ガス放電ランプを備えた設備における無効電力補償
回路内に特別な補償コンデンサがない場合、ネットワークに接続されたときに設定される蛍光灯 - 安定器の力率は非常に低く、0.5 ～ 0.55 の範囲になります。 2 つのランプが連続的に含まれる回路 (たとえば、タイプ 2ABZ-40 の制御装置) では、力率は 0.7 に達します。また、「分割位相」の原理で動作する 2 つのランプを備えた回路 (たとえば、タイプ 2UBK-40 の制御装置) — 0.9 — 0.95。
力率が低いと、ネットワーク内の電流が増加するため、ワイヤの断面積、ネットワーク デバイスの公称データ、変圧器の電力の増加が必要になる場合があります。ネットワーク損失も若干増加します。これらの理由から、PUE では最近まで、ランプが設置されている場所の力率をすでに 0.95 に高めることが要求されていました。
ただし、原理的には、個別の無効電力補償（ランプで直接）と、コンデンサがシールドに取り付けられランプのグループ全体に機能する場合のグループ補償の両方が可能です。
グループ補償には特定の利点があります。グループ コンデンサは、特定のアプリケーション向けに特別に設計されていない現在使用されている個別のランダム コンデンサよりも信頼性が高く、耐久性が高くなります。いくつかの計算によれば、グループ補償は個人補償よりも経済的です。
どちらかの補償システムを使用する実現可能性は今後の研究の対象であり、問題の解決策は、特にどのような新しいタイプのグループおよび個別のコンデンサが業界で採用されるかによって決まります。
一方、安定器が 2 ランプ始動回路に従って当社の設備でほぼ独占的に使用されている場合、補償の問題はいわば自動的に解決されます。ランプ回路内で進み電流を生成する役割を果たす同じコンデンサが、出力係数は約 0.92 に増加します。
MGL および DRL ランプには、個別およびグループの無効電力補償の両方が使用されます。
DRL_PRA ランプ セットの力率は約 0.57 であり、上で述べたようにグリッドが重くなる可能性があります。無効電力補償はネットワークを軽減できますが、比較的高価な個別またはグループのコンデンサの設置が必要になります。
入手可能なデータによると、アークランプを備えた 220 V、50 Hz ネットワークで力率を 0.9 ～ 0.95 に高めるには、次の電力 (ランプごと) のコンデンサを取り付ける必要があります。
ランプ電力、W 1000 750 500 250 静電容量コンデンサ、μF 80 60 40 20
この容量のコンデンサは現在入手できないため、個別の補償の使用が制限されます。業界で製造されているものの中で、最も適しているのは、容量 10 μF、電圧 600 V の MBGO タイプの金属紙コンデンサです。これらのコンデンサは並列に接続し、スチール製の箱に取り付ける必要があります (たとえば、電力が 1000 W のランプの場合、380x300x200 mm の寸法のボックスが必要です）と、コンデンサがオフになった後の急速な放電を保証する放電抵抗器が必要です。
放電抵抗 R は、オームの式で求められます。
ここで、コンデンサの無効電力 Q、kvar は次の比で求められます。
ここで、C はコンデンサの静電容量、μF です。 U — コンデンサ端子電圧、kV。
容量が 10 μF の MBGO コンデンサの場合、無効電力 Q は 0.15 kvar です。 1000 W ランプの場合は 620,000 オームのカーボン被覆抵抗が許容され、750 ワットのランプでは 825,000 オームの抵抗が許容されます。
グループ補償設備では、必要なコンデンサ電力 Q は次の式で決定できます。
ここで、P - バラスト損失を含む設置電力、kW。 φ1 と φ2 は、所望の力率値 (φ2) と初期の力率値 (φ1) に対応する位相シフト角です。
設置電力 1 kW ごとに力率を 0.57 から 0.95 に高めるには、1.1 kvar のコンデンサが必要です。グループ補償を使用すると、容量 25 kvar の KM-0.38-25 タイプの三相ペーパー オイル コンデンサや、10 kvar などのより低い電力の他のコンデンサを使用できます。
米。 1. グループライン力率補償を備えたグループライン接続方式の可能性
米。 2. コンデンサKM-0.38-25による放電抵抗の包含スキーム
各 25 kvar コンデンサは、バラスト損失を含めて 22 kW グループには十分です。図に示すように、グループはコンデンサ プラントの後ろで分岐することができます。 1. KM-0.38-25 コンデンサを備えたラインの場合、機械ブレーカーの設定は 40 A を超えず、各並列ラインの電流は 36 A です。
最初の式で計算されたコンデンサ KM-0.38-25 の放電抵抗は 87,000 オームを超えてはなりません。各コンデンサには、電力 150 W、抵抗 40,000 オームのタイプ U1 の管抵抗を 1 つ装備でき、図のスキームに従って 20,000 オームの 2 つのセクションが接続されます。 2.
コンデンサは抵抗とともにスチール製キャビネット内のシールドの近くに取り付けられます。通常、キャビネット内に 3 個から 5 個が取り付けられます。 5 つのコンデンサのキャビネットの寸法は 1250 x 1450 x 700 mm です。
変電所内の無効電力のグループ補償は、バッテリーに組み込まれた同じ KM コンデンサと受電キャビネットを使用して変電所バスバーに接続することで実行できます。
「Tyazhpromelectroproject」が行った比較計算では、パネルのグループラインに沿って無効電力補償を備えたオプションが、無効電力補償のないオプションと経済的にほぼ同等であることが示されました。ただし、電源の高電圧側で追加の利点がある補償オプションをある程度優先することもできます。さらに、補償の欠如により変圧器の出力を増加する必要があるすべての場合において、補償の実現可能性には議論の余地がありません。
過補償負荷が変圧器に接続されている場合、または商用電源の高電圧側に過補償がある場合には、無効電力補償を拒否することをお勧めします。
上記のことから、照明ネットワークにおける無効電力補償の問題は、電源問題の全範囲から切り離して、また地域の状況を詳細に考慮することなく解決できないことは明らかです。
供給照明ネットワークが非常に短い場合、グループスクリーンの近くにコンデンサを設置しても、グループ数の減少につながる可能性はあっても、導電性金属の消費量はほとんど減らないことを付け加えてもよい。作業場の大きさと照明制御要件に応じて、後者は重要な場合もあればそうでない場合もあります。
したがって、多くの場合、DRL ランプを備えた設備における無効電力補償の必要性と方法の問題に対する解決策は、完全に電力供給者の能力の範囲内にあります。
耐久性があり安価な DRL ランプ用の特別な信頼性の高いコンデンサが業界によって開発および開発された後、個別の無効電力補償の便宜性の問題に戻ることが可能になります。 MBGO などのコンデンサを使用する場合、個別の補償は明らかに不適切ですが、制御セット内または通常はランプの近くにコンデンサを取り付けることの重要な動作上の利点、つまり、コンデンサをオフにするという重要な操作上の利点を常に念頭に置いておかなければなりません。ランプと同時に。
一部の企業は現在、補償コンデンサを備えた安定器を供給しています。後者の信頼性の高い設計により、これはもちろん非常に便利です。