Kompensasi daya reaktif dalam instalasi dengan lampu pelepasan gas
Jika tidak ada kapasitor kompensasi khusus di sirkuit, maka faktor daya lampu fluoresen - pemberat yang dipasang saat terhubung ke jaringan sangat rendah dan berada dalam kisaran 0,5 - 0,55. Di sirkuit dengan inklusi berurutan dari dua lampu (misalnya, perangkat kontrol tipe 2ABZ-40), faktor daya mencapai 0,7, dan di sirkuit dengan dua lampu yang beroperasi berdasarkan prinsip "fase terpisah" (misalnya, a perangkat kontrol tipe 2UBK-40 ) — 0,9 — 0,95.
Dengan faktor daya rendah, arus dalam jaringan meningkat, yang mungkin memerlukan peningkatan penampang kabel, data nominal perangkat jaringan, dan daya transformator. Kerugian jaringan juga agak meningkat. Untuk alasan ini, PUE hingga saat ini mensyaratkan agar faktor daya dinaikkan menjadi 0,95 di tempat pemasangan lampu.
Namun, pada prinsipnya, kompensasi daya reaktif individu - langsung di lampu - dan kompensasi kelompok, ketika kapasitor dipasang pada pelindung dan melayani seluruh kelompok lampu, dimungkinkan.
Kompensasi grup memiliki keuntungan tertentu: kapasitor grup dapat lebih andal dan lebih tahan lama daripada kapasitor acak individu yang saat ini digunakan yang tidak dirancang khusus untuk aplikasi tertentu. Menurut beberapa perhitungan, kompensasi kelompok juga lebih ekonomis daripada kompensasi individu.
Kelayakan untuk menggunakan satu atau sistem kompensasi lainnya dapat dipelajari lebih lanjut dan solusi untuk masalah tersebut akan tergantung khususnya pada jenis kapasitor kelompok dan individu apa yang akan diadopsi oleh industri.
Sementara itu, ketika ballast digunakan hampir secara eksklusif di instalasi kami sesuai dengan rangkaian awal dua lampu, masalah kompensasi diselesaikan, sehingga dapat dikatakan, secara otomatis: kapasitor yang sama yang berfungsi untuk menciptakan arus utama dalam rangkaian lampu juga menyediakan peningkatan koefisien daya menjadi sekitar 0,92.
Kompensasi daya reaktif individu dan kelompok digunakan untuk lampu MGL dan DRL.
Set lampu DRL — PRA memiliki faktor daya sekitar 0,57, yang, seperti disebutkan di atas, dapat menghasilkan jaringan yang lebih berat. Kompensasi daya reaktif dapat meringankan jaringan, tetapi pada gilirannya melibatkan pemasangan kapasitor individu atau grup yang relatif mahal.
Menurut data yang tersedia, untuk meningkatkan faktor daya menjadi 0,9 — 0,95 dalam jaringan 220 V, 50 Hz dengan lampu busur, perlu memasang kapasitor dengan daya berikut (per lampu):
Daya lampu, W 1000 750 500 250 Kapasitansi kapasitor, μF 80 60 40 20
Kapasitor kapasitas ini saat ini tidak tersedia, yang membatasi penggunaan kompensasi individu.Dari yang diproduksi oleh industri, yang paling cocok adalah kapasitor logam-kertas jenis MBGO dengan kapasitas 10 μF, tegangan 600 V. Kapasitor ini harus disambungkan secara paralel dan dipasang di kotak baja (misalnya, untuk a lampu dengan daya 1000 W, diperlukan kotak dengan dimensi 380x300x200 mm) bersama dengan resistor pelepasan yang memastikan pelepasan kapasitor dengan cepat setelah dimatikan.
Resistansi pelepasan R ditentukan oleh rumus, Ohm:
di mana daya reaktif kapasitor Q, kvar, ditemukan oleh rasio
di mana C adalah kapasitansi kapasitor, μF; U — tegangan terminal kapasitor, kV.
Untuk kapasitor MBGO dengan kapasitansi 10 μF, daya reaktif Q adalah 0,15 kvar. Untuk lampu 1000 W resistansi yang dilapisi karbon sebesar 620.000 ohm dapat diterima, untuk lampu 750 watt resistansi sebesar 825.000 ohm.
Dalam instalasi dengan kompensasi grup, daya kapasitor Q yang dibutuhkan dapat ditentukan dengan rumus
di mana P — daya terpasang, kW, termasuk kerugian balast; φ1 dan φ2 adalah sudut pergeseran fasa yang sesuai dengan nilai faktor daya (φ2) dan awal (φ1) yang diinginkan.
Untuk meningkatkan faktor daya dari 0,57 menjadi 0,95 untuk setiap 1 kW daya terpasang, diperlukan kapasitor 1,1 kvar. Dengan kompensasi kelompok, kapasitor minyak kertas tiga fase tipe KM-0.38-25, dengan kapasitas 25 kvar, serta kapasitor lain dengan daya lebih rendah, misalnya 10 kvar, dapat digunakan.
Beras. 1. Kemungkinan skema koneksi saluran grup dengan kompensasi faktor daya saluran grup
Beras. 2. Skema dimasukkannya resistansi pelepasan dengan kapasitor KM-0,38-25
Setiap kapasitor 25 kvar cukup untuk kelompok 22 kW termasuk kerugian ballast. Grup dapat bercabang di belakang pabrik kapasitor seperti yang ditunjukkan pada gambar. 1. Untuk jalur dengan kapasitor KM-0,38-25, pengaturan pemutus mesin tidak melebihi 40 A, dan arus masing-masing jalur paralel adalah 36 A.
Resistansi pelepasan kapasitor KM-0,38-25, dihitung dengan rumus pertama, tidak boleh melebihi 87.000 ohm. Setiap kapasitor dapat dilengkapi dengan resistansi satu tabung tipe U1 dengan daya 150 W, resistansi 40.000 Ohm, dengan dua bagian 20.000 Ohm yang dihubungkan sesuai dengan skema gbr. 2.
Kapasitor bersama dengan resistor dipasang di dekat pelindung di lemari baja, biasanya tiga hingga lima di dalam lemari. Dimensi kabinet untuk lima kapasitor adalah 1250 x 1450 x 700 mm.
Kompensasi kelompok daya reaktif di gardu induk dapat dilakukan dengan kapasitor KM yang sama yang dipasang di baterai dan menggunakan kabinet masuk untuk menghubungkannya ke busbar gardu induk.
Perhitungan komparatif yang dilakukan oleh "Tyazhpromelectroproject" menunjukkan bahwa opsi dengan kompensasi daya reaktif di sepanjang garis grup panel secara ekonomi hampir setara dengan opsi tanpa kompensasi daya reaktif. Namun, beberapa preferensi dapat diberikan pada opsi terkompensasi, yang memiliki keuntungan tambahan pada sisi suplai tegangan tinggi. Selain itu, dalam semua kasus di mana kurangnya kompensasi mengarah pada kebutuhan untuk meningkatkan daya trafo, kelayakan kompensasi tidak dapat disangkal.
Direkomendasikan untuk menolak kompensasi daya reaktif dalam kasus di mana beban yang dikompensasi berlebih terhubung ke transformator atau di mana ada kompensasi berlebih di sisi tegangan tinggi dari suplai utilitas.
Dari uraian di atas jelas bahwa masalah kompensasi daya reaktif dalam jaringan penerangan tidak dapat diselesaikan secara terpisah dari seluruh spektrum masalah catu daya dan tanpa pertimbangan terperinci dari kondisi setempat.
Dapat ditambahkan bahwa jika pasokan jaringan penerangan sangat pendek, pemasangan kapasitor di dekat layar grup hampir tidak mengurangi konsumsi logam penghantar, meskipun dapat menyebabkan pengurangan jumlah grup. Bergantung pada ukuran bengkel dan persyaratan kontrol pencahayaan, yang terakhir mungkin signifikan atau mungkin tidak.
Dengan demikian, dalam beberapa kasus, solusi atas pertanyaan tentang kebutuhan dan metode kompensasi daya reaktif pada instalasi dengan lampu DRL sepenuhnya berada dalam kompetensi pemasok listrik.
Dimungkinkan untuk kembali ke pertanyaan tentang kelayakan kompensasi daya reaktif individu setelah pengembangan dan pengembangan oleh industri kapasitor khusus yang andal untuk lampu DRL, tahan lama dan murah; ketika menggunakan kapasitor seperti MBGO atau sejenisnya, kompensasi individu jelas tidak tepat.Namun, harus selalu diingat keuntungan operasional yang penting dari memasang kapasitor di set kontrol atau biasanya di dekat lampu, yaitu mematikan kapasitor di waktu yang sama dengan lampu.
Beberapa perusahaan sekarang memasok ballast dengan kapasitor kompensasi.Dengan desain yang andal dari yang terakhir, ini tentu saja sangat nyaman.