регулятор реактивной мощности Компенсация реактивной мощности, УКРМ
По всем вопросам пишите и звоните: E-mail: ukrm2014@gmail.com  моб:8-987-961-7173  Skype: ukrm2010  
Что, где и почем?
Индикаторы ЕЭС

Системный оператор Единой энергетической системы

Авторизация !





Забыли пароль?
Вы не зарегистрированы. Регистрация
Оборудование для ФСК ЕЭС
Реестр №2 ФСК ЕЭС
Реестр №2 ФСК ЕЭС
Статистика сайта
Участников: 6483
Новостей: 381
Ссылок: 200
посетителей: 3628105
Последние новости
 
Главная
Качество электроэнергии и энергосбережение
    Нормативные документы по качеству электроэнергии и энергосбережению             Производители приборов - анализаторов электросети             Энергоаудит, консалтинг и инжиниринг             Библиография и глоссарий     
Гармоники и освещение Версия для печати Отправить на e-mail
02.03.2014
Image

История вопроса

В жилом, промышленном и коммерческом секторе применяется множество светильников с разной технологией освещения. Понимание того, как характеристики качества электрической энергии меняются при переходе от одной технологии освещения к другой, является основным принципом к обеспечению эффективного проекта освещения с учетом  соблюдения требований нормативных документов по ЭМС.

 

Еще несколько десятилетий назад вопрос  электромагнитной совместимости, качества электроэнергии не стоял так остро, как сейчас. Что же произошло?

Причиной этому стало широкое применение  в быту, в коммерческом и производственном секторе современной электронной техники, чрезвычайно чувствительной к помехам и качеству электроэнергии; особенно это относится к средствам вычислительной техники: компьютерам, серверному оборудованию, промышленным контроллерам и т.д.  Выяснилось, например, что применение энергосберегающих ламп, кроме собственно энергосбережения, имеет и обратную сторону: высокий уровень генерации гармоник. Погоня за использованием дешевой пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) для источников света всех типов  при их массовом применении привела к значительному росту доли генерации гармоник от систем освещения в общем балансе, в среднем до 20-25%.


Типы
освещения

Существует  целый ряд различных технологий освещения с использованием следующих основных источников света:

 

1.   Лампы накаливания.

 

2.   Металлогалогенные лампы.

 

3.   Газоразрядные лампы.

 

4.   Люминесцентные лампы.

 

5.   Светодиодные лампы.

Стандарты

Таблица 1. Перечень стандартов, устанавливающих требования к ЭМС световых приборов.

 

Стандарты, действующие в России

Международные стандарты

Примечание

ГОСТ Р 51317.3.2 - 2006. Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний.

IEC 61000-3-2

Световое оборудование - класс С

ГОСТ Р 51317.3.3 - 99. Совместимость технических средств электромагнитная. Колебания напряжения и фликер, вызываемые техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе), подключаемыми к низковольтным системам электроснабжения.

Нормы и методы испытаний.

IEC 61000-3

 

ГОСТ Р 51318.15 - 99. Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от электрического светового и аналогичного оборудования.

Нормы и методы испытаний.

CISPR 15,

EN 55015

 

ГОСТ Р 51514 - 99. Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоустойчивость светового оборудования общего назначения. Требования и методы испытаний.

IEC 61547

 


 


Гармонические искажения

Предельные значения гармоник для электрических и электронных систем устанавливаются стандартом IEC 61000-3-2. Ниже, в Таблице 2, приведены предельные значения для осветительного оборудования (только гармоники третьего и пятого порядка, как самые распространенные).


 

Порядок гармоники

Активная входная мощность >25 Вт

Активная входная мощность <25 Вт, применяется одно из 2 предельных значений

 

% от основной (первой) гармоники тока

% от основной (первой) гармоники тока

Гармонический ток относительно активной мощности

3

30

86

3,4 мА/Вт

5

10

61

1,9 мА/Вт


 

 

 

Основной вклад в увеличение  коэффициента нелинейных искажений  (THD) вносят с одной стороны диммеры (регуляторы освещения), с другой стороны – электронные балласты. Диммеры применяются как в быту – в основном для ламп накаливания – так и в коммерции и на производстве; в этом случае они являются или составной частью электронных балластов, или как дополнение к существующим схемам освещения. Автономные электронные светорегуляторы для ламп накаливания с номинальной мощностью не более 1 кВт не ограничиваются по содержанию гармоник. Для других случаев и осветительного оборудования с использованием ламп накаливания со встроенным электронным светорегулятором, максимальный допустимый гармонический ток (гармоники третьего порядка) составляет 2,30А.

 


Для балластных сопротивлений разрядных ламп большой мощности, ток, потребляемый из сети, имеет THD < 20% в общем случае и < 10% для самых сложных устройств. Наоборот, устройства, связанные с лампами малой мощности,  в частности, компактными флуоресцентными лампами, имеют максимальный THD - до 150% и выше. В таких условиях действующее значение тока, потребляемого из сети, в 1,8 раз превышает ток, соответствующий активной мощности лампы, что равнозначно коэффициенту мощности 0,55. Так как равномерного распределения нагрузки между фазами, осветительные цепи обычно подключаются между каждой из фаз и нейтралью с обеспечением симметричности, то в  таких условиях высокий уровень третьей гармоники и гармоник, кратных 3, может приводить к перегрузке нейтрального проводника. В наименее благоприятной ситуации ток нейтрали может в разы превышать ток в каждой фазе.


Ниже в Таблице 3 приведены типичные значения THD для разных типов ПРА (источник: Power Quality Laboratory, Niagara Mohawk Lighting Research Laboratories).


Вид ПРА

Типичный THD

Магнитный энергосберегающий балласт,

2-F40

15-20%

Магнитный энергосберегающий балласт, 2-F96

25-30%

Электронный балласт компактных люминесцентных ламп

125-175%

Стандартный промышленный электронный балласт, 2-FO32

менее 20%

Электронный балласт с низкой генерацией гармоник,  2-FO32

менее 10%

Магнитный балласт с регулированием

40% максимум от диапазона регулирования

Магнитный балласт с твердотельным регулятором яркости

100%  и более от диапазона регулирования

Источник питания светодиодных светильников с ШИМ и корректором коэффициента мощности

до 40%

Регулятор для ламп накаливания

100% максимум от диапазона регулирования

 


 

Предпочтительны пускорегулирующие аппараты ламп, имеющие суммарный коэффициент нелинейных искажений ниже 20%; THD ниже 10% считается отличным.

Важным показателем эффективной ПРА является крест-фактор (коэффициент амплитуды) (см. статью по измерению RMS). Крест-фактор связан с формой волны мощности на лампе с балластом. Чем выше его значение, тем меньше  срок службы лампы. Балласты с крест-фактором  ниже 1,7 считаются хорошими.

 

Электронные балластные сопротивления являются также источниками высокочастотных кондуктивных и электромагнитных помех. Очень крутой фронт напряжения на выходе электронного балласта вызывает появление импульсов тока в паразитных емкостях на землю. В результате паразитные токи циркулируют в заземляющих и питающих проводниках. Из-за высокой частоты этих токов возникает электромагнитное излучение. Для ограничения высокочастотных помех лампа должна устанавливаться в непосредственной близости от балластного сопротивления для уменьшения длины наиболее интенсивно излучающих проводников.

Заключение

Потребители электроэнергии обеспокоены тем фактом, что существует положительная корреляция между THD и коэффициентом мощности. Токи гармоник, генерируемые ЭПРА (электронной пускорегулирующей аппаратурой) и другими электронными устройствами (диммерами) снижают коэффициент мощности, из-за искажения синусоидальной формы волны тока. Чтобы свести к минимуму THD электронных балластов до приемлемых уровней, Национальная Ассоциация производителей электрооборудования (NEMA), например, и Американский Институт национальный стандартов (ANSI) предложили предел THD в 33%.
С
использованием новейших технологий уже разработаны электронные балласты с THD менее 10%. Эти продукты, в прошлом достаточно дорогие, с усилением конкуренции среди производителей становятся все более доступными. Выпускаемые электронные балласты включают в себя модели с THD  даже ниже 5% практически без увеличения стоимости над конкурирующими моделями  с THD 20%. Поэтому при проектировании новых сетей освещения и реконструкции существующих необходимо ориентироваться на применение ПРА последнего поколения с минимальным значением THD.


 
< Пред.   След. >
 
 
Кто, где и сколько?
Испытания и сертификация
Качество энергии и энергоэффективность
Нанотехнологии в электроэнергетике
Реклама
ukrm.ru © 2017
Ссылки /// Новости /// Главная