plik


ÿþZbigniew GABRYJELSKI Politechnika Aódzka, Instytut Elektroenergetyki Zwietlówki kompaktowe jako zródBa zaburzeD elektromagnetycznych Streszczenie. W artykule przedstawione zostaBy wyniki badaD laboratoryjnych odksztaBcenia prdu wywoBanego prac [wietlówek kompaktowych dostpnych na rynku krajowym. Wyniki pomiarów porównane zostaBy z warto[ciami dopuszczanymi przez normy. Abstract. The paper presents the results of laboratory tests of current distortion due to operation compact fluorescent lamps available in the domestic market. These results have been compared with the permissible values given in related standards. (Compact fluorescent lamps as a source of electromagnetic disturbances). SBowa kluczowe: [wietlówka kompaktowa, wy|sze harmoniczne, zakBócenia. Keywords: compact fluorescent lamp, higher harmonics, disturbances. Wstp OdksztaBcenie prdu w obwodach [wietlówek Zastosowanie energooszczdnych zródeB [wiatBa, do kompaktowych ze statecznikiem indukcyjnym których nale| lampy wyBadowcze pozwala na ograniczenie Zwietlówki kompaktowe pracujce w poBczeniu ze zu|ycia energii elektrycznej. W szczególno[ci [wietlówki statecznikiem indukcyjnym zwane s [wietlówkami typu SL. kompaktowe s szeroko reklamowane i promowane tak|e Ich ukBad elektryczny jest identyczny jak ukBad [wietlówek w Polsce, w przyszBo[ci planowane jest caBkowite wycofanie liniowych, identyczny jest tak|e proces zapBonu. Lampa |arowych zródeB [wiatBa w caBej Unii Europejskiej. zasilana jest bezpo[rednio z sieci o czstotliwo[ci 50 Hz, Za szerokim stosowaniem [wietlówek kompaktowych w zwizku z czym statecznik ma stosunkowo du| mas. przemawia - oprócz wysokiej skuteczno[ci [wietlnej - tak|e Schemat [wietlówki typu SL pokazany zostaB na rys. 1 [2]. kilkakrotnie wiksza trwaBo[, jednak|e maj one szereg Lampa jest elementem silnie nieliniowym a jej wad, które z oczywistych wzgldów nie s wymieniane charakterystyka prdowo-napiciowa ma dla warto[ci przez producentów. Do wad tych nale| midzy innymi chwilowych ksztaBt ptli (rys. 2) [3] co wynika z fizycznych zale|no[ strumienia [wietlnego od temperatury otoczenia i wBa[ciwo[ci wyBadowaD elektrycznych w gazie. pozycji pracy, zale|no[ trwaBo[ci od czsto[ci wBczeD, 3 niski wspóBczynnik mocy i wysoki poziom wy|szych 4 harmonicznych prdu [1]. Ostatnia z wymienionych wad mo|e prowadzi do ró|nych szkodliwych zjawisk, takich jak dodatkowe straty 1 2 mocy czynnej, odksztaBcenie napicia w sieci zasilajcej, a tak|e zakBócenia w pomiarze energii elektrycznej. Nasilenie tych niekorzystnych zjawisk zale|y przede wszystkim od stopnia odksztaBcenia prdu lamp. Jako miar Rys. 1. Schemat [wietlówki kompaktowej SL: 1 - zapBonnik, odksztaBcenia prdu przyjmuje si najcz[ciej zawarto[ 2 - kondensator zapBonowy, 3 - statecznik indukcyjny, 4 - za- wy|szych harmonicznych okre[lan wskaznikiem HRk wg bezpieczenie termiczne zale|no[ci (1), lub wspóBczynnikiem odksztaBceD nieliniowych THD obliczanym wg zale|no[ci (2). I k (1) HRk = Å"100 I1 41 2 "Ik 2 (2) THD = Å"100 I1 gdzie: I1, Ik  odpowiednio warto[ skuteczna pierwszej harmonicznej i k-tej harmonicznej prdu. W artykule przedstawione zostaBy wyniki badaD laboratoryjnych zawarto[ci wy|szych harmonicznych w obwodach [wietlówek kompaktowych dostpnych na rynku krajowym. Badano [wietlówki zintegrowane ze Rys. 2. Przebieg napicia na lampie poBczonej ze statecznikiem statecznikiem, których konstrukcja umo|liwia stosowanie indukcyjnym w funkcji prdu lampy ul =f(il) ich w oprawach o[wietleniowych jako zamienniki lamp |arowych. Badania przeprowadzono tak|e dla grup Oscylogramy napicia sieci, napicia na zaciskach [wietlówek zasilanych w ukBadzie jednofazowym. Wyniki lampy i prdu lampy podano na rys. 3. Jak wida badaD porównane zostaBy z wymaganiami normy PN-EN z oscylogramów, przy sinusoidalnym napiciu sieci napicie 1000-3-2 [4]. na zaciskach lampy jest niesinusoidalne, zbli|one ksztaBtem do przebiegu trapezowego. 100 PRZEGLD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 83 NR 9/2007 Wyniki badaD zamieszczono w tab. 1 Badane [wietlówki kompaktowe oznaczono numerami 1 i 2. Pomiary wykonane zostaBy za pomoc przyrzdu Power Analyzer D 4355 produkcji Norma. Z przedstawionych wyników pomiarów wida du|e podobieDstwo odksztaBcenia prdu w obwodach [wietlówek kompaktowych ze statecznikiem indukcyjnym i odksztaBcenia prdu w obwodzie [wietlówki liniowej. Zawarto[ wy|szych harmonicznych jest stosunkowo niska, co jest reguB dla wszystkich [wietlówek pracujcych w t szeregowym poBczeniu z dBawikiem. Niska warto[ wspóBczynnika mocy takiego obwodu powoduje konieczno[ stosowania kompensacji mocy biernej. Ze wzgldu na ograniczone wymiary w [wietlówkach kompaktowych kompensacji indywidualnej nie stosuje si, natomiast stosowanie kondensatorów kompensacyjnych w obwodach [wietlówek liniowych jest reguB. Jak mo|na zauwa|y z wyników pomiarów przyBczenie kondensatora Rys. 3. Przebiegi prdu i napicia dla [wietlówki kompaktowej typu SL: us - napicie sieci, ul - napicie na zaciskach lampy, il - prd równolegBego do obwodu [wietlówki liniowej powoduje lampy bardzo istotny, bo okoBo dwukrotny wzrost zawarto[ci wy|szych harmonicznych w prdzie dopBywajcym z sieci, Prd lampy jest tak|e odksztaBcony i przy symetrii co jest spowodowane zmniejszeniem pierwszej elektrod lampy posiada odwrotn zgodno[ póBokresów, tj. harmonicznej prdu przy niezmiennych warto[ciach pozostaBych harmonicznych. (3) i(Ét) = -i(Ét + À ) RozkBad Fouriera dla takiego przebiegu daje wyBcznie harmoniczne nieparzyste, a warto[ chwilowa prdu T1 wyra|ona jest zale|no[ci: " (4) il = 2 sin(kÉt + Õik ) "Ilk k =1 2 1 4 3 T2 gdzie: Ilk - warto[ skuteczna k-tej harmonicznej prdu, Õik - faza pocztkowa k-tej harmonicznej. Wykonano badania laboratoryjne odksztaBcenia prdu w obwodach [wietlówek kompaktowych typu SL oferowanych Rys. 4. Schemat [wietlówki kompaktowej PL Electronic: 1 - ukBad prostujcy, 2 - kondensator elektrolityczny, 3 - statecznik przez firm Philips na rynku krajowym. Badania wykonane indukcyjny, 4 - ukBad podgrzewania elektrod zostaBy zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 1000-3-2 [4]. Dla porównania wykonano równie| analogiczne pomiary dla OdksztaBcenie prdu w obwodach [wietlówek [wietlówki liniowej o mocy 40 W ze statecznikiem kompaktowych ze statecznikiem elektronicznym indukcyjnym bez kompensacji mocy biernej i z Zwietlówki kompaktowe pracujce ze statecznikiem kompensacj mocy biernej za pomoc kondensatora elektronicznym nazywane s [wietlówkami typu PL. Na równolegBego. rys. 4 pokazany zostaB przykBadowy schemat takiej [wietlówki z ukBadem Tabela 1. Wyniki badaD laboratoryjnych [wietlówek ze statecznikiem indukcyjnym podgrzewania elektrod, prosto- Producent Philips (1) Philips (2) Sylwania Sylwania wnikiem i generatorem pracujcym F40/UW przy czstotliwo[ci ok. 45 kHz [2]. Typ SL 9D Decor SL Prismatic F 40 W/UW z kondensatorem Statecznik indukcyjny lampy przy tej kompensacyjnym czstotliwo[ci jest niewielki, dziki Napicie czemu lampa zintegrowana z caBym znamionowe 230 230 230 230 [V] ukBadem ma maBe rozmiary i mas. Moc Podstawow wad [wietlówek znamionowa 9 18 40 40 kompaktowych ze statecznikiem [W] elektronicznym jest bardzo silne Prd [A] 0,126 0,220 0,435 0,251 odksztaBcenie prdu dopBywajcego z WspóBczynnik 0,39 0,46 0,45 0,87 sieci, znacznie silniejsze ni| w mocy przypadku [wietlówek kompaktowych THD [%] 25,6 18,0 13,7 25,3 ze stabilizacj indukcyjn. Na rys. 5 Zawarto[ harmonicznych prdu [%] w stosunku do harmonicznej podstawowej przedstawiono przykBadowe 2 0,4 0,2 0,3 0,5 oscylogramy prdu [wietlówek 3 24,8 17,2 12,8 23,4 oferowanych przez znane firmy 5 6,5 4,2 4,7 8,6 europejskie. Na podstawie du|ego 7 3,5 2,8 2,3 4,3 podobieDstwa prezentowanych 9 0,6 0,4 0,5 1,1 11 0,3 0,3 0,2 0,4 przebiegów mo|na sdzi, |e zasada dziaBania obwodów elektronicznych PRZEGLD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 83 NR 9/2007 101 lamp pochodzcych od ró|nych producentów jest taka Badania wykonano dla dwóch grup lamp. W grupie sama. Mo|na te| przypuszcza, |e zawarto[ci procentowe pierwszej do ukBadu przyBczono wyBcznie [wietlówki ze poszczególnych harmonicznych i ich przesunicia fazowe statecznikiem elektronicznym; oznaczone w tablicy 2 maj podobne warto[ci. Optycznie mo|na tak|e stwierdzi numerami od 3 do 8 oraz dodatkowo nastpujce lampy: |e przebiegi prdu posiadaj odwrotn zgodno[ " Economy 20 W prod. Philips  1szt. póBokresów, a wic prd zawiera przede wszystkim " Economy 09 W prod. Philips  1szt. harmoniczne nieparzyste. Wyniki badaD kilku [wietlówek " Dulux Star 21 W prod. Osram  1szt. kompaktowych ze statecznikiem elektronicznym " Dulux Electronic 15 W prod. Osram  1szt. zamieszczono w tabeli 2. Badane [wietlówki oznaczono " Dulux Energy Saver 11 W prod. Osram  1szt numerami od 3 do 8. Na podstawie wyników pomiarów W sumie wBczono jednocze[nie jedena[cie lamp mo|na stwierdzi, |e w przebiegu prdu badanych lamp ró|nych typów i ró|nych producentów. dominuj harmoniczne nieparzyste, wspóBczynnik Grupa druga zawieraBa te same lampy co grupa odksztaBceD nieliniowych THD w wikszo[ci przypadków pierwsza, ale dodatkowo doBczone do niej zostaBy dwie przekracza 100%, natomiast zawarto[ trzeciej [wietlówki kompaktowe ze statecznikiem indukcyjnym harmonicznej waha si w granicach od 63 do 81%. oznaczone w tabeli 1 numerami 1 i 2. Wyniki pomiarów Zawarto[ procentowa pozostaBych harmonicznych prdu zawarto[ci wy|szych harmonicznych prdu dla obu grup jest tak|e bardzo du|a: pitej od 37 do 61%, siódmej od 30 zostaBy przedstawione w tabeli 3, a przebiegi prdu do 46%, dziewitej od 24 do 41% i jedenastej od 14 do zasilajcego na rys 6. 39%. Na podstawie wyników pomiarów i przedstawionych Tabela 2. Wyniki badaD laboratoryjnych [wietlówek ze statecznikiem elektronicznym przebiegów prdu stwierdzi Philips Philips Osram Panasonic Sylwania Leuci Producent mo|na, |e w przypadku (3) (4) (5) (6) (7) (8) grupy pierwszej odksztaB- Gemini cenie prdu dopBywajcego Economy Economy Dulux Star Electronic Saving Typ EL 20 W z sieci jest równie silne jak 20 W 11 W 24 W 20/860 Elektronica 25 W dla pojedynczych [wietlówek Napicie kompaktowych ze sta- znamionowe 230 230 230 230 230 230 tecznikiem elektronicznym. [V] Podobne s warto[ci Moc wspóBczynnika odksztaBceD znamionowa 20 11 24 20 20 25 nieliniowych, podobne [W] zawarto[ci poszczególnych Prd [A] 0,13 0,076 0,154 0,14 0,14 0,145 harmonicznych prdu oraz WspóBczynnik 0,67 0,63 0,68 0,58 0,62 0,75 podobne przebiegi prdu. mocy Jest to wynikiem bardzo THD [%] 114 110 89,3 122,5 134 121,5 zbli|onych przesuni Zawarto[ harmonicznych prdu w stosunku do harmonicznej podstawowej [%] 2 0,3 0,2 0,1 0,4 0,3 0,2 fazowych prdów wy|szych 3 73,7 72,4 63 79,4 81,3 74,1 harmonicznych o tych 5 46,9 43,3 37 50,1 60,7 47,3 samych numerach. W 7 44,8 40,1 35,7 30,4 38,3 46,2 przypadku drugiej grupy 9 38,3 34,7 24,2 33,6 32,5 40,9 [wietlówek odksztaBcenie 11 27,7 26,4 14,3 32,6 39,4 29,8 prdu jest nieco mniejsze, co wynika z obecno[ci w ukBadzie dwóch [wietlówek ze statecznikiem indukcyjnym, Tabela 3. Wyniki badaD odksztaBcenia prdu dla dwóch grup które - jak wynika z wcze[niejszych badaD - powoduj [wietlówek kompaktowych zasilanych w ukBadzie jednofazowym znacznie mniejsze odksztaBcenie prdu. Pierwsza grupa Druga grupa Oznaczenie prdu [wietlówek [wietlówek Dopuszczalne poziomy harmonicznych prdu I mA 1120 1220 824 904 Dopuszczalne poziomy wy|szych harmonicznych prdu I1 mA % 100 100 wywoBane prac odbiorników o charakterze nieliniowym 584 602 zasilanych z sieci niskiego napicia zostaBy przedstawione I3 mA % 70,9 66,6 w normie PN-EN 1000-3-2 [4]. Znajduj si tam wytyczne 336 345 dla dopuszczalnej zawarto[ci wy|szych harmonicznych I5 mA % 40,8 38,2 prdu generowanych przez sprzt o[wietleniowy i inny 272 323 sprzt elektrotechniczny zasilany z publicznej sieci niskiego I7 mA % 33,0 35,7 napicia, którego prd fazowy nie przekracza 16 A. WedBug 200 206 I9 mA tej normy sprzt o[wietleniowy wraz ze [ciemniaczami % 24,3 22,8 zaliczany jest do klasy C. 84 102 I11 mA Porównujc wyniki pomiarów przedstawione w tab. 1, % 10,2 11,3 tab. 2 i tab. 3 z dopuszczalnymi poziomami wy|szych THD % 112 91 harmonicznych prdu mo|na stwierdzi, |e odksztaBcenie prdu w obwodach [wietlówek kompaktowych typu SL ze OdksztaBcenie prdu dla grupy [wietlówek statecznikiem indukcyjnym nie przekracza poziomów kompaktowych w ukBadzie jednofazowym. dopuszczonych w normie. To samo odnosi si do Badania odksztaBcenia prdu wykonano dla grupy [wietlówek liniowych ze stabilizacj indukcyjn. [wietlówek kompaktowych zasilanych z sieci 230 V, 50 Hz. 102 PRZEGLD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 83 NR 9/2007 a) nr 8 b) nr 3 Rys. 5. Przebiegi prdu [wietlówek kompaktowych ze statecznikiem elektronicznym. Numery przebiegów odpowiadaj numeracji lamp podanej w tab. 2. a) b) Rys. 6. Przebiegi prdu dla grup [wietlówek: a) przebieg dla grupy 1, b) przebieg prdu grupy 2. Natomiast zawarto[ wy|szych harmonicznych w tak|e okre[li je analitycznie w fazie projektowania obwodach wszystkich badanych [wietlówek typu PL ze dysponujc danymi konkretnego obiektu i danymi sieci statecznikiem elektronicznym kilkakrotnie przekracza zasilajcej. warto[ci okre[lone przez norm jako dopuszczalne. Ten sam wniosek odnosi si do zbadanych grup [wietlówek LITERATURA [1] Mi el czarski W., Mi chal i k G. Lawrence W. B., ró|nych typów zasilanych z sieci niskiego napicia. G a b r y j e l s k i Z .:, Side effects of energy saving lamps. 8th International Conference on Harmonics and Quality of Power. Podsumowanie Athens, Greece 1998. Zwietlówki kompaktowe s zródBem odksztaBcenia prdu [2] Zlk B .: Lampy fluorescencyjne. Technika Zwietlna. w sieci zasilajcej. Najwiksze odksztaBcenia prdu Wydawnictwo PKO[, Warszawa 1998. powoduj [wietlówki ze statecznikiem elektronicznym. [3] G a b r yj e l s k i Z . : Lampy wyBadowcze jako nieliniowe Zawarto[ wy|szych harmonicznych w obwodach tych lamp elementy sieci o[wietleniowej. SEP Kraków 2005. kilkakrotnie przekracza warto[ci dopuszczalne. Negatywne [4] PN-EN 1000-3-2 1997. Kompatybilno[ elektromagnetyczna  Dopuszczalne poziomy harmonicznych prdu (fazowy prd zjawiska z tym zwizane zostaBy wymienione we wstpie. zasilania odbiornika d"16A). Jednym z nich jest mo|liwo[ wystpienia odksztaBcenia [5] PN-EN 50160: Parametry napicia zasilajcego w sieciach napicia w sieci zasilajcej o warto[ci przekraczajcej rozdzielczych. warto[ci dopuszczalne [5]. Mo|e to mie miejsce przy du|ej mocy lamp zgrupowanych w jednym miejscu i stosunkowo maBej mocy zwarciowej w punkcie przyBczenia odbioru. Autor: dr in|. Zbigniew Gabryjelski, Politechnika Aódzka, Instytut Stwierdzenie odksztaBcenia napicia w sieci jest mo|liwe Elektroenergetyki, ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Aódz, E-mail: dla konkretnego obiektu za pomoc pomiarów, mo|na zbigniew.gabryjelski@p.lodz.pl PRZEGLD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 83 NR 9/2007 103

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
1 Lab2 Pomiar param żarówek i świetlówek kompaktid190
Naprawa świetlówek kompaktowych
6Pole magnetyczne wywołane przez przepływ pradu
Barwy światla świetlówki liniowe i kompaktowe
notatek pl sily wewnetrzne i odksztalcenia w stanie granicznym
Automatyka okrętowa – praca kontrolna 2
cmd=hrk praca&serwis=1
Komunikacja w świetle wymagań normy ISO 9001(1)
Automatyka okrętowa – praca kontrolna 4
praca w nadgodzinach
Rola laboratoriów w świetle wymagań systemów zarządzania jakoscią

więcej podobnych podstron