Електропривреда Квалитет и расвета (део 1)

Увод

Забринутост због ефеката осветљења производа на дистрибутивним системима снага су се фокусирали пажњу на снага квалитет. Лош квалитет снага може трошити енергију и способност електричног система; може да нашкоди како електричне дистрибутивног система и уређаја који раде на систему.

Постоје многи елементи у електроенергетском систему који утиче две главне параметре; фактор снаге и хармоници. Електромотори, неки распоред осветљења, трансформатори и остали индуктивних и капацитивних апарати увести реактивне снаге у систему, и на тај начин укључени у оштећења фактор снаге. Ове компоненте треба реактивну снагу за рад.

Нелинеарних потрошача као што су УПС, рачунарски системи, флуоресцентне распоред, ЦФЛс, дигитална електроника, итд. се нарушава тренутне таласних облика и увођење хармонике у електроенергетски систем.

Шта је квалитет снага?

За електричне дистрибутивног система, Квалитет снага је у којој мери напон је синусни талас константне амплитуде. Слика 1 показује таласни облик од 120 волти (У), 60-херц (Хз) линија напон од идеалног квалитета електричне енергије. У наизменичних струја коло, електрони теку према извору напајања за једну половину циклуса и далеко од извора напајања за другу половину.

У 60 Хз, напон талас заврши циклус сваког 1/60^ог секунде, или приближно сваки 17 милисекунди (1/50^ог секунде, или 20 милисекунди у 50 Хз системи). Проблеми са генераторима услужни или дистрибутивног система може да изазове озбиљне проблеме квалитета електричне енергије, као што су напона и прелазних, оба од којих може да скрати животни век система расвете и друге електричне опреме. Висок ниво изобличења (одступање од синусног таласа) у дистрибутивном систему, такође може да оштети електричне опреме.

За разлику напона и прелазних, међутим, дисторзија често је узрокована електричних уређаја који раде на систему.

За одређену електричног уређаја, квалитет термин снага описује до које мере уређај и штети таласног облика напона и мења фазни однос између напона и струје. Уређај са идеалним карактеристикама квалитета снага нити искривљује напон напајања, нити утиче на напон-струја фазе односа.

Слика 1 – Електрични сигнал за 120В, 60Хз напајање са идеалним квалитета електричне енергије

Глатка синус талас је карактеристично за неизобличеним напона. На фреквенцији од 60 Хз, талас понавља сваки 16.7 МС. Амплитуда је 170В; Корен-средња-квадрат (РМС) Вредност таласа је 120В.

Како системи за осветљење утичу на квалитет снага?

Слика 2 – Високо изобличен сигнал струја

Већина чарапице системи за осветљење не смањују квалитет напајања дистрибутивног система, јер они имају синусоидне тренутне форме таласа који су у фази са напоном таласа (струја и напона и повећање и смањење у исто време).

Флуоресцентних цеви, Висок интензитет пражњења (ХИД), и ниског напона обичне системи за осветљење, који користе балластс или трансформатора, можда пореметио актуелне таласне облике. Слика 2 показује пример веома искривљена тренутног таласа типичан неког електронског баласта за компактним флуоресцентним сијалицама. Уређаји са таквим искривљених актуелним таласних облика струја скрене у кратким рафалима (уместо да је цртеж глатко), који ствара дисторзију напона у. Ови уређаји текући таласних облика такође могу бити ван фазе са напоном таласа.

Таква фаза померања може да смањи ефикасност наизменичних струја кола. У Слика 3, Садашњи талас заостаје за напоном талас.

Током делу циклуса струја је позитиван, док је негативан напон (или обрнуто), као што је приказано на сивим областима; струја и напон рад једни против других, стварање реактивне снаге. Уређај производи рад само за време представљени од стране не-сивим деловима циклуса, који представљају активне снаге Обласног а.

Реактивна снага не искриви напон. Међутим, то је важна снага квалитет забринутост због дистрибутивних система комуналних услуга морају имати капацитет да спроведе реактивне снаге иако остварује никакав користан рад.

Оба произвођача расвете и власници зграда може предузети кораке да се побољша квалитет напајања. Већина електронских пригушница за пуној величини флуоресцентне лампе имају филтере да смањи тренутну изобличење. Неки електронски баласти за компактне флуоресцентне сијалице имају високу тренутну деформацију, али доприносе веома мало изобличења напона због мале снаге.

Слика 3 – Расељавање фаза реактивна снага

Магнетни баласти за флуо лампе и сакрио обично су заостајање струје. Неки магнетни баласти садрже кондензаторе који ресинхронизујете струја и напона, који елиминише реактивне снаге. Власници зграда такође можете да инсталирате кондензаторе у својим системима дистрибуције зграда да надокнади за велике оптерећења са заосталим струје.

Шта су хармоници?

Хармоника је талас са фреквенцијом која је цео више од фундаменталног, или главни талас. Било изобличен сигнал може описати основног таласа, плус један или више хармоника, као што је приказано у Слика 4. Искривљен 60 Хз струја талас, на пример, може садржати хармонике на 120 Хз, 180 Хз, и други умно 60 Хз (у 50 Хз системи Ово може да 100 Хз, 150 Хз, други умно 50 Хз).

Хармоника чија фреквенција је два пута већа од фундаментално се зове другог реда хармоника; трећи ред-хармоника има фреквенцију три пута већа од фундаменталног, и тако даље.

Слика 4 – Илуструјући хармонике

Приметити – Искривљене таласни облик у Слика 4а може описати збир једног синусни талас са учесталошћу 1 Хз и амплитуда 2 фт, који је основни, и други синусни талас са фреквенцијом 3 Хз и амплитуда 1 фт, који је трећи ред хармоника. Две компоненте таласа су приказани у Слика 4б.

Веома искривљена садашњи таласни облици садрже бројне хармонике. У чак хармоника компоненте (другог реда, четврти ред-, итд) имају тенденцију да се пониште ефекте једни другима, али ак хармоници имају тенденцију да додате на начин да се брзо повећава дисторзију јер су успони и падови њихових таласних облика често поклапају. Осветљење индустрија позива своју најчешћу меру изобличења укупног хармонијског изобличења (ТХД).

Укупан Хармонијска изобличења (ТХД) и хармоника фактор

Произвођачи баласт, електрични комуналије, и стандардне организације различито дефинишу ТХД, који је изазвао забуну у индустрији осветљења. На пример, ИЕЕЕ дефинише ТХД дато у ИЕЕЕ 1035-1989 као што следи:

Где:

• Ја₁ је корен-средња-квадрат (РМС) фундаменталне тренутног таласа
• Ја₂ РМС другог реда текуће хармонијског таласа
• Ја₃ РМС трећег реда текуће хармонијског таласа, итд.

Или како је дефинисано у ИЕЦ 61000-2:

Где Ја₁ је основна струја таласни облик.

С друге стране, АНСИ и ЦСА користите испод формулу за израчунавање ТХД:

Где:

• Ја₁ је ефективна од основних тренутног таласа,
• Ја₂ РМС другог реда текуће хармонијског таласа
• Ја₃ РМС трећег реда текуће хармонијског таласа, итд.

Као што можемо видети, према другом дефиницији, ТХД је увек мања од 100%. Табела даје неке конверзије између две дефиниције.

Комуналије типично напону напајања са мање од 2% ТХД. Међутим, струја ТХД за електронске уређаје може да буде веома висок, често преко 100%. Табела 1 наводи тренутну ТХД од неких осветљења оптерећења, мерено НЛПИП. Уређаји са високим текућег ТХД доприносе напона ТХД сразмерно њиховом проценту укупног оптерећења грађевине. Тако, вишег Снага уређаји могу повећати напон ТХД више од слабијих уређаја. Ако хармонијско изобличење је брига за осветљење, НЛПИП препоручује да користе електронске спецификатори балластс са филтерима за смањење ТХД.

Препоручена максимална дозвољена напон ТХД на месту где зграда повезује на корисност дистрибутивни систем је 5% (ИЕЕЕ 1992).

Слика 5 показује да је напон ТХД досегне ограничење када оптерећење приближно половина зграде има тренутну ТХД од 55%, или када отприлике једна четвртина од оптерећења зграде има тренутну ТХД од 115%.

Напон ТХД резултат 55% и 115% струја ТХД
Да би се наставила у техничком дијелу члана 2 ...