Blindvermogencompensatie in installaties met gasontladingslampen

Als er geen speciale compenserende condensatoren in het circuit zijn, is de vermogensfactor van de fluorescentielamp - voorschakelapparaat ingesteld bij aansluiting op het netwerk erg laag en ligt deze in het bereik van 0,5 - 0,55. In circuits met opeenvolgende opname van twee lampen (bijvoorbeeld een besturingsapparaat van het type 2ABZ-40), bereikt de vermogensfactor 0,7, en in circuits met twee lampen die werken volgens het principe van "split phase" (bijvoorbeeld een besturingsapparaat van het type 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.

Met een lage vermogensfactor nemen de stromen in het netwerk toe, wat een toename van de doorsnede van de draden, de nominale gegevens van de netwerkapparaten en het vermogen van de transformatoren kan vereisen. Netverliezen nemen ook iets toe. Om deze redenen vereiste de PUE tot voor kort dat de arbeidsfactor al op de plaatsen waar de lampen zijn geïnstalleerd, werd verhoogd tot 0,95.

In principe zijn echter zowel individuele blindvermogenscompensatie - direct op de lampen - als groepscompensatie, wanneer de condensatoren op de afschermingen zijn gemonteerd en een hele groep lampen bedienen, mogelijk.

Groepscompensatie heeft bepaalde voordelen: groepscondensatoren kunnen betrouwbaarder en duurzamer zijn dan de momenteel gebruikte individuele willekeurige condensatoren die niet specifiek zijn ontworpen voor de gegeven toepassing. Volgens sommige berekeningen is groepscompensatie ook voordeliger dan individuele compensatie.

De haalbaarheid van het gebruik van het ene of het andere compensatiesysteem wordt nader bestudeerd en de oplossing van het probleem zal met name afhangen van de nieuwe typen groeps- en individuele condensatoren die door de industrie zullen worden toegepast.

Ondertussen, wanneer voorschakelapparaten bijna uitsluitend worden gebruikt in onze installaties volgens een startcircuit met twee lampen, is de kwestie van de compensatie als het ware automatisch opgelost: dezelfde condensatoren die dienen om een ​​voorstroom in het lampencircuit te creëren, zorgen ook voor een verhoging van de vermogenscoëfficiënt tot ongeveer 0,92.

Voor MGL- en DRL-lampen wordt zowel individuele als collectieve blindvermogencompensatie gebruikt.

De DRL — PRA lampenset heeft een powerfactor van ongeveer 0,57, wat zoals hierboven vermeld kan resulteren in een zwaarder rooster. Compensatie van reactief vermogen kan het netwerk ontlasten, maar brengt op zijn beurt de installatie van relatief dure individuele of groepscondensatoren met zich mee.

Volgens de beschikbare gegevens is het, om de arbeidsfactor te verhogen tot 0,9 - 0,95 in 220 V, 50 Hz-netwerken met booglampen, noodzakelijk om condensatoren te installeren met de volgende vermogens (per lamp):

Lampvermogen, W 1000 750 500 250 Capaciteit condensatoren, μF 80 60 40 20

Condensatoren van deze capaciteit zijn momenteel niet beschikbaar, wat het gebruik van individuele compensatie beperkt.Van degenen die door de industrie worden geproduceerd, zijn metaal-papiercondensatoren van het MBGO-type het meest geschikt met een capaciteit van 10 μF, een spanning van 600 V. Deze condensatoren moeten parallel worden aangesloten en in stalen dozen worden geïnstalleerd (bijvoorbeeld voor een lamp met een vermogen van 1000 W, het is een noodzakelijke doos met afmetingen van 380x300x200 mm) samen met ontladingsweerstanden die zorgen voor een snelle ontlading van de condensatoren nadat ze zijn uitgeschakeld.

De ontladingsweerstand R wordt bepaald door de formule Ohm:

waarin het blindvermogen van de condensator Q, kvar, wordt gevonden door de verhouding

waarbij C de capaciteit van de condensator is, μF; U — condensator klemspanning, kV.

Voor een MBGO-condensator met een capaciteit van 10 μF is het blindvermogen Q 0,15 kvar. Voor lampen van 1000 W kan een met koolstof gecoate weerstand van 620.000 ohm worden geaccepteerd, voor lampen van 750 watt een weerstand van 825.000 ohm.

In groepsgecompenseerde installaties kan het vereiste condensatorvermogen Q worden bepaald met de formule

waarbij P — geïnstalleerd vermogen, kW, inclusief ballastverliezen; φ1 en φ2 zijn de faseverschuivingshoeken die overeenkomen met de gewenste (φ2) en initiële (φ1) vermogensfactorwaarden.

Om de arbeidsfactor te verhogen van 0,57 naar 0,95 voor elke 1 kW geïnstalleerd vermogen, zijn condensatoren van 1,1 kvar vereist. Met groepscompensatie kunnen driefasige papieroliecondensatoren van het type KM-0.38-25, met een capaciteit van 25 kvar, evenals andere met een lager vermogen, bijvoorbeeld 10 kvar, worden gebruikt.

Rijst. 1. Een mogelijk groepslijnverbindingsschema met compensatie van de vermogensfactor van de groepslijn

Rijst. 2. Schema van opname van ontladingsweerstanden met condensator KM-0.38-25

Elke condensator van 25 kvar is voldoende voor een groep van 22 kW inclusief ballastverliezen. De groepen kunnen vertakt zijn achter de condensatorinstallatie zoals getoond in Fig. 1. Voor lijnen met KM-0.38-25 condensatoren is de instelling van de machineonderbreker niet groter dan 40 A en is de stroom van elk van de parallelle lijnen 36 A.

De ontladingsweerstand voor condensatoren KM-0.38-25, berekend volgens de eerste formule, mag niet hoger zijn dan 87.000 ohm. Elke condensator kan worden uitgerust met één buisweerstand van het type U1 met een vermogen van 150 W, een weerstand van 40.000 Ohm, met twee secties van 20.000 Ohm aangesloten volgens het schema van Fig. 2.

Condensatoren en weerstanden zijn gemonteerd in de buurt van schilden in stalen kasten, meestal drie tot vijf in een kast. De afmetingen van de kast voor vijf condensatoren zijn 1250 x 1450 x 700 mm.

Groepscompensatie van reactief vermogen in een onderstation kan worden gedaan met dezelfde KM-condensatoren die in batterijen zijn geassembleerd en met inkomende kasten om ze aan te sluiten op de rails van het onderstation.

Vergelijkende berekeningen gemaakt door "Tyazhpromelectroproject" toonden aan dat de optie met blindvermogencompensatie langs de groepslijnen van de panelen economisch bijna gelijk is aan de optie zonder blindvermogencompensatie. Enige voorkeur kan echter worden gegeven aan de gecompenseerde optie, die extra voordelen heeft aan de hoogspanningszijde van de voeding. Bovendien, in alle gevallen waarin het ontbreken van compensatie leidt tot de noodzaak om het vermogen van de transformator te vergroten, staat de haalbaarheid van compensatie buiten kijf.

Het wordt aanbevolen blindvermogencompensatie te weigeren in gevallen waarin een overgecompenseerde belasting is aangesloten op de transformator of wanneer er sprake is van overcompensatie aan de hoogspanningszijde van het elektriciteitsnet.

Uit het voorgaande blijkt duidelijk dat de kwestie van blindvermogencompensatie in verlichtingsnetwerken niet kan worden opgelost los van het hele spectrum van problemen met de stroomvoorziening en zonder een gedetailleerde overweging van lokale omstandigheden.

Hieraan kan worden toegevoegd dat bij zeer korte voedingslichtnetten het plaatsen van condensatoren nabij de groepsschermen nauwelijks leidt tot een vermindering van het verbruik van geleidend metaal, hoewel dit wel kan leiden tot een vermindering van het aantal groepen. Afhankelijk van de grootte van de werkplaats en de vereisten voor lichtregeling, kan dit laatste al dan niet significant zijn.

Zo ligt de oplossing voor de vraag naar de noodzaak en methoden van blindvermogencompensatie in installaties met MVO-lampen in een aantal gevallen volledig binnen de competentie van elektriciteitsleveranciers.

Het zal mogelijk zijn om terug te komen op de kwestie van de opportuniteit van individuele blindvermogencompensatie na de ontwikkeling en ontwikkeling door de industrie van speciale betrouwbare condensatoren voor DRL-lampen, duurzaam en goedkoop; bij gebruik van condensatoren zoals MBGO of dergelijke is individuele compensatie uiteraard ongepast. Men moet echter altijd rekening houden met het belangrijke operationele voordeel van het installeren van condensatoren in de regeleenheid of meestal in de buurt van de lampen, namelijk het uitschakelen van de condensatoren aan de dezelfde tijd als de lampen.

Sommige bedrijven leveren nu voorschakelapparaten met compenserende condensatoren.Met een betrouwbaar ontwerp van de laatste is dit natuurlijk erg handig.