Posted Mai 29 2012 von Sufi Shah Hamid Jalali in Energieeffizienz, Beleuchtung auf Elektrotechnik Portal

Ursprüngliche Quelle: Wolsey, Robert, Power Quality, Volumen 2, Anzahl 2, Februar 1995 (Lighting Research Center (LRC) und Power Quality),

Was ist Leistungsfaktor?

Leistungsfaktor ist ein Maß dafür, wie wirksam ein Gerät wandelt Eingangsstrom und-spannung in nützliche elektrische Energie. Es mathematisch wie folgt definiert ist:

Leistungsfaktor Dreieck

 

 

Wo P ist Wirkleistung und S ist die Scheinleistung.

Es wird oft verwechselt:

Wo P₁ Wirkleistung ist od die Grundlagen-und S₁ Scheinleistung ist es.

cos betrifft ausschließlich mit der Grundfrequenz und unterscheidet sich daher von Leistungsfaktor, wenn Oberschwingungen in der Anlage vorhanden sind. Es beschreibt die kombinierten Auswirkungen der aktuellen THD-und Blindleistung von Phasenverschiebung. Ein Gerät mit einem Leistungsfaktor der Einheit (1.0) hat 0% Strom THD und eine Stromaufnahme, die mit dem Spannung synchronisiert wird. Ohmsche Lasten wie Glühlampen haben Leistungsfaktoren der Einheit.

Ein Gerät wird gesagt, hoher Leistungsfaktor haben (HPF) wenn die Stromversorgung 0.9 oder größer. Leistungsfaktor zwischen 0.5 und 0.9 wird als normale Leistungsfaktor (NPF). Magnetische und elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen entweder HPF oder NPF sein. HPF Vorschaltgeräte haben in der Regel Filter, um Oberschwingungen und Kondensatoren, die Phasenverschiebung reduzieren reduzieren.

Im Durchschnitt diese zusätzlichen Komponenten hinzufügen zu 16% zu den Einzelhandelskosten von Vorschaltgeräten (Dorret al. 1994).

NLPIP gemessene Leistungsfaktor für verschiedene Arten von Beleuchtungslasten, und zur gemeinsamen Bürogeräte; diese Daten sind in dargestellt Tabelle 2 unten.

Beispielnetzqualitätsmerkmale für verschiedene elektrische Verbraucher

Welche Probleme aus schlechte Netzqualität führen?

Schlechte Netzqualität kann das Vertriebssystem und Geräte, die auf dem System beschädigen. In seltenen Fällen, schlechte Netzqualität kann eine gefährliche Überlastung des Neutralleiters in einem dreiphasigen Schluss verursachen. Bei dieser Art von Schaltung, drei Versorgungsleitungen teilen sich einen geerdeten Stromkreis Leiter (der Neutralleiter). In einem System ohne THD, der Neutralleiter keinen Strom führt. Hochstrom-THD-Geräte können ungeraden Dreifachoberwellen senden (dritter Ordnung, neunter Ordnung, Um fünfzehn, usw.) auf die Spannungsversorgung, die nicht gegenseitig nicht aus. Sie fügen hinzu, auf dem Neutralleiter, und wenn die aktuelle Bewertung des Drahts überschreitet, der Neutralleiter können sich überhitzen und Brandgefahr.

Spannungsverzerrung kann auch die Lebensdauer der Stromversorger Transformatoren verkürzen und verursachen Kondensatorbänke zu scheitern. Viele Versorgungsunternehmen zu verhängen Strafgebühren auf ihre Kunden, wenn Leistungsfaktor, gemessen an der Stelle, wo die Paare Utility Service zu den Kunden vor Ort, fallen unter einen bestimmten Wert:

Blindleistung nutzt Kapazitäten auf dem Vertriebssystem, was die Menge der Wirkleistung, die ein Programm liefern kann begrenzt. Dies kann ein Problem in Zeiten der Spitzennachfrage sein.

Wenn die Spannung THD unterhalb der Grenze von IEEE 5%, die meisten Geräte nicht Probleme. Ohmsche Lasten wie Glühlampen tatsächlich Spannungsoberschwingungen zu reduzieren. Motorlasten reduzieren auch Oberwellen, aber die Motoren unterliegen Überhitzung als Spannungsverzerrung erhöht. Fünfte Harmonischen erzeugen besonders negativ: sie schnell die Motor effieciency verschlechtern, indem Drehmoment gegen normal Teil des Zyklus.

Elektrische Geräte wie Computer und fluoreszierende Lichtsysteme werden durch Spannungsverzerrung auf dieser Ebene betroffen, weil ihre Macht durch den Transformator oder Vorschaltgerät gefiltert.

Hochfrequenten elektronischen Vorschaltgeräten arbeiten bei Frequenzen im Bereich von 20 zu 60 Kilohertz (kHz). Die von diesen erzeugten Oberwellen Vorschaltgeräte sind bei entsprechend hohen Frequenzen und kann mit einigen Kommunikationsgeräte einschließlich Funkgeräte stören, Gegensprechanlagen, und schnurlose Telefone. Geräte, die Stromleitung Trägersignale verwenden, wie synchronisierte Uhren-und Steuermodule für den Aufbau von Energie-Management-Systeme können auch Probleme auftreten, wenn Oberwellen existieren bei Frequenzen nahe Trägersignal.

Welche Grenzwerte für Strom und Leistungsfaktor THD sind in der Beleuchtungsindustrie?

Normungsorganisationen nicht Leistungsfaktor Grenzen für Beleuchtungsprodukte gesetzt, mit Ausnahme der Forderung, dass Leistungsfaktor müssen erfüllen oder übertreffen 0.90 für Hersteller behaupten, daß ein Produkt mit hohem Leistungsfaktor. Lichtplaner, Architekten, und andere Beleuchtung Planer oft angeben HPF Vorschaltgeräte für Gebäude mit empfindlichen Geräten, wie Krankenhäusern.

Nach ANSI, Maximalstrom THD Grenze 32% für elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen in voller Größe etabliert sind. Es begrenzt auch die Amplitude der dritten Harmonischen zu 30% der Grundschwingungsamplitude, und begrenzt die Amplitude aller hohen Harmonischen (mehr als elf Bestellung) zu 7% der Grund. CSA, IEC und IEEE gesetzt ein 20 % Strom THD Grenze für elektronische Vorschaltgeräte. Fast alle elektronischen Vorschaltgeräten derzeit für 4-Fuß-T12 und T8-Lampen verfügbar sind, einen hohen Leistungsfaktor mit aktuellen THD weniger als 20%.

Einige Kompaktleuchtstofflampen (Energiesparlampen) haben aktuelle THD größer als 100%, aber im Vergleich mit anderen High THD Produkte wie PCs haben niedrige Wirkleistung, so Normungsorganisationen haben nicht die Macht Qualitätsanforderungen für Energiesparlampen setzen.

Einige Dienstprogramme eingestellten Strom THD Anforderungen für Produkte in ihrer Licht Incentive-Programme. Zum Beispiel, der Herzog Power Co. in North Carolina und New England Electric Systems begrenzen aktuellen THD für elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen in voller Größe zu 20%.

Zusätzlich, New England Electric Systems begrenzt Strom THD für Energiesparlampen zu 25%.