Reaktiivvõimsuse kompenseerimine gaaslahenduslampidega paigaldistes
Kui vooluringis pole spetsiaalseid kompenseerivaid kondensaatoreid, on luminofoorlambi - liiteseadise komplekti võimsustegur võrku ühendamisel väga madal ja jääb vahemikku 0,5 - 0,55. Kahe lambi järjestikuse kaasamisega ahelates (näiteks 2ABZ-40 tüüpi juhtseade) ulatub võimsustegur 0,7-ni ja kahe lambiga ahelates, mis töötavad "jaotatud faasi" põhimõttel (näiteks tüüpi juhtseade 2UBK-40) — 0,9 — 0,95.
Madala võimsusteguri korral suurenevad voolud võrgus, mis võib nõuda juhtmete ristlõike, võrguseadmete nimiandmete ja trafode võimsuse suurendamist. Mõnevõrra suurenevad ka võrgukadud. Nendel põhjustel nõudis PUE kuni viimase ajani võimsusteguri suurendamist 0,95-ni juba lampide paigaldamise kohtades.
Põhimõtteliselt on aga võimalik nii individuaalne reaktiivvõimsuse kompenseerimine – otse lampidel – kui ka grupikompensatsioon, kui kondensaatorid on paigaldatud kilpidele ja teenindavad tervet rühma lampe.
Grupikompenseerimisel on teatud eelised: grupikondensaatorid võivad olla töökindlamad ja vastupidavamad kui praegu kasutusel olevad üksikud juhuslikud kondensaatorid, mis pole spetsiaalselt antud rakenduse jaoks mõeldud. Mõnede arvutuste kohaselt on grupihüvitis ka säästlikum kui individuaalne hüvitis.
Ühe või teise kompensatsioonisüsteemi kasutamise otstarbekust uuritakse täiendavalt ja probleemi lahendus sõltub eelkõige sellest, milliseid uut tüüpi rühma- ja individuaalseid kondensaatoreid tööstus kasutusele võtab.
Vahepeal, kui liiteseadiste kasutatakse meie seadmetes peaaegu eranditult kahe lambi käivitusahela järgi, lahendatakse kompensatsiooni küsimus nii-öelda automaatselt: samad kondensaatorid, mis loovad juhtiva voolu lambiahelas, pakuvad ka võimsuskoefitsiendi tõus umbes 0,92-ni.
MGL- ja DRL-lampide puhul kasutatakse nii individuaalset kui ka rühmareaktiivvõimsuse kompenseerimist.
DRL-PRA lampide komplekti võimsustegur on umbes 0,57, mis, nagu eespool märgitud, võib põhjustada raskema võrgu. Reaktiivvõimsuse kompenseerimine võib võrgu pinget leevendada, kuid see omakorda hõlmab suhteliselt kallite individuaalsete või rühmakondensaatorite paigaldamist.
Olemasolevatel andmetel on kaarlampidega 220 V, 50 Hz võrkudes võimsusteguri suurendamiseks 0,9–0,95-ni vaja paigaldada järgmise võimsusega kondensaatorid (lambi kohta):
Lambi võimsus, W 1000 750 500 250 Mahtuvuskondensaatorid, μF 80 60 40 20
Sellise võimsusega kondensaatorid ei ole praegu saadaval, mis piirab individuaalse kompensatsiooni kasutamist.Tööstuses toodetavatest on sobivaimad metall-paberkondensaatorid MBGO tüüpi võimsusega 10 μF, pingega 600 V. Need kondensaatorid tuleb ühendada paralleelselt ja paigaldada teraskarpidesse (näiteks lamp võimsusega 1000 W, on vajalik kast mõõtmetega 380x300x200 mm) koos tühjendustakistitega, mis tagavad kondensaatorite kiire tühjenemise pärast nende väljalülitamist.
Tühjendustakistus R määratakse valemiga Ohm:
milles suhtega leitakse kondensaatori Q reaktiivvõimsus kvar
kus C on kondensaatori mahtuvus, μF; U — kondensaatori klemmi pinge, kV.
MBGO kondensaatori puhul, mille mahtuvus on 10 μF, on reaktiivvõimsus Q 0,15 kvar. 1000 W lampide puhul on aktsepteeritav süsinikkattega takistus 620 000 oomi, 750 vatiste lampide puhul 825 000 oomi.
Grupikompensatsiooniga paigaldistes saab nõutava kondensaatori võimsuse Q määrata valemiga
kus P – installeeritud võimsus, kW, sealhulgas liiteseadisega kaod; φ1 ja φ2 on faasinihke nurgad, mis vastavad soovitud (φ2) ja esialgsele (φ1) võimsusteguri väärtustele.
Võimsusteguri suurendamiseks 0,57-lt 0,95-le iga 1 kW paigaldatud võimsuse kohta on vaja 1,1 kvar kondensaatoreid. Rühmakompensatsiooniga saab kasutada kolmefaasilisi KM-0,38-25 tüüpi paberõlikondensaatoreid mahuga 25 kvar, aga ka teisi väiksema võimsusega, näiteks 10 kvar.
Riis. 1. Võimalik rühmaliini ühendusskeem koos rühmaliini võimsusteguri kompensatsiooniga
Riis. 2. Kondensaatoriga KM-0,38-25 tühjendustakistuste kaasamise skeem
Igast 25 kvar kondensaatorist piisab 22 kW rühma jaoks, sealhulgas liiteseadise kadudest. Rühmad saab hargneda kondensaatorijaama taha, nagu on näidatud joonisel fig. 1. KM-0,38-25 kondensaatoritega liinide puhul ei ületa masina kaitselüliti seadistus 40 A ja iga paralleelse liini vool on 36 A.
Kondensaatorite KM-0,38-25 tühjendustakistus, mis on arvutatud esimese valemiga, ei tohiks ületada 87 000 oomi. Iga kondensaator võib olla varustatud ühe U1-tüüpi torutakistusega võimsusega 150 W, takistusega 40 000 oomi ja kahe 20 000 oomi sektsiooniga, mis on ühendatud vastavalt joonisel fig. 2.
Kondensaatorid koos takistitega on paigaldatud teraskappidesse, tavaliselt kolm kuni viis kilbi. Viie kondensaatori kapi mõõdud on 1250 x 1450 x 700 mm.
Reaktiivvõimsuse grupikompenseerimist alajaamas saab teha samade akudesse monteeritud KM kondensaatoritega ja kasutades nende ühendamiseks alajaama siinidesse sissetulevaid kappe.
"Tyazhpromelectroproject" tehtud võrdlusarvutused näitasid, et reaktiivvõimsuse kompenseerimisega variant piki paneelide rühmajooni on majanduslikult peaaegu samaväärne reaktiivvõimsuse kompenseerimiseta variandiga. Siiski võib teatud eelistuse anda kompenseeritud valikule, millel on täiendavad eelised toite kõrgepinge poolel. Veelgi enam, kõigil juhtudel, kui kompensatsiooni puudumine toob kaasa vajaduse suurendada trafo võimsust, on hüvitamise otstarbekus vaieldamatu.
Soovitatav on keelduda reaktiivvõimsuse kompenseerimisest juhtudel, kui trafoga on ühendatud ülekompenseeritud koormus või kui ülekompenseerimine toimub tehnovõrgu kõrgepinge poolel.
Eelnevast on selge, et valgustusvõrkude reaktiivvõimsuse kompenseerimise küsimust ei saa lahendada kogu toiteprobleemide spektrist eraldiseisvana ja kohalikke tingimusi üksikasjalikult arvesse võtmata.
Võib lisada, et kui toitevalgustuse võrgud on väga lühikesed, ei vähenda kondensaatorite paigaldamine rühmaekraanide lähedusse juhtiva metalli tarbimist, kuigi see võib kaasa tuua rühmade arvu vähenemise. Olenevalt töökoja suurusest ja valgustuse reguleerimise nõuetest võivad viimased olla olulised või mitte.
Seega on mitmel juhul DRL-lampidega paigaldiste reaktiivvõimsuse kompenseerimise vajaduse ja meetodite küsimuse lahendamine täielikult elektritarnijate pädevuses.
Individuaalse reaktiivvõimsuse kompenseerimise otstarbekuse küsimuse juurde on võimalik naasta pärast seda, kui tööstus on välja töötanud ja välja töötanud spetsiaalsed usaldusväärsed, vastupidavad ja odavad DRL-lampide kondensaatorid; kondensaatorite nagu MBGO vms kasutamisel on individuaalne kompenseerimine ilmselgelt sobimatu, kuid alati tuleb meeles pidada kondensaatorite juhtimiskomplekti või tavaliselt lampide lähedusse paigaldamise olulist tööeelist, milleks on kondensaatorite väljalülitamine samal ajal kui lambid.
Mõned ettevõtted tarnivad nüüd liiteseadiseid kompenseerivate kondensaatoritega.Viimase usaldusväärse disainiga on see muidugi väga mugav.