В М Поліщук - Шляхи вдосконалення систем живлення розрядних джерел світла - страница 1

Страницы:
1 

Этот инструмент можно использовать для решения задач оптими­зации и автоматизации работы установок вентиляции и кондициони­рования воздуха.

1.Citherlet S., Clarke J.A., Hand J. Integration in building physics simulation // Energy and Buildings. - 2001. -Vol. 33, № 5. - Р.451-461.

2.Zhai Z., Chen Q., Haves P. & Klems H. On approaches to couple energy simulation and computational fluid dynamics programs // Building and Environment. - 2002. - Vol.37, №8, 9. - Р.857-864.

3.Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы ото­пления, вентиляции и кондиционирования воздуха). - М.: Высшая школа, 1982. - 415 с.

4.Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. - 194 с.

5.COMSOL 2006 http://www.comsol.com.

Получено 11.04.2008

 

УДК 621.3.032

В.М.ПОЛІЩУК, канд. техн. наук

Харківська національна академія міського господарства

ШЛЯХИ ВДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМ ЖИВЛЕННЯ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА

Аналізується сучасний стан електронних пускорегулюючих апаратів для живлення розрядних джерел світла з метою визначення шляхів підвищення енергоекономічності освітлювальних установок.

Перспективним напрямком розвитку та вдосконалення систем живлення розрядних ламп (РЛ), які сьогодні є найбільш ефективними перетворювачами електричної енергії в світлову, є широке впрова­дження електронних пускорегулюючих апаратів (ЕПРА), які забезпе­чують основні режими роботи таких джерел світла: запалювання та стабілізацію режиму розряду. Застосування ЕПРА дало змогу запрова­дити живлення РЛ напругою підвищеної частоти, що суттєво розши­рило функціональні та світлотехнічні можливості освітлювальних установок (ОУ): збільшити світловіддачу та строк служби ламп, змен­шити споживання електричної енергії та пульсацій світлового потоку, вагу та габарити установки. Крім того, з'явилась можливість регулю­вання світлового потоку в широких межах залежно від інтенсивності зовнішнього освітлення , заощаджуючи при цьому до 45% електроене­ргії [ 1].

Головною проблемою масового впровадження ЕПРА в теперіш­ній час є його відносно велика (приблизно в два рази) вартість, що обумовлено значно більшою кількістю компонент, що в свою чергу, призводить до зменшення надійності та строку служби апарата. Але зподальшим зростанням вартості енергоресурсів і, відповідно, електро­енергії і стратегічних матеріалів (міді та електротехнічної сталі), з яких виготовляються електромагнітні ПРА (ЕмПРА), ця різниця ставатиме все меншою.

Метою даної роботи є аналіз сучасного стану систем живлення РЛ і визначення шляхів їх подальшого розвитку та вдосконалення у зв'язку з вимогами щодо необхідності всілякого підвищення ефектив­ності та енергоекономічності ОУ і відповідності їх за цими показника­ми новому Европейському стандарту якості ЕН 12464-1, що регламен­тує норми освітленості та енергоекономічності.

Сучасні електронні ПРА, як правило, будуються на інтегральних мікросхемах, що виконують спеціальні функції: задаючих генераторів, коректорів форми споживаного з мережі струму й коефіцієнта потуж­ності, схем захисту від КЗ і перевантажень та ін. Вони забезпечують ряд специфічних режимів, необхідних для нормальної роботи лампи: формування напруги запалювання розряду, величини та тривалості струму підігріву електродів, протидії мереженим перешкодам від ро­боти інвертора , роботу в аварійному режимі.

Бажання досягти конкурентоспроможності ЕПРА порівняно з більш дешевими електромагнітними, призвело до того, що більшість сучасних апаратів виготовляється за спрощеною схемою без попере­днього розігріву електродів, що негативно впливає на строк служби РЛ. Особливо це стосується ЕПРА для інтегрованих компактних лю­мінесцентних ламп, що вбудовані в цоколь і в яких відсутній захист від КЗ, перегріву та перевантажень, немає стабілізації світлового пото­ку та корекції коефіцієнта потужності, який знаходиться на рівні 0,6­0,7. Внаслідок цього, відбувається викривлення форми споживаного струму лампи, відношення активної потужності РЛ до повної потуж­ності складає величину меншу за одиницю, що призводить до збіль­шення втрат електроенергії системою в цілому. Наявність викривлення форми струму, що споживається системою РЛ-ЕПРА свідчить, що во­на є джерелом реактивної потужності, яка віддається в мережу. Сього­дні лише 10% від загальної кількості ЕПРА використовують ефективні коректори коефіцієнта потужності, тому проблема вдосконалення іс­нуючих схем цих пристроїв з огляду на вимоги енергозбереження є достатньо актуальною. Так, Енергетичним департаментом США вве­дено вимоги до енергоекономічності ПРА для РЛ, які встановлюють мінімально допустимі значення коефіцієнта потужності пристроїв, внаслідок чого апарати, що не відповідають цим вимогам, заборонені до виробництва та експлуатації, - це повинно стимулювати розробку більш ефективних схем .

Ефективність застосування ЕПРА підтверджується щорічно зрос­таючим попитом та приростом продаж на світовому ринку світильни­ків з такими пристроями. В той же час у СНГ, включаючи Україну, надзвичайно низький попит на світильники з ЕПРА, що обумовлено економічними чинниками, які визначають рівень споживчого попиту. Тому нагальною проблемою є розробка ефективних, енергоекономіч-них апаратів, які відповідають комплексу вимог - функціональних та економічних.

Основними вимогами до розроблюваних ЕПРА є врахування осо­бливостей роботи конкретного типу РЛ, електромагнітної сумісності їх з живильною мережею, захисту від аномальних режимів, обумовлених перегорянням лампи. Гармонічний склад струму, що споживається ЕПРА з мережі повинен бути обмежений відповідно до вимог стандар­ту МЕК. Кидки вхідного струму ЕПРА при ввімкненні не повинні при­водити до спрацювання мережевих запобіжників.

У цьому аспекті перспективними є схеми ЕПРА, побудовані на базі напівмостового інвертора напруги на силових МОП-транзисторах, що працюють на підвищеній частоті. Управління силовими МОП-транзисторами здійснюється інтегральною мікросхемою високовольт­ного драйвера, що забезпечує надійний запуск і стабільну роботу ЕПРА в широкому діапазоні температур та низький рівень динамічних втрат у транзисторах. Однією з важливих передумов успішного старту РЛ при цьому є правильно підібраний струм підігріву електродів, оскі­льки від нього значною мірою залежить і строк служби лампи. Ефек­тивним шляхом вирішення проблеми енергоекономічності ЕПРА є розробка та впровадження так званих двохрежимних ЕПРА, що дають змогу при зниженні штучної освітленості приблизно на 50% (при на­явності зовнішнього освітлення) заощаджувати до 40% електроенергії. Двохрежимні ЕмПРА уже використовуються в груповому варіанті [2], однак вони мають ряд суттєвих недоліків: малу стабільність робочої напруги при коливанні напруги живлення, підвищені габарити, малий коефіцієнт потужності, зниження строку служби лампи - все потребує його подальшого вдосконалення. Дослідні зразки двохрежимних ЕПРА [3 ] мають підвищений ККД, стабільний режим роботи при ко­ливанні живильної напруги, нормований строк служби РЛ. Їх ефектив­ність обумовлена меншими втратами електроенергії в самому апараті та більшою світловіддачею лампи, що живиться напругою підвищеної частоти. Головною вадою двохрежимних ЕПРА поки що є їх обмежена потужність, яка не перевищує 150 Вт, що обумовлено існуючою еле­ментною базою, а саме відсутністю потужних високовольтних високо­частотних транзисторів.

Найбільш перспективним типом енергоекономічного ЕПРА, на наш погляд, є апарат у груповому варіанті, пристосований для жив­лення відносно невеликих груп світильників (наприклад, у виробничих та адміністративних приміщеннях), де є можливість забезпечити пара­лельне підключення джерел світла та довести коефіцієнт потужності ОУ до 95-97% завдяки можливості застосування системи світлорегу­лювання та використання високоефективного коректора коефіцієнта потужності. У переважній більшості сучасних ЕПРА використовують­ся так звані пасивні коректори форми живильного струму, які заснова­ні на компенсації зсуву фаз між струмом та напругою за рахунок від­повідного підключення реактивних елементів схеми. Але ефективність таких пристроїв недостатня, крім того вона значно залежить від вигля­ду й характеру навантаження і не відповідає сучасним вимогам щодо ефективного використання електроенергії, зокрема стандарту IEC EM 61000-3-2, який регламентує граничні рівні та процентний склад гар­монічних складових живильного струму в електричній мережі. Тому необхідно використовувати більш ефективні засоби підвищення кое­фіцієнта потужності ЕПРА, якими є сучасні імпульсні коректори фор­ми живильного струму, що значно переважають пасивні більш висо­кими техніко-економічними показниками [4].

Таким чином, задачу широкого впровадження енергозаощаджую-чих ОУ на основі використання ефективних комплектів РЛ-ЕПРА мо­жливо вирішити лише на основі комплексного підходу до проблеми в цілому, використовуючи найсучасніші досягнення в галузі електроні­ки та електроенергетики.

Аналіз сучасного стану систем живлення РЛ дає змогу зробити наступні висновки:

-   подальше вдосконалення схем ЕПРА повинно спрямовуватись на широке впровадження систем світлорегулювання, що найкраще відповідає як умовам енергоекономічності ОУ, так і комфортності освітлення робочого середовища;

-   необхідно розробляти і застосовувати високоефективні елект­ронні коректори коефіцієнта потужності на основі сучасної мікропро­цесорної техніки для підвищення ККД ОУ;

-   розробляти та впроваджувати багатофункціональні спеціалізо­вані інтегральні мікросхеми, що дозволить суттєво спростити та зде­шевити ЕПРА та всю ОУ в цілому.

1.Клевцов А.В. Средства оптимизации потребления электроэнергии. - М.: Энер­гия, 1999. - 375 с.

2.Варфоломеев Л.П. Электронные пускорегулирующие аппараты для люминес­центных ламп // Дом света. - М., 1999. - С.7-9.

З.Виллегас Х.Т. Вопросы энергосбережения в освещении // Светотехника. - 2007. - № 4. - С.45-49.

4.Иванов В.П., Панфилов Д.Н. Микросхемы управления импульсными стабилиза­торами фирмы Мотогоіа // Chip news. - 1998. - №1. - С.24-28.

Отримано 11.02.2008

 

УДК 628.93.001

В.В.МОМОТ

ВАТ «Полтаваобленерго »

В.Ф.РОЙ, д-р фіз.-матем. наук, В.М.ГАРЯЖА

Харківська національна академія міського господарства

РЕОРГАНІЗАЦІЯ ТОЧОК ОБЛІКУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ, СПОЖИТОЇ НА ВЛАСНІ ПОТРЕБИ ПІДСТАНЦІЙ У СКЛАДІ СИСТЕМИ ДИСПЕТЧЕРСЬКОГО УПРАВЛІННЯ

Розглядається питання можливості застосування багатофункціональних електро­нних лічильників обліку електроенергії трипровідної мережі високої напруги 10(6) кВ для контролю за параметрами електроенергії, що споживається на власні потреби під­станцій 110(35)/10(6) кВ по стороні 0,4(0,23) кВ. Пропонуються шляхи вирішення дано­го питання в технічному аспекті та аналіз факторів, які впливають на достовірність ви­мірювальної інформації.

Відповідно до [1], облік електричної енергії, спожитої на власні потреби підстанцій (ПС), повинен здійснюватися окремими приладами обліку. На даний час актуальність впровадження на ПС автоматизова­них систем обліку електроенергії (АСОЕ) відповідно до концепції [2] в складі автоматизованих систем диспетчерського управління (АСДУ) передбачає використання сучасних багатофункціональних електро­нних лічильників електроенергії замість індукційних. При впрова­дженні АСДУ, що містить у своєму складі мікропроцесорні засоби вимірювальної техніки (ЗВТ) у вигляді електронних лічильників облі­ку електроенергії трипровідної мережі високої напруги, виникає пи­тання можливості використання даних лічильників також і для обліку електроенергії, спожитої на власні потреби ПС на напрузі 0,4(0,23) кВ, та оперативного контролю її параметрів [3].

При цьому АСДУ та АСОЕ є взаємодіючими в частині оператив­ного контролю за електроспоживанням та потужністю. В [4] відмічено, що автоматизована система на кожному рівні передбачає використан­ня широкого спектру уніфікованих програмно-технічних засобів із застосуванням мікропроцесорних технологій. Однак не дослідженим залишається питання можливості застосування та уніфікації типів лі­чильників з однаковими технічними параметрами на локальному рівні ПС (як ЗВТ у складі АСДУ) при наявності приєднань різного класу

Страницы:
1 


Похожие статьи

В М Поліщук - Проблеми та перспективи застосування оптоелектронних джерел світла

В М Поліщук - Шляхи вдосконалення систем живлення розрядних джерел світла

В М Поліщук - Використання безконтактної комутаційно-регулюючої апаратури

В М Поліщук - Фотометрія