Bù công suất phản kháng trong lắp đặt với đèn phóng điện khí

Nếu trong mạch không có các tụ bù đặc biệt thì hệ số công suất của bộ đèn huỳnh quang - chấn lưu khi nối mạng rất thấp và nằm trong khoảng 0,5 - 0,55. Trong các mạch có hai đèn nối tiếp nhau (ví dụ: thiết bị điều khiển loại 2ABZ-40), hệ số công suất đạt 0,7 và trong các mạch có hai đèn hoạt động theo nguyên tắc "tách pha" (ví dụ: thiết bị điều khiển loại 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.

Với hệ số công suất thấp, dòng điện trong mạng tăng lên, điều này có thể yêu cầu tăng tiết diện của dây, dữ liệu danh định của thiết bị mạng và công suất của máy biến áp. Tổn thất mạng cũng tăng lên một chút. Vì những lý do này, PUE cho đến gần đây đã yêu cầu tăng hệ số công suất lên 0,95 ở những nơi lắp đặt đèn.

Tuy nhiên, về nguyên tắc, cả bù công suất phản kháng riêng lẻ — trực tiếp vào đèn — và bù nhóm, khi các tụ điện được gắn trên tấm chắn và phục vụ cả một nhóm đèn, đều có thể thực hiện được.

Bù nhóm có những ưu điểm nhất định: tụ điện nhóm có thể đáng tin cậy hơn và bền hơn so với các tụ điện ngẫu nhiên riêng lẻ hiện đang được sử dụng không được thiết kế riêng cho ứng dụng nhất định. Theo một số tính toán, bồi thường theo nhóm cũng tiết kiệm hơn so với bồi thường cá nhân.

Tính khả thi của việc sử dụng một hoặc một hệ thống bù khác có thể được nghiên cứu thêm và giải pháp cho vấn đề sẽ phụ thuộc cụ thể vào loại tụ điện nhóm và cá nhân mới nào sẽ được ngành áp dụng.

Trong khi đó, khi chấn lưu hầu như chỉ được sử dụng trong quá trình lắp đặt của chúng tôi theo mạch khởi động hai đèn, có thể nói, câu hỏi về bù sẽ được giải quyết một cách tự động: chính các tụ điện dùng để tạo ra dòng điện dẫn trong mạch đèn cũng cung cấp một dòng điện dẫn trong mạch đèn. tăng hệ số công suất lên khoảng 0,92.

Cả bù công suất phản kháng riêng lẻ và nhóm đều được sử dụng cho đèn MGL và DRL.

Bộ đèn DRL — PRA có hệ số công suất khoảng 0,57, như đã lưu ý ở trên, có thể dẫn đến lưới điện nặng hơn. Bù công suất phản kháng có thể giảm tải cho mạng, nhưng lại liên quan đến việc lắp đặt các tụ điện riêng lẻ hoặc nhóm tương đối đắt tiền.

Theo dữ liệu có sẵn, để tăng hệ số công suất lên 0,9 - 0,95 trong mạng 220 V, 50 Hz với đèn hồ quang, cần lắp đặt các tụ điện có công suất sau (trên mỗi đèn):

Công suất đèn, W 1000 750 500 250 Điện dung tụ điện, μF 80 60 40 20

Các tụ điện có công suất này hiện không có sẵn, điều này hạn chế việc sử dụng bù riêng lẻ.Trong số những sản phẩm do ngành sản xuất, phù hợp nhất là tụ điện giấy kim loại loại MBGO có công suất 10 μF, điện áp 600 V. Các tụ điện này phải được kết nối song song và lắp đặt trong hộp thép (ví dụ: cho một đèn có công suất 1000 W, cần có hộp có kích thước 380x300x200 mm) cùng với các điện trở phóng điện đảm bảo phóng điện nhanh chóng cho các tụ điện sau khi tắt chúng.

Điện trở xả R được xác định theo công thức Ohm:

trong đó công suất phản kháng của tụ điện Q, kvar, được tính theo tỷ số

trong đó C là điện dung của tụ điện, μF; U - điện áp đầu cực của tụ điện, kV.

Đối với tụ điện MBGO có điện dung 10 μF, công suất phản kháng Q là 0,15 kvar. Đối với đèn 1000 W, có thể chấp nhận điện trở lớp phủ carbon là 620.000 ôm, đối với đèn 750 W điện trở là 825.000 ôm.

Trong hệ thống lắp đặt bù theo nhóm, công suất tụ điện yêu cầu Q có thể được xác định theo công thức

trong đó P - công suất lắp đặt, kW, bao gồm cả tổn thất chấn lưu; φ1 và φ2 là các góc dịch pha tương ứng với các giá trị hệ số công suất mong muốn (φ2) và ban đầu (φ1).

Để tăng hệ số công suất từ ​​0,57 lên 0,95 cho mỗi 1 kW công suất lắp đặt, cần có tụ điện 1,1 kvar. Với bù nhóm, có thể sử dụng tụ dầu giấy ba pha loại KM-0,38-25, công suất 25 kvar, cũng như các loại khác có công suất thấp hơn, chẳng hạn như 10 kvar.

Cơm. 1. Sơ đồ kết nối đường dây nhóm khả thi với bù hệ số công suất đường dây nhóm

Cơm. 2. Sơ đồ bao gồm điện trở xả với tụ điện KM-0.38-25

Mỗi tụ điện 25 kvar là đủ cho một nhóm 22 kW bao gồm cả tổn thất chấn lưu. Các nhóm có thể được phân nhánh phía sau nhà máy tụ điện như trong hình. 1. Đối với các đường dây có tụ điện KM-0.38-25, cài đặt của bộ ngắt máy không vượt quá 40 A và dòng điện của mỗi đường dây song song là 36 A.

Điện trở xả của tụ điện KM-0.38-25, được tính theo công thức đầu tiên, không được vượt quá 87.000 ohms. Mỗi tụ điện có thể được trang bị một điện trở ống loại U1 có công suất 150 W, điện trở 40.000 Ohm, với hai đoạn 20.000 Ohm được kết nối theo sơ đồ hình. 2.

Các tụ điện cùng với điện trở được gắn gần các tấm chắn trong tủ thép, thường có từ ba đến năm trong một tủ. Kích thước của tủ cho năm tụ điện là 1250 x 1450 x 700 mm.

Việc bù công suất phản kháng theo nhóm trong một trạm biến áp có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các tụ điện KM giống nhau được lắp ráp trong ắc quy và sử dụng các tủ đầu vào để kết nối chúng với các thanh cái của trạm biến áp.

Các tính toán so sánh được thực hiện bởi "Tyazhpromelectroproject" cho thấy tùy chọn có bù công suất phản kháng dọc theo các đường nhóm của bảng về mặt kinh tế gần như tương đương với tùy chọn không có bù công suất phản kháng. Tuy nhiên, một số ưu tiên có thể được dành cho tùy chọn bù, có lợi thế bổ sung về phía điện áp cao của nguồn cung cấp. Hơn nữa, trong mọi trường hợp thiếu bù dẫn đến phải tăng công suất máy biến áp thì tính khả thi của bù là không thể bàn cãi.

Nên từ chối bù công suất phản kháng trong trường hợp tải quá bù được kết nối với máy biến áp hoặc khi có bù quá mức ở phía điện áp cao của nguồn cung cấp tiện ích.

Từ những điều đã nói ở trên, rõ ràng là vấn đề bù công suất phản kháng trong mạng chiếu sáng không thể được giải quyết một cách tách biệt với toàn bộ các vấn đề về cung cấp điện và không xem xét chi tiết các điều kiện địa phương.

Có thể nói thêm rằng nếu mạng lưới cung cấp ánh sáng rất ngắn, việc lắp đặt tụ điện gần màn hình nhóm hầu như không làm giảm mức tiêu thụ kim loại dẫn điện, mặc dù nó có thể dẫn đến giảm số lượng nhóm. Tùy thuộc vào quy mô của nhà xưởng và yêu cầu điều khiển ánh sáng, cái sau có thể có hoặc không đáng kể.

Vì vậy, trong một số trường hợp, giải pháp cho câu hỏi về nhu cầu và phương pháp bù công suất phản kháng khi lắp đặt đèn DRL hoàn toàn thuộc thẩm quyền của các nhà cung cấp điện.

Có thể quay lại câu hỏi về tính hiệu quả của việc bù công suất phản kháng riêng lẻ sau khi ngành công nghiệp phát triển và phát triển các tụ điện đặc biệt đáng tin cậy cho đèn DRL, bền và rẻ; khi sử dụng các tụ điện như MBGO hoặc tương tự, việc bù riêng lẻ rõ ràng là không phù hợp. Tuy nhiên, người ta phải luôn ghi nhớ lợi thế vận hành quan trọng của việc lắp đặt tụ điện trong bộ điều khiển hoặc thường là gần đèn, đó là tắt các tụ điện ở cùng thời gian với đèn.

Một số công ty hiện cung cấp chấn lưu với tụ điện bù.Với thiết kế đáng tin cậy của cái sau, tất nhiên, điều này rất tiện lợi.