Jak poprawić kompensację mocy biernej w oświetleniu ulicznym w dużym mieście?

Witam.
Chciałbym wrzucić pewien problem do przedyskutowania na forum „elektrody” Problem jest ciekawy w związku z „płynnością stałych”. Pracuję w firmie, która zajmuje się obsługą i konserwacją oświetlenia ulicznego w dużym mieście ( około miliona mieszkańców).
A teraz do sprawy.
Istnieje generalny problem z kompensacją mocy biernej. Wyznaczony cos przez dostawcę energi to min. 0,95, a tg nie znam- nie ma go w dokumentach. Posiadamy w obsłudze około 700 rozdzielni niskiego napięcia zasilających i sterujących poszczególnymi obwodami oświetleniowymi. Wszystkie rozdzielnie mają zamontowany liczniki mierzące moc czynną, bierną, pojemnościową w trybie on-line. Te rozdzielnie zasilają około 80 000 punktów oświetleniowych o mocach od 70W, 100W, 150W, 250W, 400W i kilkanaście powyżej 1000W. Na jedną rozdzielnie wypada około 20KW, chociaż nie zawsze, jest to dosyć płynne. Wszystkie żarówki są sodowe lub metahalogenowe i mają zainstalowane ( stare oprawy nie zawsze) kondensatory do indywidualnej kompensacji dławika. Kondensatory po kilku/kilkunastu latach pracy przestają spełniać swoje zadanie, po prostu są zepsute. Oczywiście, można przeprowadzać wymianę tych kondensatorów, ale przy takiej ilości odbiorników zamontowanych w bardzo „kłopotliwych miejscach” jest to bardzo kosztowne. „ sprzęt, ruch uliczny itd.” Poza tym w związku z „przepaleniem” żarówki dławik zaczyna pracować na biegu jałowym, tym samym psuje sieć. A wymiana żarówki może nastąpić w ciągu tygodnia. A co dnia wymienia się około 100 i więcej. Oczywiście można byłoby zamontować regulatory z baterią kondensatorów w rozdzielniach, ale tam nie ma miejsca na te urządzenia, poza tym w związku z awariami i odbiornikami monofazowymi istnieje niesymetryczne obciążenie faz.
Nie znalazłem w internecie urządzeń, które można by zastosować w tej sytuacji. Pisownia moja tez chyba nie jest najlepsza, ale jestem elektrykiem a nie literatem - dane do dyskusji podałem chyba wszystkie.
Pozdrawiam
Kotwicz

Problem by pewnie by rozwiązało przejście na LEDy - dławiki i kondensatory niepotrzebne.
A swoja drogą rzeczywiście trudny problem... ciekawe dlaczego nikt nie pomyślał wcześniej o tym, że kondensatory z wiekiem ulegają uszkodzeniu, praktycznie zawsze?

1. Wymienić dławiki i kondensatory indywidualnie w każdej oprawie na elektroniczne stateczniki - bardzo wysoki koszt i nie wiadomo jak długo to będzie bezawaryjnie działać(z pewnością krócej niż stateczniki+kond)
2. kompensować w punktach pomiaru mocy biernej, aby nie płacić kar
3. wymieniać uszkodzone kondensatory w każdej oprawie, przy okazji wymiany żarówek

temat na zlecenie dla dobrej firmy konsultingowej/badawczej: czy firma planuje złożenie takiego zlecenia?

Kompensować każdą fazę oddzielnie.

Podstawowe pytanie to jakie kary za cos? Ile jest do zaoszczędzenia?

Możesz kompensować kondensatorem w rozdzielni. Tylko nie przekompensuj.

Odp. 1
Szybkie przejście na LED nie wchodzi w grę. Są bardzo drogie i dają mniej światła, poza tym kolor światła LED jest mniej
efektywny. Oczywiście – oczywiście oszczędzają energię, ale koszty!!!.
ad.1 Mamy zrobione kilka rozdzielni na elektronicznych statecznikach i wszystko jest w porządku w oprawach gdzie jest dobre chłodzenie ( konstrukcja oprawy) a w oprawach „ hermetycznych - padają” ( temperatura żarówki).
ad.2 Tak - wchodzi w grę kompensowanie tylko w punktach poboru mocy biernej. Problem polega na tym, że nie spotkałem elektronicznych regulatorów mocy biernej - jednofazowych ( na pewno ktoś to na świecie produkuje ale...).
Przy trzyfazowych – gdy jedna faza nie pobiera mocy – wyskakuje „ error”. A to występuje bardzo często w związku z awariami jednej fazy. I wtedy mamy mocy biernej do oporu.
Ad.3 To się robi, ale przynosi to niewielki skutek ( spalona żarówka – statecznik pracuje na biegu jałowym) Za mały jestem w tej firmie aby mówi coś o zleceniach.

Odp. 2
ad.1 O to chodzi aby kompensować każdą fazę oddzielnie.
ad.2 Kary są bardzo wysokie. Proszę popatrzeć na pobór mocy.
Ad.3 no....................... o tym mówimy – tylko jak. Patrz wyżej.

Komentarz:
W Polsce o ile dobrze pamiętam - konserwacją oświetlenia ulicznego zajmują się poszczególne zakłady energetyczne na zlecenie odpowiednich płatników ( admin, państwowa). I to one w swoich rozdzielniach kompensują. I nie ma problemu.
Tutaj energetyka zajmuje się tylko dostawą energi – nawet liczniki zakładają firmy prywatne na zlecenie energetyki.
Tak samo z oświetleniem ulicznym. Właścicielem oświetlenia ulicznego – wraz z rozdzielniami ( tam są zamontowane liczniki) jest admin. państwowa, w której imieniu działa firma zajmująca się tylko naprawami i konserwacją. Oczywiście firma nie płaci rachunków za pobraną energię, za to płaci właściciel. Na pewno energetyka kompensuje sobie zła energię w swoich stacjach. Ale jak napisałem liczniki poboru mocy są w poszczególnych rozdzielniach. Za pomiar w tym punkcie się płaci. Podsumowując jest to fajna maszynka do zarabiania pieniędzy, ciekawe
kiedy w Polsce na to wpadną?..
Ps. ciekawe że na około 130 czytających temat odpowiedziało tylko 2 – czyżby w Polsce nie było już dobrych elektryków – wszyscy wyjechali? . Pracowałem w kilku krajach Europy, zresztą i nie tylko Europy i wszędzie spotkałem się z szacunkiem dla profesjonalizmu polskich elektryków.
Pozdrawiam.

W Polsce jest bardzo podobnie. Duża część oświetlenia jest własnością gmin i jest obsługiwana przez prywatne firmy na zlecenie gmin. Niestety jedynym kryterium wyboru konkretnej firmy obsługującej oświetlenie jest cena. Z tego powodu zajmują się tym na ogół partacze (pracownik albo tani albo dobry). Próbują na nowo wymyślić proch. Po to w oprawach są kondensatory żeby kompensowały moc bierną. Jeżeli się uszkadzają - należy wymienić. Jeżeli są zbyt mało trwałe - wymienić na lepsze (droższe). Między innymi za to bierze się pieniądze. Przystępując do przetargu nie wlicza się masę rzeczy w cenę a potem się biadoli bo koszty są jednak większe.

katwicz22 napisał:

W Polsce o ile dobrze pamiętam - konserwacją oświetlenia ulicznego zajmują się poszczególne zakłady energetyczne na zlecenie odpowiednich płatników ( admin, państwowa). I to one w swoich rozdzielniach kompensują. I nie ma problemu.

Też kompensuj w swojej rozdzielni i nie będzie problemu.

Odnośnie wymiany na LED-y to one wcale nie mają większej skuteczności świetlnej niż lampy sodowe. Natomiast przewyższają je jeżeli chodzi o trwałość.

Ledy na oświetlenie uliczne?
Ciekawe, który inspektor się na takie coś zgodzi.
Najtaniej ci wyjdzie pod względem eksploatacji jeśli zastosujesz kompensację grupową w rozdzielni. Jeśli fazy są nierównomiernie obciążone, to lepiej zastosować jednofazowe baterie kondensatorów.
Jeśli procentowy spadek napięcia na końcu linii będzie zbyt duży to oprócz baterii kondensatorów będziesz zmuszony zastosować kompensację indywidualną.
Zadanie dla biura projektowego.

Z szacunkiem dla wszystkich biorących udział w dyskusji, proszę popatrzeć na płynność poboru mocy i zmiennych występujących w oświetleniu ulicznym. Poza tym proszę zwrócić uwagę na ilość punktów pomiaru. A najważniejsze na moc pobraną.

Cudów nie ma ... nawet jeśli mamy dobrych elektryków (co jest dyskusyjne) to cudotwórcami nie jesteśmy. Jednak zrobienie, nawet na zamówienie, kompensatora, który kompensuje indywidualnie każdą fazę, jest jak najbardziej wykonalne i wcale niedrogie.

Gratis nie otrzymasz rozwiązania . Aby zmniejszyć kary za energię bierną trzeba zainwestować w profesjonalną usługę obejmującą pomiary, wariantowe rozwiązania i przede wszystkim analizę opłacalności.

Po co ci regulator???
Pomierz miernikiem poszczególne fazy i daj kondensator włączany z oświetleniem.

Przecież masz w miarę stały pobór mocy. Regulator stosuje się, gdy pobór mocy zmienia się w czasie. Oświetlenie nie spełnia tego warunku. Nie wiem po co komplikujesz sobie życie.

Żeby to zrobić tanio i dobrze musisz znać wartość mocy biernej dla każdej z 700 rozdzielni. Przynajmniej szacunkowo. Z twojego zapytania wynika, że pomiar jest dokonywany w każdej z rozdzielni osobno. Czy dobrze to rozumiem?

Do rzeczy.
Od pewnego czasu zajmuję się zagadnieniem redukcji mocy biernej i można to wykonać w sposób w miarę profesjonalny, a mianowicie na podstawie pomiaru cosφ 'również 1-fazowo'. Ale wówczas trzeba by zastosować sterownik z wieloma kondensatorami 1-f o niewielkiej pojemności. Wykonalne podobnie jak już zaprojektowane specjalnie dedykowane urządzenie do silników dźwigowych. Za max. 2 tyg. rusza seria testowa urządzeń.
Problem pojawia się gdy rozpoczniemy rozmowę o szczegółach finansowych, ponieważ projektowanie i programowanie też kosztuje.
Także wracając do początku w twoim wypadku prawdopodobnie najtańszym rozwiązaniem jest pomiar wszystkich punktów odbiorczych na wartość mocy biernej i indywidualne dobieranie kondensatorów, ale łączonych przez dedykowany stycznik z cewkami odsprzęgającymi.

Bateria kondensatorów wyposażona w regulator mocy biernej z pomiarem w 3 fazach i możliwością załączania kondensatorów 3 fazowych, 1 fazowych połączonych faza-faza i 1 fazowych połączonych faza-N.

Czy gdyby jednak zastosować oświetlenie LED, czy problem poboru energii biernej będzie załatwiony?

Kolego leon99, właśnie szukam po forum jednoznacznej odpowiedzi na pytanie:
CZY ULICZNE LAMPY LED POTRZEBUJĄ KOMPENSACJI MOCY BIERNEJ?
Otóż firma, w której pracuję zamierza wymienić około 30 szt lamp sodowych na LED. Pierwsza moja myśl to LED->półprzewodnik->układ elektroniczny->brak mocy biernej, ale jeśli się mylę to chciałbym, aby koledzy fachowcy mnie poprawili.

Przetwornice elektroniczne są z lekka pojemnościowe (kondensator sieciowy), ale znów nowsze zasilacze elektroniczne większej mocy są często wyposażane w PFC (Power Factor Correction), co rozwiązywałoby problem cosinusa (jeśli oczywiście wybrane do montażu oprawy mają tego typu zasilacze).

A czy producent tych nowych opraw nie udostępnia danych katalogowych tych urządzeń?

bombel4422 napisał:

Kolego leon99, właśnie szukam po forum jednoznacznej odpowiedzi na pytanie:
CZY ULICZNE LAMPY LED POTRZEBUJĄ KOMPENSACJI MOCY BIERNEJ?
Otóż firma, w której pracuję zamierza wymienić około 30 szt lamp sodowych na LED. Pierwsza moja myśl to LED->półprzewodnik->układ elektroniczny->brak mocy biernej, ale jeśli się mylę to chciałbym, aby koledzy fachowcy mnie poprawili.

Żebyście tylko nie wymienili na jakiegoś chińczyka. Opłacalne dla inwestora będzie każdą oprawę LED zabezpieczyć organicznikiem przepięć, żeby nie padały jak muchy.
W przypadku dużej ilości opraw led skupił bym się raczej na THD. Wato się zastanowić czy grupy opraw nie zasilić z transformatora np jeżeli na 30 lamp przypada 3 kw w obwodzie warto zasilić z transformatora około 5 kw. Czasami ograniczenie prądu zwarcia w obwodzie daje zalety.

Koledzy oprawy led też generują moc bierną ale pojemnościową i też trzeba je kompensować tylko w inny sposób.
Jest to odpowiedź jednoznaczna i jestem jej pewien