Transcript بررسی وضعیت هارمونیک های تولیدی لامپ کم مصرف در شبکه

‫بررسی تفاوت المپ های وات باال و وات پایین از نظر هارمونیک های تولیدی‬‫بررسی مقایسه المپ های کم مصرف و فلئورسنت‬‫‪-‬انالیز هارمونیکی جریان و ولتاژ یک ساختمان نمونه‬
‫مقدمه ‪ :‬بررسی علل‪ ،‬میزان و نوع آلودگی المپ کم مصرف‬
‫‪ ‬المپ های کم مصرف به دلیل داشتن باالست الکترونیکی غیر خطی موجب ایجاد هارمونیک هایی‬
‫در شکل موج های ولتاژ و جریان المپ می شوند؛که این هارمونیک ها موجب ایجاد‬
‫تاثیر های نامناسب بر روی کیفیت برق و تجهیزات شبکه توزیع می شود‪.‬‬
‫‪ 50 kHz‬برق شهر پس از سوئیچ زنی به فرکانس ‪ 48(Hz‬تا‪ )20‬در باالست الکترونیکی فرکانس‬
‫تبدیل می شود که دلیل اصلی در تولید هارمونیک های المپ کم مصرف می باشد‪ .‬البته افزایش این‬
‫فرکانس افزایش بهروری المپ می شود‬
‫‪ ‬هارمونیک های موجود در شبکه به دو روش می توانند بر ترانسفورمرهای توزیع اثر نامناسب‬
‫بگذارند که عبارتند از ‪:‬‬
‫‪ ‬الف ) به دلیل وجود هارمونیک های سوم و مضرب سه جریان چرخشی در ترانسفورمر مثلث‬
‫ایجاد می شود که باعث افت ولتاژی روی آن شده و به طرف دیگر خط –سمت فشار قوی‪-‬‬
‫منتقل می شود‪.‬‬
‫‪ ‬ب) با جریان غیر سینوسی کشیده شده از ترانسفورماتور ‪ ،‬این هارمونیک ها به سمت فشار‬
‫قوی نیز منتقل می شوند ؛ که باعث آلودگی هارمونیکی در سمت فشار قوی نیز می شود‪.‬‬
‫‪ ‬اضافه بار شدن طرف فشار ضعیف ترانسفورمر و در نتیجه آسیب دیدن خازن های ضریب قدرت در‬
‫شبکه‪.‬‬
‫‪ ‬وجود هارمونیک های فرکانس باال در شکل موج جریان باعث کاهش امپدانس خازن های ضریب‬
‫قدرت شده که منجر به آسیب خازن های متصل به شبکه می شود‪.‬‬
‫پخش بودن و متغری با زمان بودن آلودگی المپ کم مصرف‬
‫‪ ‬به علت زیاد بودن تعداد المپ های کم مصرف روشن در شبکه برای رفع هارمونیک های تولیدی‬
‫جریان نمی توان مانند یک منبع آلودگی متمرکز بزرگ به آنها نگریست‪ .‬عالوه بر این‪ ،‬میزان آلودگی‬
‫شبکه در طول زمان متغیر می باشد‪.‬‬
‫‪ ‬برای مثال در ساعات اوج مصرف برق در ایران حدود ‪ 30 %‬از کل انرژی مصرفی مربوط به‬
‫بخش روشنایی می باشد و حدود ‪ 45 %‬تا ‪ 50 %‬از توان پیک بار صرف تأمین روشنایی می شود ‪.‬‬
‫عملکرد نامناسب دستگاههای اندازه گیری و‬
‫دستگاههای محافظ‬
‫‪ ‬الف) برای مثال افزایش پیک جریان که با افزایش تعداد المپ های کم مصرف اتفاق می افتد ممکن‬
‫است به فیوزها و رله های موجود در شبکه آسیب برساند‪.‬‬
‫‪ ‬همچنین برخی از وسایل مانند کنترل کننده های ‪ PLC‬در برابر آلودگی های ولتاژ‪ ،‬نامنظم کار می‬
‫کنند‪.‬‬
‫ب) افزایش تلفات ماشین های الکتریکی‬
‫اهداف پروژه‬
‫‪ ‬مقایسه المپ های کم مصرف ومهتابی و رشته ای از نقطه نظر ‪:‬‬
‫‪ ‬الف) نور تولیدی نسبت به توان مصرف شده‬
‫‪ ‬ب) آلودگی هارمونیکی‬
‫‪ ‬ج) ضریب قدرت‬
‫ نور تولیدی نسبت به توان مصرف شده‬‫‪ ‬به طور معمول برای تولید مقدار نور یکسان المپ های کم مصرف حدود ‪ 20‬تا ‪ 33‬درصد‬
‫انرژی مورد نیاز المپ های رشته ای نیاز دارند‪.‬‬
‫‪ ‬این کاهش در مصرف به علت ساختار خاص المپ های کم مصرف می باشد‪ .‬ولتاژ متناوب‬
‫ورودی ابتدا به ولتاژ مستقیم تبدیل شده و سپس با استفاده از ترانزیستور های سوییچینگ به‬
‫ولتاژ متناوب با فرکانس باال تبدیل می شود‪ .‬همین افزایش فرکانس در این المپ ها باعث کاهش‬
‫لرزش در نور و افزایش طول عمر و همچنین کاهش مصرف در المپ نسبت به المپ های‬
‫فلوروسنت معمولی می شود‪.‬‬
‫نور تولیدی نسبت به توان مصرف شده‬
‫‪ ‬تلفات در المپ های کم مصرف به تلفات گرمایی حاصل از حباب و همچنین تلفات مدار داخلی‬
‫مدار باالست تقسیم می شود‪.‬که تلفات سوییچنگ مدار داخلی باالست المپ با تغییر دما متغیر‬
‫است‪.‬‬
‫‪ ‬میزان تولید نور در المپ را می توان با طراحی یک مدار الکترونیکی و یا به وسیله ی‬
‫استاندارد جهت اندازه گیری مقدار آن (لوکس متر) اندازه گیری کرد‪.‬‬
‫یکی از اهداف این پژوهش بررسی و مقایسه میزان مصرف توان مصرفی در المپ های رشته‬
‫ای و مهتابی و کم مصرف نسبت به میزان لوکس نوری تولیدی و همچنین مقایسه ی‬
‫راندمان در المپ های کم مصرف وات باال و وات پایین می باشد‪.‬‬
‫آلودگی هارمونیکی‬
‫با توجه به ساختار غیر خطی مدار باالست المپ های کم مصرف ‪ ،‬جریان عبوری از المپ ‪‬‬
‫های کم مصرف و همچنین المپ های مهتابی بر خالف المپ های رشته ای سینوسی نیست و‬
‫دارای هارمونیک هایی با فرکانس های متفاوت مخصوصا ٌ هارمونیک های مرتبه سوم و پنجم‬
‫می باشد‪ .‬این هارمونیک ها با توجه به بازگشت به شبکه باعث ایجاد اختالل در کیفیت توان‬
‫شبکه می شود {شکل (‪})1‬‬
‫مقایسه ی ضریب قدرت‬
‫‪ ‬با توجه به ساختار فیزیکی حباب المپ های کم مصرف و نیز المپ های مهتابی ‪ ،‬این المپ ها‬
‫نیاز به امپدانس سلفی بزرگی جهت راه اندازی و شروع به کار دارند ‪ .‬این سلفها خود منابع‬
‫اتالف توان اکتیو و تولید کننده ی توان راکتیو می باشد و می تواند باعث پایین آمدن ضریب‬
‫قدرت در مصرف کننده شوند‪.‬‬
‫‪ ‬به عنوان نمونه در یک ساختمان با بار ‪ 100KVA‬با تعویض ‪ %100‬منابع روشنایی با المپ‬
‫های کم مصرف ضریب قدرت به مقدار ‪ 65/0‬افت کرده است‪ .‬این افت در ضریب کیفیت خود‬
‫باعث ایجاد مشکل در شبکه و افزایش هزینه ها می شود {جدول (‪. })1‬‬
‫مقایسه ی میزان هارمونیک های تولیدی در المپ های کم مصرف کم توان‬
‫و پر توان‬
‫‪ ‬با افزایش توان خروجی یک باالست الکترونیکی ‪ ،‬آلودگی های جریانی خروجی نیز افزایش می‬
‫یابند‪ .‬به عالوه حساسیت مدار –در افزایش تلفات و افزایش نویز‪ -‬نسبت به دمای نقطه کار زیاد‬
‫می شود‪.‬‬
‫‪ ‬با توجه به افزایش روز افزون تولید المپ های کم مصرف وات باال بررسی میزان هارمونیک‬
‫تولید شده توسط این المپ ها از اهمیت خاصی برخوردار می باشد که تغییر در اندازه و وات‬
‫المپ کم مصرف چه میزان در تولید هارمونیک های تولیدی و تغییر ضریب کیفیت نقش خواهد‬
‫داشت‪.‬‬
‫نتایج‬
‫‪ ‬کاهش هارمونیک های تزریقی به شبکه ‪:‬‬
‫بررسی روش تاثیر استفاده از فیلتر در هارمونیک های تزریقی به المپ کم مصرف ‪ /‬در‬
‫صورت لزوم ارائه ی طراحی فیلتر مناسب‬
‫تاثیر استفاده از قطعات مرغوب‬
‫‪ ‬آنالیز هارمونیکی جریان و ولتاژ یک ساختمان‬
‫فیلرت نصب شده بر روی المپ ها‬
‫‪ ‬بررسی فیلتر های نصب شده بر روی المپ ها با توان های مختلف ‪ ،‬میزان تاثیر فیلتر نصب‬
‫شده ‪ ،‬و طراحی فیلتر مناسب در صورت لزوم از نتایج این طرح می باشد ‪.‬‬
‫‪ ‬از بین گوناگونی منابع روشنایی در ایران قیمت المپ های کم مصرف نسبت به دیگر المپ ها‬
‫‪ ،‬جهش زیادی دارد‪ .‬اختصاص یارانه برای کاهش قیمت خرید این المپ ها با توجه به صرفه‬
‫جویی ایجاد شده منطقی به نظر می رسد اما در صورت استفاده از المپ های بی کیفیت در بلند‬
‫مدت تاثیرات منفی این مجموعه ی بزرگ آلودگی بر شبکه برق دیده می شود‪.‬‬
‫بررسی پیشنهاد استفاده از تعداد بیشتر المپ کم مصرف کوچک به جای یک المپ‬
‫بزرگ‬
‫‪ ‬به عالوه در کشور استفاده از قطعات الکترونیک نامناسب در باالست المپ های کم مصرف –‬
‫جهت کاهش قیمت تمام شده ‪ --‬الزم است مورد توجه قرار بگیرد ‪ .‬به عنوان مثال دیود های‬
‫هرزگرد مدار باالست المپ های موجود در ایران از نوع فرکانس پایین بوده –برخالف فرکانس‬
‫کاری حدود ‪ -30 kHz‬و باعث کاهش راندمان مدار باالست می شوند‪ .‬در آزمایشاتی که تاکنون‬
‫انجام گرفته دیده می شود برخی قطعات نامناسب باعث تشدید هارمونیک های خروجی می‬
‫شوند‪.‬‬