanesljivejši in trajnejši od trenutno uporabljenih posameznih naključnih kondenzatorjev, ki niso posebej zasnovani za dano uporabo. Po nekaterih izračunih je skupinska kompenzacija tudi bolj ekonomična od individualne.
Izvedljivost uporabe enega ali drugega kompenzacijskega sistema je predmet nadaljnjih študij, rešitev problema pa bo odvisna zlasti od tega, katere nove vrste skupinskih in posameznih kondenzatorjev bo sprejela industrija.
Medtem ko se predstikalne naprave uporabljajo skoraj izključno v naših napravah v skladu z zagonskim vezjem z dvema svetilkama, je vprašanje kompenzacije tako rekoč samodejno rešeno: isti kondenzatorji, ki služijo za ustvarjanje vodilnega toka v vezju svetilke, zagotavljajo tudi povečanje koeficienta moči na približno 0,92.
Za sijalke MGL in DRL se uporablja individualna in skupinska kompenzacija jalove moči.
Komplet svetilk DRL — PRA ima faktor moči približno 0,57, kar lahko, kot je navedeno zgoraj, povzroči težjo mrežo. Kompenzacija jalove moči lahko razbremeni omrežje, vendar posledično vključuje namestitev relativno dragih posameznih ali skupinskih kondenzatorjev.
Po razpoložljivih podatkih je za povečanje faktorja moči na 0,9 - 0,95 v omrežjih 220 V, 50 Hz z obločnimi žarnicami potrebno namestiti kondenzatorje z naslednjimi močmi (na sijalko):
Moč žarnice, W 1000 750 500 250 Kapacitivnost kondenzatorjev, μF 80 60 40 20
Kondenzatorji te zmogljivosti trenutno niso na voljo, kar omejuje uporabo individualne kompenzacije.Od tistih, ki jih proizvaja industrija, so najprimernejši kovinsko-papirni kondenzatorji tipa MBGO s kapaciteto 10 μF, napetostjo 600 V. Te kondenzatorje je treba povezati vzporedno in namestiti v jeklene škatle (npr. svetilka z močjo 1000 W, potrebna je škatla z dimenzijami 380x300x200 mm) skupaj z razelektritvenimi upori, ki zagotavljajo hitro praznjenje kondenzatorjev, ko so izklopljeni.
Upornost praznjenja R je določena s formulo, Ohm:
v katerem je reaktivna moč kondenzatorja Q, kvar, najdena z razmerjem
kjer je C kapacitivnost kondenzatorja, μF; U - napetost priključka kondenzatorja, kV.
Za kondenzator MBGO s kapacitivnostjo 10 μF je reaktivna moč Q 0,15 kvar. Za sijalke z močjo 1000 W je sprejemljiv upor, prevlečen z ogljikom, 620.000 ohmov, za sijalke z močjo 750 W pa upornost 825.000 ohmov.
V sistemih s skupinsko kompenzacijo se zahtevana moč kondenzatorja Q lahko določi s formulo
kjer P - instalirana moč, kW, vključno z izgubami balasta; φ1 in φ2 sta kota faznega premika, ki ustrezata želeni (φ2) in začetni (φ1) vrednosti faktorja moči.
Za povečanje faktorja moči z 0,57 na 0,95 za vsak 1 kW instalirane moči so potrebni kondenzatorji 1,1 kvar. S skupinsko kompenzacijo se lahko uporabljajo trifazni papirnati oljni kondenzatorji tipa KM-0,38-25 z zmogljivostjo 25 kvar, pa tudi drugi z manjšo močjo, na primer 10 kvar.
riž. 1. Možna shema povezovanja skupinskega voda s kompenzacijo faktorja moči skupinskega voda
riž. 2. Shema vključitve uporov proti praznjenju s kondenzatorjem KM-0,38-25
Vsak 25 kvar kondenzator zadostuje za skupino 22 kW, vključno z izgubami predstikalne naprave. Skupine se lahko razvejajo za kondenzatorsko napravo, kot je prikazano na sl. 1. Za linije s kondenzatorji KM-0,38-25 nastavitev avtomatskega odklopnika ne presega 40 A, tok vsake od vzporednih linij pa je 36 A.
Upornost praznjenja za kondenzatorje KM-0,38-25, izračunana po prvi formuli, ne sme presegati 87.000 ohmov. Vsak kondenzator je lahko opremljen z enim cevnim uporom tipa U1 z močjo 150 W, uporom 40.000 Ohm, z dvema odsekoma 20.000 Ohm, povezanimi po shemi na sl. 2.
Kondenzatorji skupaj z upori so nameščeni blizu ščitov v jeklenih omarah, običajno tri do pet v omari. Dimenzije omarice za pet kondenzatorjev so 1250 x 1450 x 700 mm.
Skupinsko kompenzacijo reaktivne moči v transformatorski postaji je mogoče izvesti z istimi KM kondenzatorji, sestavljenimi v baterijah, in z uporabo vhodnih omaric za njihovo povezavo z zbiralkami transformatorske postaje.
Primerjalni izračuni, ki jih je opravil "Tyazhpromelectroproject", so pokazali, da je možnost s kompenzacijo jalove moči vzdolž skupinskih linij plošč ekonomsko skoraj enaka možnosti brez kompenzacije jalove moči. Vendar pa je mogoče dati nekaj prednosti kompenzirani možnosti, ki ima dodatne prednosti na visokonapetostni strani napajanja. Poleg tega je v vseh primerih, ko pomanjkanje kompenzacije povzroči potrebo po povečanju moči transformatorja, izvedljivost kompenzacije nesporna.
Priporočljivo je zavrniti kompenzacijo jalove moči v primerih, ko je na transformator priključeno prekomerno kompenzirano breme ali če obstaja prekomerna kompenzacija na visokonapetostni strani električnega omrežja.
Iz zgoraj navedenega je jasno, da vprašanja kompenzacije jalove moči v omrežjih razsvetljave ni mogoče rešiti ločeno od celotnega spektra problemov oskrbe z električno energijo in brez natančnega upoštevanja lokalnih razmer.
Dodamo lahko, da če so napajalna svetlobna omrežja zelo kratka, namestitev kondenzatorjev v bližini skupinskih zaslonov skoraj ne zmanjša porabe prevodne kovine, čeprav lahko povzroči zmanjšanje števila skupin. Odvisno od velikosti delavnice in zahtev glede nadzora razsvetljave je slednja lahko pomembna ali ne.
Tako je v številnih primerih rešitev vprašanja potrebe in načinov kompenzacije jalove moči v napravah z DRL svetilkami v celoti v pristojnosti dobaviteljev električne energije.
K vprašanju smotrnosti individualne kompenzacije reaktivne moči se bo mogoče vrniti po razvoju in razvoju industrije posebnih zanesljivih kondenzatorjev za sijalke DRL, trajnih in poceni; pri uporabi kondenzatorjev, kot je MBGO ali podobni, je individualna kompenzacija očitno neustrezna, vendar je treba vedno upoštevati pomembno operativno prednost vgradnje kondenzatorjev v krmilni komplet ali običajno v bližini svetilk, to je izklop kondenzatorjev na istočasno kot svetilke.
Nekatera podjetja zdaj dobavljajo balastne naprave s kompenzacijskimi kondenzatorji.Z zanesljivo zasnovo slednjega je to seveda zelo priročno.