東京電力品質と照明 (パート 2)

投稿日 29 2012 エネルギー効率のスーフィー·シャーハミドジャーラリーによる, 上の照明 電気工学ポータル

元のソース: ウルジー, ロバート, 電力特性, ボリューム 2, 数 2, 2月 1995 (照明研究センター (LRC) および電力品質),

力率とは何ですか?

力率 デバイスが便利な電力に入力電流と電圧を変換する方法を効果的の尺度である. 以下のように数学的には定義されている:

力率三角形

 

 

どこ P 有効電力で、 S 皮相電力です.

それは、多くの場合と混同されている:

どこ P₁ 有効電力ODは基本であり S₁ その皮相電力です.

cosφ 排他的に基本周波数との懸念ので、高調波は、インストール中に存在する場合、力率とは異なります. なお、位相のずれから電流THD及び無効電力の複合効果を記載. 団結の力率を持つデバイス (1.0) があります 0% 現在のTHDおよび電圧と同期している消費電流. 白熱灯のような抵抗負荷は、統一の力率を有する.

装置は、高力率を有すると言われている (HPF) パワーがある場合 0.9 以上. との間の力率 0.5 と 0.9 通常の力率と呼ばれている (NPF). 蛍光灯のための磁気および電子安定器は、HPFやNPFのいずれであってもよい. HPF安定器は通常、位相のずれを低減するために、高調波やコンデンサを減らすためのフィルターを持っている.

平均して、これらの追加コンポーネントは約追加 16% 安定器の小売費用 (Dorretら. 1994).

照明負荷数種類のNLPIP測定力率, 共通のオフィス機器用; これらのデータは、に示されている テーブル 2 以下.

異なる電気負荷用のサンプルの電力品質特性

貧弱な電力品質に起因するどのような問題?

貧弱な電力品質は、流通システムやシステム上で動作するデバイスに損傷を与える可能性が. まれに, 貧弱な電力品質は、3相回路に中性線の危険な過負荷が発生する可能性があります. このタイプの回路内, 3つの電力供給線は一端が接地回路導体を共有する (中性線). 無THDと、システム内の, 中性線は電流を運ぶません. 高電流THDデバイスは、奇数トリプル高調波を送信することができます (三次, 9次, 15順番, 等) 電圧源へ, 互いに相殺しない. 彼らは、中性線にまで追加, 電流が電線の定格を超えた場合, 中性線は、火災の危険が過熱してポーズすることができます.

電圧歪みも電力会社の変圧器の寿命を短くし、キャパシタバンクが失敗する可能性があります. 多くのユーティリティは、顧客に違約金を課す場合、力率, お客様のサイトへのユーティリティサービスを結合ポイントで測定, 一定の値を下回る:

無効電力分配システムに容量を使用, ユーティリティが提供できる有効電力の量を制限する. これは、ピーク需要の期間中問題がある可能性があります.

電圧THDはIEEEの限界未満であるとき 5%, ほとんどのデバイスでは問題は発生しません. 白熱灯のような抵抗性負荷は、実際の電圧高調波を低減. モータ負荷も高調波を低減, しかし、モータは電圧歪みが増加すると、過熱を受けます. 五次高調波は、特に負の効果を生じさせる: 彼らは急速にサイクルの一部のため、通常のに反対してトルクを生成することにより、モータのeffieciencyを低下させ.

その電力は、変圧器又はバラストを通して濾過されるため、コンピュータや蛍光灯照明システム等の電気装置は、このレベルの電圧歪みの影響を受けません.

高周波電子バラストは至るまでの周波数で動作 20 へ 60 キロヘルツ (kHzの). これらの安定器によって生成される高調波は相応に高い周波数であり、無線機を含むいくつかの通信機器と干渉する可能性が, インターホン, コー​​ドレス電話. 電力線搬送信号を使用するデバイス, 高調波は、キャリア信号に近い周波数で存在する場合は同期したクロックおよびエネルギー管理シス​​テムを構築するための制御モジュールなどにも問題が発生する可能性があります.

電流THD及び力率の制限は、照明産業で使用されているもの?

標準化団体は、照明製品のための力率の制限を設定していない, 力率が満たすか超えなければならない必要性がある場合を除く 0.90 製造業者は、製品が高力率を有することを主張するために. 照明デザイナー, 建築家, と他の照明指定子は、多くの場合、敏感な機器との建物のHPFのバラストを指定, 病院など.

ANSIによると、, の最大電流THDの制限 32% フルサイズ用の電子安定器のために蛍光灯が確立されている. また、第3次高調波の振幅を制限する 30% 基本波の振幅の, そして、すべての高次高調波の振幅を制限する (11次よりも大きい) へ 7% 基本波の. CSA, IECとIEEEがセット 20 % 電子安定器の現在のTHDリミット. 4フィートのT12とT8ランプに現在利用可能なほとんどすべての電子バラストは、より少ない電流のTHDで高力率である 20%.

いくつかの電球型蛍光ランプ (CFLの) より大きな電流のTHDを持っている 100%, しかし、彼らは、パーソナルコンピュータなどの他の高THD製品と比較して、低活性の力を持っている, その標準化団体は、CFLのための電力品質要件を設定していない.

一部のユーティリティは、その照明インセンティブプログラムの製品の現在のTHD要件を設定. 例えば, デューク·パワー株式会社. ノースカロライナ州とニューイングランド·エレクトリックシステムズでフルサイズの蛍光ランプ用電子安定器の現在のTHDを制限 20%.

さらに, ニューイングランド·エレクトリックシステムズにCFLのための現在のTHDを制限 25%.