Compensació de potència reactiva en instal·lacions amb llums de descàrrega de gas

Si no hi ha condensadors compensadors especials al circuit, aleshores el factor de potència de la làmpada fluorescent - llast configurat quan es connecta a la xarxa és molt baix i està entre 0,5 i 0,55. En circuits amb la inclusió seqüencial de dues làmpades (per exemple, un dispositiu de control del tipus 2ABZ-40), el factor de potència arriba a 0,7, i en circuits amb dues làmpades que funcionen segons el principi de "fase dividida" (per exemple, un dispositiu de control del tipus 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.

Amb un factor de potència baix, augmenten els corrents a la xarxa, cosa que pot requerir un augment de la secció transversal dels cables, les dades nominals dels dispositius de xarxa i la potència dels transformadors. Les pèrdues de xarxa també augmenten una mica. Per aquests motius, el PUE fins fa poc requeria que el factor de potència s'incrementés a 0,95 ja als llocs on s'instal·len els llums.

En principi, però, són possibles tant la compensació de potència reactiva individual, directament a les làmpades, com la compensació grupal, quan els condensadors estan muntats als blindatges i serveixen a tot un grup de làmpades.

La compensació de grup té certs avantatges: els condensadors de grup poden ser més fiables i duradors que els condensadors aleatoris individuals utilitzats actualment que no estan dissenyats específicament per a l'aplicació determinada. Segons alguns càlculs, la compensació grupal també és més econòmica que la compensació individual.

La viabilitat d'utilitzar un o un altre sistema de compensació està subjecta a un estudi posterior i la solució al problema dependrà, en particular, de quins nous tipus de condensadors individuals i grupals adoptarà la indústria.

Mentrestant, quan els balastos s'utilitzen gairebé exclusivament a les nostres instal·lacions segons un circuit d'arrencada de dues làmpades, la qüestió de la compensació es resol, per dir-ho d'alguna manera, automàticament: els mateixos condensadors que serveixen per crear un corrent d'impuls al circuit de la làmpada també proporcionen una augment del coeficient de potència a uns 0,92.

La compensació de potència reactiva individual i grupal s'utilitza per a les làmpades MGL i DRL.

El conjunt de llums DRL - PRA té un factor de potència d'aproximadament 0,57, que, com s'ha indicat anteriorment, pot donar lloc a una xarxa més pesada. La compensació de potència reactiva pot alleujar la xarxa, però al seu torn implica la instal·lació de condensadors individuals o grupals relativament cars.

Segons les dades disponibles, per augmentar el factor de potència a 0,9 — 0,95 en xarxes de 220 V, 50 Hz amb llums d'arc, cal instal·lar condensadors amb les següents potències (per llum):

Potència de la làmpada, W 1000 750 500 250 Condensadors de capacitat, μF 80 60 40 20

Els condensadors d'aquesta capacitat no estan disponibles actualment, la qual cosa limita l'ús de la compensació individual.Dels fabricats per la indústria, els més adequats són els condensadors metall-paper del tipus MBGO amb una capacitat de 10 μF, una tensió de 600 V. Aquests condensadors s'han de connectar en paral·lel i instal·lar-se en caixes d'acer (per exemple, per a un llum amb una potència de 1000 W, cal una caixa amb dimensions de 380x300x200 mm) juntament amb resistències de descàrrega que assegurin la ràpida descàrrega dels condensadors després d'apagar-los.

La resistència de descàrrega R està determinada per la fórmula, Ohm:

en què la potència reactiva del condensador Q, kvar, es troba per la relació

on C és la capacitat del condensador, μF; U — tensió terminal del condensador, kV.

Per a un condensador MBGO amb una capacitat de 10 μF, la potència reactiva Q és de 0,15 kvar. Per a làmpades de 1000 W es pot acceptar una resistència recoberta de carboni de 620.000 ohms, per a làmpades de 750 watts una resistència de 825.000 ohms.

En instal·lacions compensades per grups, la potència Q requerida del condensador es pot determinar mitjançant la fórmula

on P — potència instal·lada, kW, incloses les pèrdues de llast; φ1 i φ2 són els angles de desplaçament de fase corresponents als valors del factor de potència desitjat (φ2) i inicial (φ1).

Per augmentar el factor de potència de 0,57 a 0,95 per cada 1 kW de potència instal·lada, es necessiten condensadors d'1,1 kvar. Amb compensació de grup, es poden utilitzar condensadors d'oli de paper trifàsics del tipus KM-0,38-25, amb una capacitat de 25 kvar, així com altres amb una potència inferior, per exemple, 10 kvar.

Arròs. 1. Un possible esquema de connexió de línia de grup amb compensació del factor de potència de la línia de grup

Arròs. 2. Esquema d'inclusió de resistències de descàrrega amb condensador KM-0,38-25

Cada condensador de 25 kvar és suficient per a un grup de 22 kW incloses les pèrdues de llast. Els grups es poden ramificar darrere de la planta de condensadors tal com es mostra a la fig. 1. Per a línies amb condensadors KM-0,38-25, la configuració de l'interruptor de la màquina no supera els 40 A i el corrent de cadascuna de les línies paral·leles és de 36 A.

La resistència de descàrrega dels condensadors KM-0,38-25, calculada per la primera fórmula, no ha de superar els 87.000 ohms. Cada condensador pot estar equipat amb una resistència de tub de tipus U1 amb una potència de 150 W, una resistència de 40.000 Ohm, amb dues seccions de 20.000 Ohm connectades segons l'esquema de la fig. 2.

Els condensadors juntament amb les resistències es munten prop dels blindatges en armaris d'acer, normalment de tres a cinc en un armari. Les dimensions de l'armari per a cinc condensadors són 1250 x 1450 x 700 mm.

La compensació grupal de la potència reactiva en una subestació es pot fer amb els mateixos condensadors KM muntats en bateries i utilitzant armaris d'entrada per connectar-los a les barres de la subestació.

Els càlculs comparatius fets per "Tyazhpromelectroproject" van mostrar que l'opció amb compensació de potència reactiva al llarg de les línies de grup dels panells és econòmicament gairebé equivalent a l'opció sense compensació de potència reactiva. Tanmateix, es pot donar una certa preferència a l'opció compensada, que té avantatges addicionals al costat d'alta tensió del subministrament. A més, en tots els casos en què la manca de compensació comporta la necessitat d'augmentar la potència del transformador, la viabilitat de la compensació és indiscutible.

Es recomana rebutjar la compensació de potència reactiva en els casos en què es connecta una càrrega sobrecompensada al transformador o quan hi ha una sobrecompensació al costat d'alta tensió del subministrament públic.

De l'anterior, és evident que la qüestió de la compensació de la potència reactiva a les xarxes d'il·luminació no es pot resoldre aïlladament de tot l'espectre de problemes de subministrament d'energia i sense una consideració detallada de les condicions locals.

S'hi pot afegir que si les xarxes d'enllumenat d'alimentació són molt curtes, la instal·lació de condensadors prop de les pantalles de grup gairebé no redueix el consum de metall conductor, encara que pot comportar una reducció del nombre de grups. Segons la mida del taller i els requisits de control de la il·luminació, aquests últims poden ser o no significatius.

Així, en alguns casos, la solució a la qüestió de la necessitat i els mètodes de compensació de la potència reactiva en instal·lacions amb làmpades DRL és totalment competència dels proveïdors d'electricitat.

Serà possible tornar a la qüestió de la conveniència de la compensació de la potència reactiva individual després del desenvolupament i desenvolupament per part de la indústria de condensadors especials fiables per a làmpades DRL, duradors i barats; quan s'utilitzen condensadors com MBGO o similars, la compensació individual és òbviament inadequada, però sempre s'ha de tenir en compte l'important avantatge operatiu d'instal·lar condensadors al conjunt de control o normalment a prop de les làmpades, que és apagar els condensadors al mateix temps que els llums.

Algunes empreses ara subministren balast amb condensadors compensadors.Amb un disseny fiable d'aquest últim, això és, per descomptat, molt convenient.