{"id":12179,"date":"2008-07-06T12:11:24","date_gmt":"2008-07-06T11:11:24","guid":{"rendered":"http:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=12179"},"modified":"2015-11-13T12:18:43","modified_gmt":"2015-11-13T11:18:43","slug":"wyzsze-harmoniczne-pradu-w-obwodach-oswietleniowych","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=12179","title":{"rendered":"Wy\u017csze harmoniczne pr\u0105du w obwodach o\u015bwietleniowych"},"content":{"rendered":"

\"ES_07_2008\"<\/a>Obecno\u015b\u0107 r\u00f3\u017cnego typu z\u0142o\u017conych urz\u0105dze\u0144 w sieci elektrycznej generuje coraz wy\u017cszy poziom zak\u0142\u00f3ce\u0144, w tym wy\u017cszych harmonicznych. Do ich powstawania przyczyniaj\u0105 si\u0119 tak\u017ce elementy obwod\u00f3w o\u015bwietleniowych. Poniewa\u017c wy\u017csze harmoniczne mog\u0105 niekorzystnie wp\u0142ywa\u0107 na dzia\u0142anie urz\u0105dze\u0144, czynnik ten nale\u017cy r\u00f3wnie\u017c uwzgl\u0119dni\u0107 przy projektowaniu o\u015bwietlenia.<\/strong><\/p>\n

Du\u017ca zawarto\u015b\u0107 harmonicznych pr\u0105du w sieci mo\u017ce by\u0107 przyczyn\u0105 zak\u0142\u00f3ce\u0144 a nawet uszkodze\u0144 urz\u0105dze\u0144 pracuj\u0105cych w danej instalacji. W artykule przedstawiono typowe rozwi\u0105zania stosowane w o\u015bwietleniu oraz ich oddzia\u0142ywanie na sie\u0107 zasilaj\u0105c\u0105. Do pomiar\u00f3w wykorzystano zasilacz du\u017cej mocy, generuj\u0105cy \u201eczyste\u201d, sinusoidalne napi\u0119cie 230 V \/ 50 Hz oraz typowe urz\u0105dzenia b\u0119d\u0105ce przedstawicielami danej kategorii sprz\u0119tu o\u015bwietleniowego. Na wykresach (rys. 1) przedstawione s\u0105 przebiegi napi\u0119cia (kolor zielony) oraz nat\u0119\u017cenia pr\u0105du (kolor fioletowy) pobieranego przez urz\u0105dzenie. W tabeli 1 zamieszczono podstawowe wyniki pomiar\u00f3w procentowych zawarto\u015bci harmonicznych w przebiegu pr\u0105du, wska\u017anik THD oraz cos j dla danego urz\u0105dzenia. Norma PN-EN 61000-3-2 dla sprz\u0119tu o\u015bwietleniowego okre\u015bla dopuszczalne poziomy harmonicznych pr\u0105du w dw\u00f3ch kryteriach \u2013 dla urz\u0105dze\u0144 o mocy wej\u015bciowej mniejszej lub r\u00f3wnej 25 W oraz powy\u017cej 25 W. Dla sprz\u0119tu o\u015bwietleniowego o mocy wej\u015bciowej \u0141 25 W, dopuszczalne poziomy harmonicznych pr\u0105du s\u0105 bardzo wysokie, dlatego proste, tanie konstrukcje statecznik\u00f3w elektronicznych s\u0105 w stanie je spe\u0142ni\u0107.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 1. Wykresy pr\u0105du i napi\u0119cia w funkcji czasu<\/p><\/div>\n

\u017barowe \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a<\/strong><\/p>\n

\u017barowe \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a, w tym popularne \u017car\u00f3wki, je\u015bli s\u0105 zasilane bezpo\u015brednio z sieci zasilaj\u0105cej, nie odkszta\u0142caj\u0105 pr\u0105du. S\u0105 to jedyne \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a o charakterze czysto rezystancyjnym, a wi\u0119c r\u00f3wnie\u017c z cos \u03c6 = 1. Dla instalacji elektroenergetycznej \u017car\u00f3wki s\u0105 wi\u0119c idealnym odbiornikiem. \u0179r\u00f3d\u0142a te s\u0105 jednak r\u00f3wnie\u017c najmniej efektywne, dlatego obecnie ju\u017c coraz rzadziej stosowane. Bardzo popularne halogenowe \u017car\u00f3wki zasilane napi\u0119ciem 12 V przy zasilaniu z sieci musz\u0105 korzysta\u0107 z urz\u0105dzenia obni\u017caj\u0105cego napi\u0119cie. Dobrej jako\u015bci transformatory indukcyjne obci\u0105\u017cone rezystancj\u0105 (\u017car\u00f3wkami) maj\u0105 r\u00f3wnie\u017c wysoki cos j (bliski warto\u015bci 1) oraz nie wprowadzaj\u0105 znacz\u0105co harmonicznych pr\u0105du. Przyk\u0142adowy transformator toroidalny 150 VA (\u015bredniej mocy) obci\u0105\u017cony \u017car\u00f3wkami o mocy znamionowej jest praktycznie idealnym przetwornikiem energii. Transformatory o ma\u0142ej mocy oraz niedoci\u0105\u017cone wprowadzaj\u0105 niewielk\u0105 zawarto\u015b\u0107 harmonicznych rz\u0119du III przy cos j < 1 o charakterze indukcyjnym. Popularny zasilacz elektroniczny do \u017car\u00f3wek halogenowych 12 V r\u00f3wnie\u017c ma wysoki cos j (praktycznie r\u00f3wny 1) przy niewielkiej zawarto\u015bci harmonicznych. Kszta\u0142t pr\u0105du jest ju\u017c jednak wyra\u017anie zmieniony przez uk\u0142ad startuj\u0105cy przetwornicy (wyra\u017ane op\u00f3\u017anienie po przej\u015bciu napi\u0119cia sieci przez zero).
\n\"tab_1_kanlux\"<\/p>\n

Stateczniki indukcyjne<\/strong><\/p>\n

Stateczniki indukcyjne ma\u0142ej mocy maj\u0105 znacznie odkszta\u0142cony pr\u0105d, g\u0142\u00f3wnie przez III harmoniczn\u0105. Przyk\u0142adem jest statecznik zasilaj\u0105cy szeregowe po\u0142\u0105czenie \u015bwietl\u00f3wek T1U G23 2 x 9 W. Dopiero w statecznikach o wi\u0119kszej mocy (>25 W) obw\u00f3d magnetyczny jest zaprojektowany wyra\u017anie staranniej. Klasyczny uk\u0142ad zap\u0142onowy w oprawie T8 36 W pobiera pr\u0105d zbli\u017cony do sinusoidy, z niewielk\u0105 zawarto\u015bci\u0105 harmonicznych, praktycznie do IX-rz\u0119du. Jednak im wi\u0119ksza moc, tym wi\u0119kszym problemem jest bardzo niska warto\u015b\u0107 wsp\u00f3\u0142czynnika cos j klasycznych uk\u0142ad\u00f3w zap\u0142onowych. Dla tego samego uk\u0142adu w oprawie T8 36 W w\u0142\u0105czenie kondensatora do r\u00f3wnoleg\u0142ej kompensacji mocy biernej powoduje wzrost warto\u015bci harmonicznych pr\u0105du, a tak\u017ce wygenerowanie kolejnych harmonicznych, nawet do 39 rz\u0119du. Skutkiem tego jest bardzo du\u017ce odkszta\u0142cenie pr\u0105du pobieranego przez opraw\u0119. Im warto\u015b\u0107 cos j jest bardziej zbli\u017cona do 1, tym wi\u0119ksza jest zawarto\u015b\u0107 harmonicznych. Producenci w wi\u0119kszo\u015bci kompensuj\u0105 swoje oprawy do warto\u015bci cos \u03c6 > 0,95, cho\u0107 z wielu wzgl\u0119d\u00f3w lepiej nie przekracza\u0107 warto\u015bci 0,9. Klasyczne uk\u0142ady zap\u0142onowe do lamp wysokopr\u0119\u017cnych maj\u0105 znacznie mniej odkszta\u0142cony pr\u0105d pobierany z sieci, nawet przy kompensacji mocy biernej. Jednak i w tej sytuacji, kszta\u0142t pr\u0105du r\u00f3\u017cny jest od sinusoidy.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 2. Oprawy typu downlight wykorzystuj\u0105ce r\u00f3\u017cne \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a i uk\u0142ady zap\u0142onowe<\/p><\/div>\n

\"Rys.

Rys. 3. Oprawa MAH-1236 ze statecznikiem indukcyjnym lub elektronicznym<\/p><\/div>\n

\"Rys.

Rys. 4. Oprawa rastrowa Graf T5 4 x 14 W ze statecznikiem elektronicznym<\/p><\/div>\n

Stateczniki\u00a0elektroniczne<\/strong><\/p>\n

Stateczniki elektroniczne o mocy > 25 W, je\u015bli maj\u0105 spe\u0142ni\u0107 wymagania norm EMC, musz\u0105 posiada\u0107 uk\u0142ad koryguj\u0105cy kszta\u0142t pr\u0105du. Uk\u0142ad ten r\u00f3wnie\u017c zwi\u0119ksza warto\u015b\u0107 cos j do jedno\u015bci. Dlatego ta sama oprawa ze \u015bwietl\u00f3wk\u0105 T8 36 W wyposa\u017cona w statecznik elektroniczny ma pr\u0105d pobierany z sieci kszta\u0142tem zbli\u017cony do sinusoidy. Zale\u017cnie od konstrukcji statecznika, kszta\u0142t pr\u0105du mo\u017ce by\u0107 pewnego rodzaju aproksymacj\u0105 sinusoidy. Jednak wi\u0119kszo\u015b\u0107 konstruktor\u00f3w d\u0105\u017cy do uzyskania kszta\u0142tu \u201eczystej\u201d sinusoidy, kt\u00f3ry gwarantuje najmniejsz\u0105 ilo\u015b\u0107 wy\u017cszych harmonicznych. Stateczniki elektroniczne ma\u0142ej mocy (do 25 W) maj\u0105 zwykle prostsz\u0105 konstrukcj\u0119, bez uk\u0142adu PFC. Pr\u0105d pobierany z sieci ma charakter w\u0105skich impuls\u00f3w, kt\u00f3re s\u0105 efektem pracy kondensatora w uk\u0142adzie prostowniczym. Uk\u0142ady te zdecydowanie najbardziej oddzia\u0142uj\u0105 na sie\u0107 zasilaj\u0105c\u0105, mimo \u017ce s\u0105 to urz\u0105dzenia ma\u0142ej mocy. \u015awiadczy o tym r\u00f3wnie\u017c poziom harmonicznych, szczeg\u00f3lnie III i V rz\u0119du oraz wska\u017anik THD.
\nStateczniki te s\u0105 powszechnie wykorzystywane w \u015bwietl\u00f3wkach kompaktowych, b\u0119d\u0105cych zamiennikami \u017car\u00f3wek na trzonkach E14 i E27.<\/p>\n

\"Rys.

Rys. 5. \u015awietl\u00f3wka kompaktowa serii BH supershape<\/p><\/div>\n

Podsumowanie<\/strong><\/p>\n

W wi\u0119kszo\u015bci obiekt\u00f3w o\u015bwietlenie ma niewielki udzia\u0142 w bilansie mocy. Jednak nale\u017cy pami\u0119ta\u0107 o obecno\u015bci harmonicznych r\u00f3wnie\u017c w instalacjach o\u015bwietleniowych. Dobieraj\u0105c staranniej oprawy mo\u017cna w naturalny spos\u00f3b zmniejszy\u0107 ich poziom.<\/p>\n

mgr in\u017c. Pawe\u0142 Sadowski<\/strong>
\nAutor jest pracownikiem <\/strong>
\nfirmy Kanlux<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Obecno\u015b\u0107 r\u00f3\u017cnego typu z\u0142o\u017conych urz\u0105dze\u0144 w sieci elektrycznej generuje coraz wy\u017cszy poziom zak\u0142\u00f3ce\u0144, w tym wy\u017cszych harmonicznych. Do ich powstawania przyczyniaj\u0105 si\u0119 tak\u017ce elementy obwod\u00f3w o\u015bwietleniowych. Poniewa\u017c wy\u017csze harmoniczne mog\u0105 niekorzystnie wp\u0142ywa\u0107 na dzia\u0142anie urz\u0105dze\u0144, czynnik ten nale\u017cy r\u00f3wnie\u017c uwzgl\u0119dni\u0107 przy projektowaniu o\u015bwietlenia. Du\u017ca zawarto\u015b\u0107 harmonicznych pr\u0105du w sieci mo\u017ce by\u0107 przyczyn\u0105 zak\u0142\u00f3ce\u0144 a nawet…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":12183,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[614],"tags":[325],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12179"}],"collection":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=12179"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12179\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":12186,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12179\/revisions\/12186"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/12183"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=12179"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=12179"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=12179"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}