ВЛИЯНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ЛАМП

Таваров С.Ш.¹, Маджидов Г.Х.²

¹ORCID: 0000-0002-2875-2752, Кандидат технических наук, Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими, ²ORCID: 0000-0002-9470-3158, Соискатель, Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими,

ВЛИЯНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ЛАМП

Аннотация

Приведены влияние отклонения напряжения от номинального значения 220 В на освещенность ламп накаливания и дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ). Установлено, что отклонения напряжения от номинального значения не влияет на освещенность энергосберегающих и светодиодных лампы. Показано, что большая часть энергосберегающих, светодиодных и ламп ДНаТ применяемые в коммунально-бытовых и уличных освещениях города Душанбе имеют низкий коэффициент активной мощности, приводящий в свою очередь к увеличению потребления реактивной мощности в электрической сети.

Ключевые слова: номинальное напряжение, электрические величины, осветительные лампы, освещенность, коэффициент активной мощности.

Tavarov S.Sh.¹, Madjidov G.H.²

¹ORCID: 0000-0002-2875-2752, PhD in Engineering, Tajik technical university of a name of the academician M. S. Osimi, ²ORCID: 0000-0002-9470-3158, Postgraduate student, Tajik technical university of a name of the academician M. S. Osimi,

INFLUENCE OF THE DEVIATION OF TENSION ON ELECTRICAL QUANTITIES OF LIGHTING LAMPS

Abstract

Are given influence of a deviation of tension from nominal rate of 220 V on illumination of glow lamps and arc sodium tubular lamps (DNAT). It is established that tension deviation from nominal rate doesn't influence illumination energy saving and light-emitting diode lamps. It is shown that the most part energy saving, light-emitting diode and lamps of DNAT applied in household and street consecrations of the city of Dushanbe have the low coefficient of active power leading in turn to increase in consumption of jet power in electric network.

Keywords: rated voltage, electrical quantities, lighting lamps, illumination, coefficient of active power.

По анализам причин нарушений в городских электрических сетях и состояния электрооборудования [1,2] более половины оборудование установленные в сетях 6-10/0,4 кВ имеют низкий показатель надежности электроснабжения. Известно, что отклонения напряжения влияет на показатели надежности электроснабжения городских распределительных сетях. Особенно в зимний период времени наблюдаются сильные отклонения напряжения от номинальных значениях в распределительных сетях 6-10/0,4 кВ г. Душанбе. Как известно отклонения напряжения иметь существенное влияние на освещенность ламп накаливания. Тогда как на энергосберегающие и светодиодные лампы, отклонения напряжения имеет незначительное влияние на освещенность [3]. Для энергосбережения электроэнергии потребители города Душанбе перешли на энергосберегающие и светодиодные лампы. Уличное освещение же города Душанбе переведены на осветительные лампы типа ДНаТ. По полученным данным с ОАО «Гор. Свет» общие количество ламп ДНаТ установленные для уличного освещения города Душанбе превышает количество 15 тыс. шт. Отклонения напряжения от номинального значения имеет существенное влияние на освещенность данных типов осветительных ламп.

Также необходимо отметить следующий фактор, что увеличения напряжения от номинального значения в итоги влияет на потребляемость электроэнергии, как и в распределительных, так и в общей электрической сети.

Для оценки влияние отклонения напряжения на электрические величины осветительных ламп на разработанном универсальном лабораторном стенде кафедры «Электроснабжения», ТТУ им. акад. М.С. Осими были проведены эксперименты. Универсальный лабораторный стенд позволяет исследовать светотехнические и электрические характеристики ламп накаливания, современных энергосберегающих компактных люминесцентных, светодиодных и ламп типов ДНаТ и ДРЛ в основном применяемые для уличного освещения.

При проведение экспериментов, напряжение изменялись в пределах (–14%, +5%) от номинального значения. Для учета электрических величин был использован универсальный измерительный прибор OMIX P94-MX, который позволяет, измеряет следующие параметры:

P – Активная мощность, Вт;

Q – Реактивная мощность, Вар;

S – Полная мощность, ВА;

I – ток, А;

Cos φ – коэффициент активной мощности;

f – частота.

Для измерения освещенности осветительных ламп быль применён люксметр типа DT-1309.

Технические характеристики DT-1309:

Рабочая температура –20…+50°C;

Диапазон измерений 0…100000 Лк;

Разрешение 1 Лк/0,1Гц;

Погрешность измерений 5%.

Для повышения и понижения напряжения быль использован лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Напряжение на зажимах осветительных ламп изменялись в приделах от +230 В до –190 В с шагом 10 В.

Результаты экспериментов по оценкам влияния отклонения напряжения на освещенность и электрических величин ламп накаливания, энергосберегающих, светодиодных и ДНаТ приведены (табл. 1,2).

 

Таблица 1 – Влияние отклонения напряжения на светодиодные и ламп накаливания

Физические параметры	Лампа накаливания					Светодиодная лампа 6 Вт
U, В	190	200	210	220	230	190	200	210	220	230
I, А	1,20	1,24	1,27	1,30	1,34	0,075	0,08	0,083	0,089	0,094
P, Вт	231	248	263	272	307	4,33	4,54	5,00	5,43	5,76
Q, Вар	30	41	43	44	46	13,90	14,90	17,00	18,10	20,50
S, ВА	234	250	267	276	310	14,30	15,80	17,40	19,70	21,50
Cos φ	0,98	0,99	0,99	0,99	0,99	0,30	0,29	0,28	0,28	0,27
E, Лк	510	639	782	894	1043	136	134	136	131	136

 

Таблица 2 –Влияние отклонения напряжения на энергосберегающие и ламп ДНаТ

Физические параметры	ДНаТ -250					Энергосберегающая лампа (30 Вт)
U, В	190	200	210	220	230	190	200	210	220	230
I, А	1,10	1,18	1,28	1,30	1,43	0,181	0,188	0,188	0,190	0,183
P, Вт	196	212	241	251	295	25,80	26,80	28,30	28,80	28,80
Q, Вар	92	101	125	138	159	25,00	26,10	28,90	30,50	31,00
S, ВА	214	236	271	305	329	35,00	37,30	39,60	42,10	42,20
Cos φ	0,90	0,90	0,89	0,9	0,91	0,72	0,72	0,69	0,68	0,68
E, Лк	1774	2028	2308	2714	3158	200	218	233	240	243

 

По результатам экспериментов приведенных (см. табл. 1,2) были построены зависимости влияния изменения напряжения на изменения тока, активной, реактивной и полной мощности (рис. 1 а, б, в, г), а также на освещенность и коэффициента активной мощности осветительных ламп (рис. 1 д, е).

Рис. 1 – Влияние изменения напряжения на электрические и светотехнические величины осветительных ламп

 

Согласно (см. табл. 1,2) и (см. рис. 1 (е)) при понижения напряжения на (-14%, 190 В) от номинального значения, освещенность ламп накаливания уменьшается на (-43%). Тогда как при повышения на (+5%, 230 В) освещенность ламп увеличивается на (+17%). Такая же картина наблюдается и у ламп типов ДНаТ, понижения напряжения на (–14%, 190 В) уменьшает освещенность ламп на (-35%), повышения напряжения на (+5%, 230 В) увеличивает освещенность ламп на (+16%).

Для энергосберегающих и светодиодных ламп повышения напряжения на (+5%) особо не влияет на освещенность. При понижения напряжения на (-14%) освещенность уменьшается на (-17%).

Как было отмечено выше для уличного освещения города Душанбе, все осветительные лампы переустановлены на лампы типов ДНаТ. Для энергосбережения коммунально-бытовых потребителей большая часть потребителей перешли к энергосберегающим и светодиодным лампам. Из полученных результатов экспериментов (см. табл. 2) видно, что отклонения напряжения не влияет на коэффициент активной мощности ламп ДНаТ (см. рис. 1 д). Но независимо от этого фактора у данных типов ламп низкий коэффициент активной мощности, что в результате влияет на увеличения потребления тока, активной, реактивной и полной мощность (см. рис. 1 а, б, в, г).

Тогда как на энергосберегающие и светодиодные лампы отклонения напряжения имеет существенное влияние не на освещенность, а на электрические величин.

Таким образом, по полученным результатам экспериментов (см. табл. 1,2) отклонения напряжения от номинальной значений на зажимах энергосберегающих и светодиодных ламп очень сильно влияет на коэффициент активной мощности (см. рис. 1 д). В результате чего приводит к увеличению потребления не только тока и активной мощности (см. рис. 2 б, в) но и реактивной мощности (см. рис. 2 в). Значение реактивной мощности за счет низкого коэффициента активной мощности, на несколько порядков больше чем активная мощность (см. табл. 1,2).

При понижения напряжения на зажимах светодиодной лампы (-14%, 190 В) от номинального значения реактивная мощность превышает активную мощность в 3,2 раза. При повышения на (+5%, 230 В) реактивная мощность превышает активную на 3,6 раз (см. табл. 1).

Для энергосберегающих ламп при понижения напряжения на (-14%, 190 В) от номинального значения реактивная мощность равна активной мощность, при повышения на (+5%, 230 В) реактивная мощность превышает активную мощность на 1,1 раз.

Необходимо отметить следующие, что из 32 –х подстанции напряжениям 35 кВ и выше находящихся в балансе городской электрической сети города Душанбе в большей части из них отсутствуют компенсирующие устройства [1,2].

В итоги можно сделать вывод, что данная проблема является актуальной для города Душанбе. Так как увеличения потребления реактивной мощности приводит к загрузке электрических сетях, дополнительному понижению напряжения и уменьшения надежности как городских распределительных сетей так и электрической сети в общем.

Список литературы / References

1. Таваров С.Ш., Маджидов Г.Х Анализ причин нарушений в городских электрических сетях г. Душанбе // Электробезопасность. 2016. – №1. С. 25-30.
2. Таваров С. Ш., Маджидов Г. Х., Фирдавс Э. А. Состояние электрического оборудования в городских электрических сетях г. Душанбе ОАХХ «Барки точик» // Электробезопасность. 2016. – №2. С. 4-12.
3. Бегеман Т. Светоизлучающие диоды – Тенденции развития и влияние на освещение // Светотехника. 2001. – № 5. С. 5 – 10.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Tavarov S.Sh., Madzhidov G.H Analiz prichin narushenij v gorodskih jelektricheskih setjah g. Dushanbe [Analysis of disturbances in urban electric networks Dushanbe] // Jelektrobezopasnost' [Electrical safety]. 2016. #1. P. 25-30. [in Russian]
2. Tavarov S. Sh., Madzhidov G. H., Firdavs Je. A. Sostojanie jelektricheskogo oborudovanija v gorodskih jelektricheskih setjah g. Dushanbe OAHH «Barki tochik» [The condition of the electrical equipment in city electric networks of Dushanbe OHHH «Barki Tojik»] // Jelektrobezopasnost' [Electrical safety]. 2016. #2. P. 4-12. [in Russian]
3. Begeman T. Svetoizluchajushhie diody – Tendencii razvitija i vlijanie na osveshhenie [Light Emitting Diodes – trends and impact on the lighting] // Svetotehnika. 2001. # 5. P. 5 – 10. [in Russian]