Збільшення коефіцієнта потужності в живильній мережі люмінесцентних ламп при стартерном запалюванні.

Набільшими споживачами реактивної потужності є асинхронні електродвигуни, зварювальні й силові трансформатори, індукційні печі, газорозрядні лампи.Для стартерного запалювання люмінесцентних ламп пускорегулююча апаратура (ПРА) стартери, дроселі.. Основні функції ПРА складаються в тому, что апарати повинні забезпечувати:

-запалювання лампи, що полягає в пробої межэлектродного проміжку й формуванні в ньому розряду;

-розгоряння лампи тобто встановлення в лампі робочих характеристик після запалювання;

- стійкість режиму роботи лампи, обумовлена наявністю баласту(дроселя).

Застосування для освітлення газорозрядних ламп ДРЛ, ДРИ й люмінесцентних, що мають у ланцюзі індуктивний опір (дросель), при відсутності пристроїв, що компенсують, значно збільшує споживання реактивної потужності (коефіцієнт потужності cosj≈ 0.4-0.6), що в свою чергу знижує коэфіциент потужності промислового підприємства.

Низьке значення cosj викликає неповне використання потужності генераторів, ліній передач і трансформаторів. Вони марно завантажуються додатковою реактивною потужністю, пульсуючою весь час між джерелом живлення і електроприймачами. Струм во всіх ланцюгах мережі при той же величині споживаної активної потужності зростає. Додаткове завантаження генераторів на електричних станціях, силових трансформаторів і мереж реактивною складовою струму Isinj (при тією ж переданої активної потужності) приводить к непродуктивному використанню повної потужності джерел живлення, а це викликає витрати на збільшення пропускноїздатності всієї системи електропостачання. Крім того при збільшенні величіни струму в мережі виникають додаткові втрати напруги у споживачів, віддалених від джерела живлення. Збільшення струму також спричиняє збільшення втрат потужності й енергії на нагрівання провідників мереж і обмоток електричних машин. Таким чином, негативні наслідки підвищеного споживання електроприймачами реактивної потужності можна зменшити, знижуючи споживання реактивної потужності до мінімальних величин. Для збыльшення коэффициента потужності cosj≈ 0.95 застосовують групову і індивідуальну компенсацію реактивної потужності. При груповій компенсації в освітлювальних мережах с люминесцентними лампами і ртутними лампами типу ДРЛ конденсаторні батареї приєднуються до шин групових освітлювальних щітків, а при индивидуальній - безпосередньо до споживача.

Використання явища компенсації дає можливість розвантажити джерело енергії й передавальні пристрої від марних коливань енергії, а отже й від реактивного струму, замкнувши коливання в кільці, утвореною ємністю й індуктивністю.

Загальний струм люминесцентної лампи розглядають таким, що складається з активній і реактивній складових. Активна потужність споживача при даній напрузі визначається активною складовою струму: Р = UI_a, тому при заданому значенні активної потужності ак­тивна складова струму повинна залишатися незмінною. Знизити струм споживача в цьому випадку можливо тільки за рахунок зменьшення реактивного струму люмінісцентної лампи. Останнє можливо здійснити тільки шляхом включення параллельно мережним виводам лампи компенси­руючого конденсатора.

Емності конденсаторів, котрі необходно включити паралельно люминесцентній лампі с заданим cos j_л, щоб довести коэфіціент потужності лампи до заданого значення cosj»0.95, розраховується по формулі. Активна потужність та напруга лампи задані.

 

 

 

де w - кутова частота, що характеризує швидкість зміни фазового угла.

 

 

 

На рис. 1 представлена схема люминесцентноі лампи з включенням конденсатора для збільшення cos j (С1).

 

Рис.1 Рис.2

Рисунок 1- Однолампова схема з індуктивним баластом:

С1 — конденсатор для компенсації реак­тивної потужності; С2— конденсатор для придушення радіоперешкод.

Рисунок 2- Дволампова схема с ємністно-індуктивним баластом (с розщепленою фазою):

С_б—ємністний баласт; L1,L2 - індук­тивні баласти.

Необхідно пам'ятати, що коефиціент потужності в компенсо­ваних ПРА завжди принципово меньше одиниці із-за несину­соїдальності форми струму люмінесцентної лампи.

Для придушення вищіх гармонійних, викликаних несинусоїдальним струмом лампи застосовують фільтри- конденсатори (С2) дуже маленької ємностї (соті, тисячні частки мікро фаради), котрі підключаються параллельно стартеру.

 

Зниження пульсацій світлового потоку лампи звичайно здійснюється у дволампових схемах при використанні ПРА з розщепленою фазою, рис. 2..Компенсація реактивної потужності у дволампових комплектах (схеми з розщепленою фазою) досягається паралельним включенням газорозрядної лампи (ГЛ) з індуктивним баластом і ГЛ із ємкісно-індуктивним баластом.

Однак при малих значеннях коэфіціенту використання напруги живлячої мережі

т = U_л/U (U_л —номи­нальна напруга лампи, В; U — напруга мережі, В), котре зазвичай коливається в межах 0,45—0,7, сдвиг фаз в паралельних гілках схеми досягає почти 180° і пульсація не знижується. У цих випадках найпоширенішим способом зниження пульсації є включення ламп на разні фази живлячої мережі.

 

Методичні вказівки

1) по формулі розрахувати необхідну величину ємності для лампы, рис1, увеличивая

cosj до 0.95, изначально значение которого составляет 0,4 для ЛБ-20.

2) перевести емкость в микрофарафы(10^-6 Ф).

3)округлить до ближайшего большего числа значение емкости в мкФ.

4) включить схему исследования, рис. 3.

 

 

Рисунок 3-схема включения люминесцентной лампы.

 

Через тумблера (SA1-4) подключить необходимую величину емкости в мкФ, показание приборов занести в таблицу 1

 

Таблица 1-Исследуемые параметры схемы

	Напряжение сети	Напряжение лампы	Ток лампы	Коэффициент мощности	Мощность лампы

 

5)построить зависимости коэффициента мощности (cos j), тока лампы от значение емкости конденсаторов. Сделать выводы.