Blindleistungskompensation bei Anlagen mit Gasentladungslampen

Wenn im Stromkreis keine speziellen Kompensationskondensatoren vorhanden sind, ist der Leistungsfaktor des Leuchtstofflampen-Vorschaltgeräts beim Anschluss an das Netzwerk sehr niedrig und liegt im Bereich von 0,5 bis 0,55. In Stromkreisen mit sequentiellem Einschluss von zwei Lampen (z. B. einem Steuergerät vom Typ 2ABZ-40) erreicht der Leistungsfaktor 0,7 und in Stromkreisen mit zwei Lampen, die nach dem „Split-Phase“-Prinzip arbeiten (z. B. a Steuergerät vom Typ 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.

Bei einem niedrigen Leistungsfaktor steigen die Ströme im Netzwerk, was eine Erhöhung des Leitungsquerschnitts, der Nenndaten der Netzwerkgeräte und der Leistung der Transformatoren erforderlich machen kann. Auch die Netzverluste nehmen etwas zu. Aus diesen Gründen verlangte PUE bis vor Kurzem, dass der Leistungsfaktor bereits an den Installationsorten der Lampen auf 0,95 erhöht werden muss.

Grundsätzlich ist jedoch sowohl eine Einzelblindleistungskompensation – direkt an den Lampen – als auch eine Gruppenkompensation, wenn die Kondensatoren auf den Schirmen montiert sind und eine ganze Gruppe von Lampen versorgen, möglich.

Die Gruppenkompensation hat gewisse Vorteile: Gruppenkondensatoren können zuverlässiger und langlebiger sein als die derzeit verwendeten einzelnen Zufallskondensatoren, die nicht speziell für die jeweilige Anwendung entwickelt wurden. Einigen Berechnungen zufolge ist eine Gruppenvergütung auch wirtschaftlicher als eine Einzelvergütung.

Die Machbarkeit der Verwendung des einen oder anderen Kompensationssystems muss noch weiter untersucht werden und die Lösung des Problems wird insbesondere davon abhängen, welche neuen Arten von Gruppen- und Einzelkondensatoren von der Industrie übernommen werden.

Wenn in unseren Anlagen inzwischen fast ausschließlich Vorschaltgeräte nach einer Zwei-Lampen-Startschaltung verwendet werden, ist die Frage der Kompensation sozusagen automatisch gelöst: Dieselben Kondensatoren, die zur Erzeugung eines Vorlaufstroms im Lampenkreis dienen, sorgen auch für einen Erhöhung des Leistungskoeffizienten auf etwa 0,92.

Für MGL- und DRL-Lampen kommt sowohl Einzel- als auch Gruppenblindleistungskompensation zum Einsatz.

Das DRL-PRA-Lampenset hat einen Leistungsfaktor von etwa 0,57, was, wie oben erwähnt, zu einem schwereren Gitter führen kann. Die Blindleistungskompensation kann das Netz entlasten, erfordert aber wiederum den Einbau relativ teurer Einzel- oder Gruppenkondensatoren.

Um den Leistungsfaktor in 220-V-50-Hz-Netzen mit Bogenlampen auf 0,9 bis 0,95 zu erhöhen, müssen den verfügbaren Daten zufolge Kondensatoren mit folgenden Leistungen (pro Lampe) installiert werden:

Lampenleistung, W 1000 750 500 250 Kapazitätskondensatoren, μF 80 60 40 20

Kondensatoren dieser Kapazität sind derzeit nicht verfügbar, was den Einsatz einer Einzelkompensation einschränkt.Von den von der Industrie hergestellten sind Metall-Papier-Kondensatoren vom Typ MBGO mit einer Kapazität von 10 μF und einer Spannung von 600 V am besten geeignet. Diese Kondensatoren müssen parallel geschaltet und in Stahlkästen eingebaut werden (z. B. für a Für eine Lampe mit einer Leistung von 1000 W ist ein Kasten mit den Abmessungen 380 x 300 x 200 mm sowie Entladewiderstände erforderlich, die eine schnelle Entladung der Kondensatoren nach dem Ausschalten gewährleisten.

Der Entladungswiderstand R wird durch die Formel Ohm bestimmt:

wobei die Blindleistung des Kondensators Q, kvar, durch das Verhältnis ermittelt wird

wobei C die Kapazität des Kondensators ist, μF; U – Kondensatorklemmenspannung, kV.

Für einen MBGO-Kondensator mit einer Kapazität von 10 μF beträgt die Blindleistung Q 0,15 kvar. Für 1000-W-Lampen kann ein kohlenstoffbeschichteter Widerstand von 620.000 Ohm akzeptiert werden, für 750-Watt-Lampen ein Widerstand von 825.000 Ohm.

Bei gruppenkompensierten Anlagen kann die erforderliche Kondensatorleistung Q nach der Formel ermittelt werden

wobei P – installierte Leistung, kW, einschließlich Ballastverluste; φ1 und φ2 sind die Phasenverschiebungswinkel, die den gewünschten (φ2) und anfänglichen (φ1) Leistungsfaktorwerten entsprechen.

Um den Leistungsfaktor von 0,57 auf 0,95 pro 1 kW installierter Leistung zu erhöhen, sind 1,1-kvar-Kondensatoren erforderlich. Bei der Gruppenkompensation können dreiphasige Papierölkondensatoren vom Typ KM-0,38-25 mit einer Kapazität von 25 kvar sowie andere mit geringerer Leistung, beispielsweise 10 kvar, eingesetzt werden.

Reis. 1. Ein mögliches Gruppenleitungs-Verbindungsschema mit Gruppenleitungs-Leistungsfaktorkompensation

Reis. 2. Schema der Einbeziehung von Entladewiderständen mit Kondensator KM-0,38-25

Jeder 25-kvar-Kondensator reicht für eine 22-kW-Gruppe inklusive Ballastverlusten. Die Gruppen können hinter der Kondensatoranlage verzweigt werden, wie in Abb. gezeigt. 1. Bei Leitungen mit KM-0,38-25-Kondensatoren überschreitet die Einstellung des Maschinenschalters 40 A nicht und der Strom jeder der parallelen Leitungen beträgt 36 A.

Der nach der ersten Formel berechnete Entladewiderstand für Kondensatoren KM-0,38-25 sollte 87.000 Ohm nicht überschreiten. Jeder Kondensator kann mit einem Röhrenwiderstand vom Typ U1 mit einer Leistung von 150 W und einem Widerstand von 40.000 Ohm ausgestattet werden, wobei zwei Abschnitte von 20.000 Ohm gemäß dem Schema der Abb. angeschlossen werden. 2.

Kondensatoren und Widerstände werden in der Nähe von Abschirmungen in Stahlschränken montiert, normalerweise drei bis fünf pro Schrank. Die Abmessungen des Schrankes für fünf Kondensatoren betragen 1250 x 1450 x 700 mm.

Die Gruppenkompensation der Blindleistung in einem Umspannwerk kann mit den gleichen in Batterien montierten KM-Kondensatoren und der Verwendung von Eingangsschränken für deren Anschluss an die Sammelschienen des Umspannwerks erfolgen.

Vergleichsrechnungen von „Tyazhpromelectroproject“ ergaben, dass die Variante mit Blindleistungskompensation entlang der Gruppenlinien der Panels wirtschaftlich nahezu gleichwertig ist mit der Variante ohne Blindleistungskompensation. Allerdings kann der kompensierten Option der Vorzug gegeben werden, die zusätzliche Vorteile auf der Hochspannungsseite der Versorgung bietet. Darüber hinaus ist die Durchführbarkeit einer Kompensation in allen Fällen, in denen die fehlende Kompensation dazu führt, dass die Leistung des Transformators erhöht werden muss, unbestreitbar.

Es wird empfohlen, die Blindleistungskompensation abzulehnen, wenn eine überkompensierte Last an den Transformator angeschlossen ist oder eine Überkompensation auf der Hochspannungsseite des Versorgungsnetzes vorliegt.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass die Frage der Blindleistungskompensation in Beleuchtungsnetzen nicht losgelöst vom Gesamtspektrum der Stromversorgungsprobleme und ohne detaillierte Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten gelöst werden kann.

Es kann hinzugefügt werden, dass bei sehr kurzen Versorgungsbeleuchtungsnetzen die Installation von Kondensatoren in der Nähe der Gruppenschirme den Verbrauch an leitendem Metall kaum verringert, obwohl dies zu einer Verringerung der Anzahl der Gruppen führen kann. Abhängig von der Größe der Werkstatt und den Anforderungen an die Lichtsteuerung können letztere von Bedeutung sein oder auch nicht.

Daher liegt die Lösung der Frage nach der Notwendigkeit und den Methoden der Blindleistungskompensation in Anlagen mit DRL-Lampen in einer Reihe von Fällen vollständig in der Zuständigkeit der Stromversorger.

Nach der Entwicklung und Entwicklung spezieller zuverlässiger Kondensatoren für DRL-Lampen, langlebig und kostengünstig, durch die Industrie wird es möglich sein, auf die Frage der Zweckmäßigkeit der individuellen Blindleistungskompensation zurückzukommen; Bei der Verwendung von Kondensatoren wie MBGO oder ähnlichem ist eine individuelle Kompensation offensichtlich ungeeignet. Man muss jedoch immer den wichtigen betrieblichen Vorteil der Installation von Kondensatoren im Steuersatz oder normalerweise in der Nähe der Lampen im Auge behalten, nämlich das Abschalten der Kondensatoren am Gleichzeitig mit den Lampen.

Einige Unternehmen liefern inzwischen Vorschaltgeräte mit Kompensationskondensatoren.Bei einer zuverlässigen Konstruktion des Letzteren ist das natürlich sehr praktisch.