|
4.7. Устройства стабилизации
напряжения в осветительных сетях
Для поддержания нормального напряжения на источниках света используются тиристорные преобразователи напряжения ППТТ-3 и стабилизаторы напряжения СТС.
Преобразователи ППТТ-3 выпускаются саранским заводом АО "Электровыпрямитель" в двух модификациях - ППТТ-3-220-63 и ППТТ-3-220-100 на ток соответственно 63 и 100 А. Они выполняются в виде шкафов защищенного исполнения, напольного или настенного крепления, размеры и масса приведены на рис. 4.20, схемы подключения - на рис. 4.21.
Рис. 4.20. Преобразователь напряжения ППТТ-3-220: а – вид спереди; б – вид сбоку. Размеры, мм, и масса, кг, для ППТТ-3-220-63 (ППТТ-3-220-100); В – 380 (410); L – 490 (510); Н – 835 (885); масса 49 (50)
Рис. 4.21. Схема подключения преобразователя напряжения ППТТ-3-220: 1 – к питающей сети (сечение не более 25 мм2); 2 – к нагрузке (сечение не более 25 мм2); 3 – к слаботочным дистанционным выключателям
Аппараты ППТТ-3-220 могут работать при изменении подводимого напряжения от 80 до 130 % номинального. Если напряжение ниже номинального, то ограничитель подает на нагрузку сетевое напряжение, уменьшенное па потерю напряжения в самом аппарате (составляющую около 1 %), если выше - подает номинальное напряжение с отклонением ±1,5%. Быстродействие аппарата составляет 0,08-0,1 с, при этом мгновенные колебания напряжения сглаживаются.
Преобразователи напряжения типа ППТТ-3 нельзя применять в установках, где используются светильники с газоразрядными лампами, укомплектованные емкостными балластами, а также в осветительных установках помещений, где имеются ограничения на допустимый уровень радиопомех.
Тиристорные преобразователи напряжения могут использоваться в качестве аппаратов дистанционного управления освещением. Для этой цели на внутренней стороне дверцы шкафа установлено три переключателя, позволяющие отключать каналы управления силовыми блоками преобразователя. Когда тумблер находится в положении "отключено", канал управления не формирует управляющие импульсы и тиристоры закрыты. При переводе тумблеров в положение "местное управление" каналы управления формируют управляющие импульсы и преобразователь работает. Параллельно тумблерам преобразователя подключены контактные зажимы, к которым могут быть подсоединены внешние выключатели для дистанционного включения и отключения освещения. В качестве таковых можно применять любые выключатели, а также выходные контакты фотореле различных реле времени или выходные контакты устройств телемеханики при диспетчеризации управления освещением. При дистанционном управлении освещением тумблеры, размещенные на дверце шкафа, должны быть установлены в положении "отключено".
В случае отключения освещения системой дистанционного управления преобразователя или внутренними тумблерами при включенном вводном рубильнике ППТТ нагрузка отключается, но обслуживание осветительной установки небезопасно; поэтому при обслуживании следует отключать вводный рубильник или аппарат управления, установленный до ППТТ на линии, питающей преобразователь, или аппараты управления групп на щитках. Для повышения безопасности при ошибочных действиях персонала и обеспечения надежности зажигания газоразрядных ламп рекомендуется непосредственно вблизи тиристорного ограничителя включать через предохранитель по одной лампе накаливания мощностью 40 Вт на каждую фазу.
Преобразователи нужно устанавливать преимущественно перед групповыми осветительными щитками. В случаях, когда по ПУЭ разрешена защита групповых линий аппаратом на ток до 63 А, допускается взамен групповых щитков использовать аппараты типа ППТТ-3-220-63, причем при заказе следует оговаривать необходимость поставки их с соответствующими плавкими предохранителями.
В установках с люминесцентными лампами ППТТ работают надежно, если число ламп, питаемых опережающим током через емкостный балласт, не превышает 50 % всех ламп. Когда ППТТ работают в сетях, питающих лампы типа ДРЛ, и необходимо осуществление компенсации реактивной мощности, возможны следующие решения:
а) если ППТТ используется в качестве группового щитка, трехфазный компенсирующий конденсатор подключают к вводному рубильнику преобразователя или же устанавливают перед пускателем, сблокированным с рубильником ППТТ и включаемым при срабатывании рубильника;
б) если ППТТ устанавливается перед щитком и обслуживает несколько групп, в отношении которых есть уверенность, что они будут работать только одновременно, конденсаторная батарея, рассчитанная на полную мощность щитка, блокируется с вводным рубильников ППТТ, как в случае п. а).
Потери напряжения в осветительных сетях с ППТТ рассчитывают по обычному методу, лишь располагаемую потерю напряжения снижают на 0,5%. Возможность повышения уставки выходного напряжения преобразователя не может служить основанием для облегчения расчетных сетевых условий, так как при подведении к нему напряжения, не превышающего номинальное, выходное напряжение не повышается.
При проверке сетей на допустимое значение тока следует учитывать понижение коэффициента мощности (кроме цепей, отходящих от преобразователя к лампам накаливания) до следующих усредненных значений:
- для линий, питающих ППТТ с нагрузкой в виде ламп накаливания или люминесцентных ламп, включенных по компенсированной схеме, 0,85;
- для линий, питающих ППТТ с газоразрядными лампами высокого давления без компенсации, 0,45;
- для линий, отходящих от ППТТ к газоразрядным лампам высокого давления без компенсации, 0,5.
Из-за ухудшенного гармонического состава кривых тока как в сетях, питающих ППТТ, так и в сетях, отходящих от них, нулевой провод по пропускной способности должен соответствовать рабочему току каждой из фаз. При использовании кабелей с алюминиевой оболочкой и в установках, где такую оболочку применяют в качестве рабочего нулевого проводника, необходимо прокладывать четырехжильные кабели с обычным сечением нулевых жил (т. е. меньшим, чем сечение фазных) и дополнительным использованием проводимости оболочки.
Согласно рекомендациям [10], в осветительных установках с газоразрядными лампами при наличии в осветительных сетях постоянных или возможных нерегулярных, но длительных превышений напряжения, достигающих 5-10% номинального напряжения, следует, как правило, устанавливать преобразователи или стабилизаторы напряжения.
В осветительных установках с лампами накаливания при наличии в осветительных сетях постоянного или длительных превышений напряжения в пределах 225-245 В следует применять лампы накаливания на повышенное номинальное напряжение: 220-230, 230-240 или 235-245 В.
Применение преобразователей напряжения ППТТ-3 в установках с лампами накаливания в сети с повышенным напряжением может быть рекомендовано в тех случаях, когда ограничители применяются в качестве бесконтактных коммутационных устройств.
В случаях, когда в осветительной сети наблюдаются сильные колебания и отклонения напряжения как в сторону повышения, так и в сторону понижения, рекомендуется применять стабилизаторы напряжения. Для стабилизации напряжения в сетях освещения можно использовать серийно выпускаемые заводом "Электромаш" (г. Тирасполь) силовые трехфазные стабилизаторы типа СТС. Они имеют пофазную схему регулирования и обеспечивают качественную стабилизацию выходного напряжения в пределах +1,5% при изменении первичного напряжения питающей сети от -15 до +10 %. Стабилизаторы СТС предназначены для длительной работы при высоте над уровнем моря до 1000 м, температуре окружающего воздуха от -10 до +40°С, относительной влажности окружающего воздуха не более 90 % при +20°С и не более 50 % при +40°С и при отсутствии в окружающем воздухе токопроводящей пыли и взрывоопасных агрессивных паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию.
Стабилизация осуществляется как при симметричной, так и несимметричной нагрузке вплоть до 100% несимметрии, а также при полном сбросе нагрузки, т. е. при холостом ходе. Во время работы частота в питающей сети может изменяться на ±2%. Стабилизаторы могут также компенсировать значительную несимметрию напряжения первичной сети: при несимметрии, равной 10%, дополнительная погрешность стабилизации составляет 1%. Стабилизаторы данного типа не вносят существенных искажений в форму кривой выходного напряжения. В предельных режимах, указанных выше, коэффициент нелинейных искажений не превышает 5%. Стабилизация осуществляется независимо от характера нагрузки, коэффициент мощности которой может изменяться от 1 до 0. Конструктивно все элементы схемы управления размещаются на трех отдельных для каждой фазы блоках, имеющих одинаковое назначение и содержащих одну и ту же аппаратуру.
Стабилизаторы типа СТС отличаются высокой надежностью, инерционность стабилизаторов СТС составляет около 0,02 с. Параметры выпускаемых стабилизаторов типов СТС приведены в табл. 4.14.
Таблица 4.14. Параметры трехфазных стабилизаторов напряжения типа СТС
| Тип стабилизатора |
Номинальная
мощность, кВ·А |
Максимальное время восстановления
вторичного направления, с |
КПД |
Коэффициент
мощности |
Масса, кг |
При ступенчатых
изменениях от –15 до +10% |
При сбросе или набросе
нагрузки от 0 до 100% |
| СТС-10/0,5 | 10 | 0,25 | 0,1 |
0,94 | 0,90-0,95 | 220 |
| СТС-16/0,5 | 16 | 0,35 | 0,15 |
0,95 | 0,91-0,95 | 300 |
| СТС-25/0,5 | 25 | 0,35 | 0,15 |
0,96 | 0,91-0,95 | 440 |
| СТС-40/0,5 | 40 | 0,45 | 0,20 |
0,96 | 0,91-0,95 | 740 |
| СТС-63/0,5 | 63 | 0,45 | 0,20 |
0,96 | 0,91-0,95 | 963 |
| СТС-100/0,5 | 100 | 0,60 | 0,30 |
0,97 | 0,91-0,96 | 1160 |
Примечания: 1. Номинальные напряжения, первичное и вторичное, 380 и 220 В.
2. Пределы измерения первичного и вторичного напряжения от –15 до +10 %.
3. Стабилизаторы изготовляются как в общепромышленном, так и в экспортном исполнении для поставок в страны с нормальным и тропическим климатом.
Наша промышленность выпускает ряд источников света на напряжение 380 В. К ним относятся ксеноновые лампы ДКсТ-20000, ДКсТ-50000, галогенные лампы накаливания КТ-380-3300, металлогалогенные лампы ДРИ-2000, натриевые лампы высокого давления. ДНаТ-1000. Можно ожидать, что в новом исполнении мощные лампы типов ДРЛ, ДРИ и ДНаТ будут выпускать также на напряжение 380 В для применения в сетях 660/380 В.
Следует отметить, что все указанные типы ламп весьма чувствительны к изменению питающего напряжения. Исследованиями, выполненными в Ленинградском отделении ВНИПИ "Тяжпромэлектропроект", Красноярском техническом университете и др., установлено, что зависимость потребляемой мощности и срока службы от напряжения у ламп на напряжение 380 В аналогична характеристикам этих же ламп на напряжение 220 В. В связи с этим можно ожидать, что применение в осветительных установках с лампами на 380 В ограничителей напряжения даст экономию электроэнергии и общий экономический эффект.
Для стабилизации напряжения в установках с лампами на 380 В могут быть рекомендованы стабилизаторы напряжения СТС, конструктивное выполнение которых позволяет применять их в установках как на 220 В, так и на 380 В (табл. 4.14).
|
