Meddőteljesítmény kompenzáció gázkisüléses lámpákkal felszerelt berendezésekben
Ha az áramkörben nincsenek speciális kompenzáló kondenzátorok, akkor a fénycső - előtétkészlet teljesítménytényezője a hálózathoz csatlakoztatva nagyon alacsony, és 0,5-0,55 tartományba esik. Azokban az áramkörökben, amelyekben két lámpa szekvenciálisan szerepel (például egy 2ABZ-40 típusú vezérlőkészülék), a teljesítménytényező eléri a 0,7-et, és két lámpával rendelkező áramkörökben, amelyek az "osztott fázis" elvén működnek (például egy 2UBK-40 típusú vezérlőkészülék) — 0,9 — 0,95.
Alacsony teljesítménytényező mellett megnőnek az áramok a hálózatban, amihez szükség lehet a vezetékek keresztmetszetének, a hálózati eszközök névleges adatainak és a transzformátorok teljesítményének növelésére. A hálózati veszteségek is nőnek valamelyest. Ezen okok miatt a PUE egészen a közelmúltig megkövetelte, hogy a teljesítménytényezőt 0,95-re kell növelni már azokon a helyeken, ahol a lámpákat felszerelik.
Elvileg azonban lehetséges mind az egyedi meddőteljesítmény-kompenzáció – közvetlenül a lámpáknál –, mind a csoportkompenzáció, amikor a kondenzátorok az árnyékolásokra vannak szerelve, és lámpák egész csoportját szolgálják ki.
A csoportkompenzációnak vannak bizonyos előnyei: a csoportos kondenzátorok megbízhatóbbak és tartósabbak lehetnek, mint a jelenleg használt egyedi véletlenszerű kondenzátorok, amelyeket nem kifejezetten az adott alkalmazásra terveztek. Egyes számítások szerint a csoportos kompenzáció is gazdaságosabb, mint az egyéni kompenzáció.
Az egyik vagy másik kompenzációs rendszer alkalmazásának megvalósíthatósága további tanulmányozás tárgyát képezi, és a probléma megoldása különösen attól függ, hogy milyen új típusú csoportos és egyedi kondenzátorokat alkalmaz az iparág.
Mindeközben, amikor az előtéteket szinte kizárólag kétlámpás indítóáramkör szerinti berendezéseinkben használjuk, a kompenzáció kérdése úgymond automatikusan megoldódik: ugyanazok a kondenzátorok, amelyek a lámpaáramkörben vezetőáramot hoznak létre, szintén biztosítanak a teljesítménytényező körülbelül 0,92-re nő.
Az MGL és DRL lámpákhoz egyéni és csoportos meddőteljesítmény kompenzációt is alkalmaznak.
A DRL — PRA lámpakészlet teljesítménytényezője körülbelül 0,57, ami, mint fentebb megjegyeztük, nehezebb rácsot eredményezhet. A meddőteljesítmény-kompenzáció tehermentesítheti a hálózatot, viszont viszonylag költséges egyedi vagy csoportos kondenzátorok beszerelésével jár.
A rendelkezésre álló adatok szerint a teljesítménytényező 0,9-0,95-re növeléséhez 220 V-os, 50 Hz-es ívlámpás hálózatokban a következő teljesítményű kondenzátorokat kell beépíteni (lámpánként):
Lámpa teljesítmény, W 1000 750 500 250 Kapacitás kondenzátorok, μF 80 60 40 20
Ilyen kapacitású kondenzátorok jelenleg nem állnak rendelkezésre, ami korlátozza az egyedi kompenzáció alkalmazását.Az ipar által gyártottak közül a legalkalmasabbak az MBGO típusú fém-papír kondenzátorok, amelyek kapacitása 10 μF, feszültsége 600 V. Ezeket a kondenzátorokat párhuzamosan kell csatlakoztatni és acéldobozokba kell szerelni (pl. 1000 W teljesítményű lámpa, 380x300x200 mm méretű doboz szükséges, kisülési ellenállásokkal együtt, amelyek biztosítják a kondenzátorok gyors kisülését a kikapcsolást követően.
Az R kisülési ellenállást a következő képlet határozza meg: Ohm:
amelyben a Q kondenzátor meddőteljesítménye kvar, az arány alapján található
ahol C a kondenzátor kapacitása, μF; U — kondenzátor kapocsfeszültsége, kV.
Egy 10 μF kapacitású MBGO kondenzátornál a Q meddőteljesítmény 0,15 kvar. 1000 W-os lámpáknál 620 000 ohmos, 750 wattos lámpáknál 825 000 ohmos karbon bevonatú ellenállás fogadható el.
Csoportkompenzált telepítéseknél a szükséges Q kondenzátorteljesítmény a képlettel határozható meg
ahol P – beépített teljesítmény, kW, beleértve az előtétveszteségeket is; φ1 és φ2 a kívánt (φ2) és kezdeti (φ1) teljesítménytényező értéknek megfelelő fáziseltolási szögek.
A teljesítménytényező 0,57-ről 0,95-re történő növeléséhez minden 1 kW beépített teljesítményhez 1,1 kvar-os kondenzátorok szükségesek. Csoportkompenzációval háromfázisú KM-0,38-25 típusú, 25 kvar kapacitású papírolaj-kondenzátorok, valamint kisebb teljesítményűek, például 10 kvar, használhatók.
Rizs. 1. Egy lehetséges csoportos vonali csatlakozási séma csoportos vonali teljesítménytényező kompenzációval
Rizs. 2. Kisülési ellenállások felvételének sémája KM-0,38-25 kondenzátorral
Minden 25 kvar-os kondenzátor elegendő egy 22 kW-os csoporthoz, beleértve az előtétveszteségeket is. A csoportok elágazhatók a kondenzátormű mögött, amint az a 2. ábrán látható. 1. A KM-0,38-25 kondenzátoros vezetékeknél a gépmegszakító beállítása nem haladja meg a 40 A-t, a párhuzamos vezetékek árama pedig 36 A.
A KM-0,38-25 kondenzátorok kisülési ellenállása az első képlettel számítva nem haladhatja meg a 87 000 ohmot. Mindegyik kondenzátor felszerelhető egy U1 típusú csőellenállással, 150 W teljesítménnyel, 40 000 Ohm ellenállással, és két 20 000 Ohm-os szakaszt csatlakoztathatunk az 1. ábra szerinti séma szerint. 2.
A kondenzátorokat az ellenállásokkal együtt a pajzsok közelében szerelik fel acélszekrényekben, általában három-öt darabot egy szekrényben. Az öt kondenzátor szekrényének méretei 1250 x 1450 x 700 mm.
Az alállomás meddőteljesítményének csoportos kompenzációja ugyanazokkal a KM kondenzátorokkal történhet, amelyek akkumulátorokba vannak szerelve, és bejövő szekrények segítségével csatlakoztathatók az alállomás sínekjéhez.
A "Tyazhpromelectroproject" által végzett összehasonlító számítások azt mutatták, hogy a panelek csoportvonalai mentén a meddőteljesítmény-kompenzációval rendelkező opció gazdaságilag majdnem egyenértékű a meddőteljesítmény-kompenzáció nélküli opcióval. Előnyben részesíthető azonban a kompenzált opció, amely további előnyökkel jár a tápellátás nagyfeszültségű oldalán. Ezenkívül minden olyan esetben, amikor a kompenzáció hiánya a transzformátor teljesítményének növelését eredményezi, a kompenzáció megvalósíthatósága vitathatatlan.
Javasoljuk a meddőteljesítmény-kompenzáció elutasítását olyan esetekben, amikor túlkompenzált terhelés csatlakozik a transzformátorhoz, vagy ha túlkompenzáció van a közüzemi betáplálás nagyfeszültségű oldalán.
A fentiekből kitűnik, hogy a világítási hálózatokban a meddőteljesítmény-kompenzáció kérdése nem oldható meg az energiaellátási problémák teljes spektrumától elkülönítve és a helyi viszonyok részletes figyelembevétele nélkül.
Hozzá kell tenni, hogy ha a betápláló világítási hálózatok nagyon rövidek, a kondenzátorok beépítése a csoporternyők közelébe alig csökkenti a vezető fém fogyasztását, bár a csoportok számának csökkenéséhez vezethet. A műhely méretétől és a világításszabályozási követelményektől függően ez utóbbi jelentős lehet, de lehet, hogy nem.
Így számos esetben a meddőteljesítmény-kompenzáció szükségességének és módszereinek megoldása a DRL-lámpás berendezésekben teljes mértékben az áramszolgáltatók hatáskörébe tartozik.
Vissza lehet térni az egyedi meddőteljesítmény-kompenzáció célszerűségének kérdésére, miután az ipar speciális, megbízható, tartós és olcsó kondenzátorokat fejlesztett ki DRL lámpákhoz; kondenzátorok, például MBGO vagy hasonlók használatakor az egyéni kompenzáció nyilvánvalóan nem megfelelő, azonban mindig szem előtt kell tartani azt a fontos működési előnyt, hogy a kondenzátorokat a vezérlőegységbe vagy általában a lámpák közelébe kell beszerelni, vagyis a kondenzátorokat le kell kapcsolni ugyanabban az időben, mint a lámpák.
Egyes cégek ma már kompenzáló kondenzátorokkal ellátott előtéteket szállítanak.Ez utóbbi megbízható kialakításával ez természetesen nagyon kényelmes.