Расчет сетей с газообразными лампами

Освещение > Подробный расчет осветительной сети

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СЕТЕЙ С ГАЗОРАЗРЯДНЫМИ ЛАМПАМИ

ПРА газоразрядных ламп ведут к искажению синусоидальной формы тока и появлению высших гармоник. В свою очередь, высшие гармоники, в основном третья, приводят к наличию тока в нулевых рабочих проводах трехфазных линий.

По ГОСТ 16809-71 "Аппараты пускорегулирующие для газоразрядных ламп" величина тока в нулевом проводе трехфазных линий не должна превышать тока в фазных проводах - при компенсированных ПРА и половины этого тока - при индуктивных ПРА.

Это положение должно учитываться при выборе сечения нулевого проводника; но даже при компенсированных схемах оно не всегда приводит к равенству сечений нулевого и фазных проводников, так как последние могут быть приняты повышенного сечения по условиям ограничения потери напряжения, механической прочности и т. п.

Повышенный ток в нулевом проводе, а следовательно, и в нейтрали трансформаторов может привести к недопустимому его перегреву.

Согласно ГОСТ 11677-65 значение тока в нулевом выводе трансформатора не должно превышать 0,25 фазного тока - при схеме соединения его обмоток У/Ун и 0,75 фазного тока - при схеме D/Ун. Это должно учитываться при выборе трансформаторов.

При расчете сети, помимо мощности ламп, учитываются также и потери в ПРА, в пределах 5-40% номинальной мощности ламп.

Включение газоразрядных ламп в сеть через ПРА приводит к понижению cos j. Для повышения cosj до значения 0,9-0,95, как правило, используются статические конденсаторы.

Компенсация cosj может быть индивидуальной или групповой. При индивидуальной компенсации конденсаторы устанавливаются у каждого светильника (преимущественно встраиваются в него), при групповой - присоединяются к началу каждой групповой линии или, реже, к питающим осветительным линиям или шинам подстанции.

Индивидуальная компенсация должна выполняться, как правило, заводами - изготовителями светильников.

В настоящее время светотехническая промышленность поставляет комплектно с компенсирующими конденсаторами только светильники с люминесцентными лампами и применение таких светильников без индивидуальной компенсации запрещено.

Светильники с прочими газоразрядными лампами (ДРЛ, ДРИ и др.) компенсирующими конденсаторами, как правило, не комплектуются, и в необходимых случаях в проекте предусматривается групповая компенсация реактивной мощности. Целесообразность последней выявляется технико-экономическими расчетами, в которых учитываются многие факторы, в том числе величина мощности газоразрядных ламп и ее доля в общей мощности освещения объекта, загрузка трансформаторов, характеристика электросиловых потребителей и т. д. При этом нередко оказывается, что применение конденсаторов в сетях освещения экономического эффекта не дает.

Реактивная мощность конденсаторов Qк (в киловольт-амперах реактивных), необходимая для повышения до значения , определяется по формуле

(12-27)

где Р - активная мощность (номинальная мощность ламп накаливания и газоразрядных с учетом потерь в ПРА), кВт.

Для расчета сетей только с лампами ДРЛ при cosj комплекта "лампа - ПРА" 0,5 на рис. 12-6 приведен график, позволяющий определить cosj по заданным Р и Qк и Qк по заданным ? и cosj.

Для определения по Р и реактивной мощности Q полной мощности S и cosj может быть использован график на рис. 12-7.

При индивидуальной компенсации применяются конденсаторы малой мощности, основной характеристикой которых является емкость.

Емкость С (в микрофарадах) определяется по формуле

(12-28)

где U - напряжение на зажимах конденсатора, кВ; а - частота переменного тока, Гц; Qк - мощность конденсатора, квар.

Для компенсации реактивной мощности газоразрядных ламп преимущественно используются: для индивидуальной компенсации - конденсаторы типа ЛС, для групповой на групповых линиях - конденсаторы типа КС мощностью 18 и 36 квар.

Схема компенсации на трехфазных групповых линиях с лампами ДРЛ показана на рис. 12-8.

Если в этих случаях проводники ламп и конденсатора присоединить непосредственно к автомату, то тепловыделения, обусловленные токами лампы и конденсатора и дополнительными переходными сопротивлениями в месте присоединения проводников к автомату, могут вызвать недопустимый перегрев последнего.

В отдельных случаях во избежание перегрева контактных частей автоматы выбираются на большие номинальные токи.

На участках сети с некомпенсированной реактивной мощностью на потерю напряжения влияет не только активное, но индуктивное сопротивление линий.

Рис. 12-6.

Рис. 12-7.

График для определения cosj в установках с лампами ДРЛ

P - номинальная мощность ламп ДРЛ, включая потери в ПРА, кВт; Qк - мощность подключаемых к осветительной сети конденсаторов, квар

Рис. 12-8. Схема присоединения проводов к щитку при питании ламп ДРЛ с групповой компенсацией при нагрузке более 0,6 номинального тока автомата

Номограмма р - Q - S - cosj

Таблица 10-2 Выбор токов аппаратов звщиты с учетом пусковых токов источников света

Тип аппаратов защиты	Отношение номинального тока плавкой вставки (теплового расцепителя) автомата к рабочему току линии не менее
	для ламп накаливания	для ламп ДРЛ	для люминесцентных ламп
Плавкие предохранители Автоматические выключатели с комбинированными расцепителями: с уставками менее 50А с уставками 50А и выше	1,0 1,4 1,4	1,2 1,4 1,0	1,0 1,0 1,0

1 - групповой шиток; 2 - автомат; 3 - зажим; 4 - трехфазный конденсатор; 5 - разрядный резистор

Для учета индуктивного сопротивления линий при расчете сетей на потерю напряжения (см. раздел) найденные по табл. 12-11-12-19 значения моментов нагрузки умножаются на коэффициент (табл. 12-23-12-24).

Токи высших гармоник также влияют на величину потери напряжения, но в редких случаях: в основном в предельно нагруженных воздушных линиях сечением 50 мм2 и выше и в линиях с потерями напряжения более 5-6%.

Ниже приводится пример расчета сетей с газоразрядными лампами, при наличии групповой компенсации.

Пример.

Общая мощность освещения P=18 кВт, в том числе лампы накаливания Рн = 3 кВт, cosj= 1 и лампы ДРЛ Рд=15 кВт ( с учетом потерь в ПРА), cosj=0,5; tgj=1,73. Питание освещения осуществляется трехфазной четырехпроводной линией, выполненной кабелем АНРГ. Фазное напряжение сети Uф=0,22 кВ. Загрузка фаз равномерная.

Определить мощность компенсирующего конденсатора , ток автомата на осветительном щитке, сечение (по току) фазовых и нулевого проводов групповой сети, ток линии .

При неисправленном коэффициенте мощности:

реактивная мощность

полная мощность

ток групповой линии

коэффициент мощности установки

необходимая мощность конденсатора, устанавливаемого в начале групповой линии (рис. 12-8) для повышения коэффициента мощности от до значения , близкого к 0,95 ,