О косинусе фи

[eis]

Сообщение от r250400

Сегодня в лаборатории измеряли потреблялку лампы ДНАТ-150....
ОТКУДА УМЕНЬШЕНИЕ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НЕ ПОЙМУ...... МИСТИКА

Повторил опыт у себя. На комплексе К50. Амперметр и вольтметр электромагнитные, ваттметр ферродинамический.

Лампа NAV-T-150 OSRAM , дроссель VOSSLOH SHWABE NAHJ 150, ИЗУ того же производителя , конденсатор 25 мкф. Напряжение сети 222 В.
С конденсатором
Напряжение - 222 В. Ток -0,85 А. Активная мощность - 164 Вт.
Косинус фи (лямбда) - 0,87.

Без конденсатора
Напряжение - 222 В. Ток -1,65 А. Активная мощность - 170 Вт.
Косинус фи (лямбда) - 0,46.

С конденсатором в цепи лампы
Напряжение - 222 В. Ток -1,65 А. Активная мощность - 170 Вт.
Косинус фи (лямбда) - 0,46.

Т.е. показания без конденсатора и с конденсатором в цепи лампы абсолютно совпадают. Получается, что конденсатор генерирует активную энергию - БРЕД!!! (повторили на HELVAR такой же результат)
Темнело, надо было искать хороший справочник. Пошел да МОГИЛы (Владимира Степановича). После его заверения, что интуицией чувствует правильно, еще пролазили в книгах. Есть гипотеза

Вращающий момент прибора электродинамической, ферродинамической ситем зависит не только от действия первой, но и последующих гармоник (которых в цепи с нелинейными элементами лампа+дроссель хватает). Чем больше гармоник, тем больше вращающий момент и больше показания прибора.
Конденсатор отсеивает часть гармоник тока и прибор показывает меньшее значение (если прибор поставить после конденсатора то значение мощности увеличится).

В цифровом приборе измерения производятся через усреднее произведения ui за период. В этом случае опять же все гармонические составляющие попадут в раздел активная мощность, а формула
Q=корень(S^2-P^2) не будет равна Q=UI sin(f). Это часто встречается при измерениях. Установим конденсатор и опять активная "уменьшится" из-за отфильтровывания гармоник

На следующей неделе проверим эту гипотезу на Энергомониторе. Он использует для нахождения мощностей быстрое разложение в ряд Фурье. Можно будет проверить по балансу гармонических составляющих.

З.Ы. Для энергетиков. Это мероприятие не является энергосберегающим, занизить показания счетчика тоже наврядли удастся. При проведении эксперимента ЛАТРом подстраивалось напряжение на зажимах светильника 222 В. На самом деле после установки конденсатора напряжение выросло (за счет уменьшения потерь напряжения в линии) - это привело к увеличению потребляемой мощности светильником до
170 Вт и экономия 0.
КОНДЕНСАТОР ПОМОГАЕТ УМЕНЬШИТЬ ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЛИНИИ, А НЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ СВЕТИЛЬНИКА...

[KALAN]

Сообщение от eis

Вращающий момент прибора электродинамической, ферродинамической ситем зависит не только от действия первой, но и последующих гармоник (которых в цепи с нелинейными элементами лампа+дроссель хватает). Чем больше гармоник, тем больше вращающий момент и больше показания прибора.
Конденсатор отсеивает часть гармоник тока и прибор показывает меньшее значение (если прибор поставить после конденсатора то значение мощности увеличится).

Вы в принципе правы! Некоторые соображения-рассуждения по этому поводу в прикрепленном файле.

[eis]

Сообщение от KALAN

Вы в принципе правы! Некоторые соображения-рассуждения по этому поводу в прикрепленном файле.

Валера, похоже мы одинаковые книги смотрели.
Но гипотеза, к сожалению, провальная.
Сегодня подключил Энергомонитор 3.3 (я его называю убийца-изобретений, уже много У...У похоронил).
Результат удручающий.
Схема без конденсатора.
Напряжение 222 В. Мощность 165,5 Вт (стрелочный показывает 168-170 подключен параллельно). Коэффициент мощности 0,43-0,44 индуктивный. Коэффициент искажения синусоиды Ki = 9,37 % (искажение незначительное. Правильно какая гармоника попрется через дроссель, только если в насыщение его загнать...).

Подключаем конденсатор 25 мкФ.
Выставляем напряжение 222 В. Мощность 165,6 Вт (стрелочный показывает 164 Вт подключен параллельно). Коэффициент мощности 0,87 (якобы емкостной). Коэффициент искажения синусоиды Ki = 48,2% (искажение значительное). Перешел в режим осциллографа от синусоиды осталась только "огибающая" и в ней "пляска безумца" (в течение полупериода ток успевает сбегать через ноль и обратно).

Переставил клещи в цепь лампы.
Мощность 163,4 Вт . Коэффициент мощности 0,43 индуктивный. Искажение синусоиды нет (около 9 %).

Переставил клещи в цепь конденсатора.
Мощность 1,72 Вт . Коэффициент мощности 0. Искажение синусоиды явное!!! Обладая меньшим сопротивлением для высших гармоник конденсатор и пропускает их через себя, что искажает синусоиду.

ВЫВОД
1) Энергомонитор не определил изменения мощности светильника в схеме с конденсатором и без 165,5 и 165,6 В (С учетом не точности выставления напряжения -это погрешность).
2) Стрелочный прибор показывает большую мощность в схеме без конденсатора (в которой искажение синусоиды незначительное).
3) При наличии гармоник тока стрелочный прибор показывает меньшую мощность (возможно это связано с направлением передачи мощности гармонической составляющей: 3-я выдавалась в сеть, остальные нечетные принимались из сети).
4) Конденсатор убирает реактивную мощность , но добавляет мощность искажений Не знаю, что хуже! (Вообще-то реактивная по ночами является в большинстве энергосистем полезной.)

Прошлая гипотеза - провалилась. Будем поискать новую.


Главный вопрос ПОЧЕМУ ВАФ ТАКИЕ ПОКАЗАНИЯ ДАВАЛ!... r250400 не пробовали те же схемы другим прибором?

[KALAN]

Игорь, надо подумать! Жалко, что сейчас у меня пока нет возможности самому с приборами поработать.

[Volodich]

Здравствуйте!
Хочу по этой теме задать один простой вопрос, который очень важен для простых проектировщиков.
В книжках написано, что при расчете мощности группы для ЛЛ надо учитывать коэффициент 1,2 - потери в ПРА. И при этом, у светильников косинус по разным данным от 0,92 до 0,85.
Главный вопрос - косинус фи является следствием потерь в ПРА (то есть учесть надо или то или то) или это разные вещи? (и учитывать надо и то и другое).

Например, у нас 10 светильников 4х18 Вт.
1 вариант:
Мощность группы: Pр = 10*0,072 = 0,72 кВт
Ток группы: Iр = Pр/(0,22*cos(f)) = 0,72/(0.22*0.85) = 3.85 А

2 вариант:
Мощность группы: Pр = 10*0,072*1,2 = 0,864 кВт
Ток группы: Iр = Pр/(0,22*cos(f)) = 0,864/(0.22*0.85) = 4.62 А

Просветите, пожалуйста!

[camii dobrii]

Сообщение от Volodich

Здравствуйте!
Хочу по этой теме задать один простой вопрос, который очень важен для простых проектировщиков.
В книжках написано, что при расчете мощности группы для ЛЛ надо учитывать коэффициент 1,2 - потери в ПРА. И при этом, у светильников косинус по разным данным от 0,92 до 0,85.
Главный вопрос - косинус фи является следствием потерь в ПРА (то есть учесть надо или то или то) или это разные вещи? (и учитывать надо и то и другое).

Например, у нас 10 светильников 4х18 Вт.
1 вариант:
Мощность группы: Pр = 10*0,072 = 0,72 кВт
Ток группы: Iр = Pр/(0,22*cos(f)) = 0,72/(0.22*0.85) = 3.85 А

2 вариант:
Мощность группы: Pр = 10*0,072*1,2 = 0,864 кВт
Ток группы: Iр = Pр/(0,22*cos(f)) = 0,864/(0.22*0.85) = 4.62 А

Просветите, пожалуйста!

Мухи отдельно суп отдельно.

Т.к. у Вас дроссель (ПРА) не линейный элемент - он создает реактивную составляющую тока.
А потери в ПРА - тепловые потери мощности их тоже учитываем.

[Alexiy]

Сообщение от Volodich

Например, у нас 10 светильников 4х18 Вт.

2 вариант:
Мощность группы: Pр = 10*0,072*1,2 = 0,864 кВт
Ток группы: Iр = Pр/(0,22*cos(f)) = 0,864/(0.22*0.85) = 4.62 А

это верный расчёт.
Реальные потери в ЭмПРА - 10-20%
Реальный cos fi - порядка 0,9

В случае с ЭПРА тепловые потери можно не учитывать, коэффициент мощности - 0,96...0,99
ЭПРА, конечно же греется - КПД, естественно, не 100%, но лампа питается пониженной мощностью (15-16 Вт), поэтому светильник потребляет 15*4*1,2=72 Вт! Т.к. ЭПРА выдаёт на лампу не 50 Гц, а 40 кГц, то световой поток при данной потребляемой мощности соответствует номинальному, а энергопотребление ниже. Соответственно, и срок службы лампы повышается.
Поэтому советую использовать светильники с ЭПРА. Для них будет справедлив расчёт:

3 вариант:
Мощность группы: Pр = 10*0,072 = 0,72 кВт
Ток группы: Iр = Pр/(0,22*Kpwr) = 0,72/(0.22*0.96) = 3.41 А

[Volodich]

Большое спасибо! Наконец, то я знаю правду! ))