MENU

E-pismo dla elektryków i elektroników
AUTOMATYKA, ELEKTRYKA, ZAKŁÓCENIA

Vol. 2, Nr 1 (3) 2011

Publ. 23 stycznia 2011

Odkształcenie prądu pobieranego przez urządzenia oświetleniowe i jego wpływ na instalację zasilającą

Load current distortion by energy saving lighting systems and its impact on lighting installations

dr inż. Stanisław CZAPP

s. 30-45 DOI:

Abstract

The most commonly used energy saving lighting systems trigger a distorted load current. In some cases distortion of the load current is significant and has an essential impact on overcurrent devices, cables and supplying transformer selection. The paper presents aspectral analysis of the discharge lamps load current and the principles of overcurrent devices and cables selection in lighting installations.

Streszczenie

Większość powszechnie stosowanych energooszczędnych urządzeń oświetleniowych pobiera prąd odkształcony. W niektórych przypadkach odkształcenie prądu jest znaczne i może mieć istotny wpływ na dobór zabezpieczeń, przekroju przewodów i transformatora zasilającego. W artykule przedstawiono analizę prądu pobieranego przez lampy wyładowcze oraz zasady doboru zabezpieczeń i przekroju przewodów w instalacjach oświetleniowych. Zwrócono także uwagę na konieczność redukcji obciążalności transformatora przy odkształconym przebiegu prądu.

Keywords

discharge lamps, harmonics, overcurrent devices, cables, power transformers

Słowa kluczowe

lampy wyładowcze, wyższe harmoniczne, zabezpieczenia nadprądowe, przewody i kable elektroenergetyczne, transformatory elektroenergetyczne

Rys. / Fig.

Bibliografia / Bilbiography

[1] Demoulias Ch., Labridis D. P., Dokopoulos S. P., Gouramanis K.: Ampacity of Low-Voltage Power Cables Under Nonsinusoudal Currents, IEEE
Transactions on Power Delivery, 2007, vol. 22, no. 1, s. 584–594.
[2] Desmet J., Lemcko L.: Harmoniczne. Dopuszczalna obciążalność i dobór transformatorów do pracy z prądem odkształconym. Leonardo
Power Quality Initiative. Jakość zasilania – poradnik, cz. 3.5.2, listopad 2005.
[3] Det Norske Veritas. Rules for classification of ships. Part 4 – Machinery and Systems – Main Class. Chapter 4 – Electrical Installations,
Edition 1999.
[4] Faiz J., Sharifian M. B. B., Fakheri S.A., Sabet-Marzooghi E.: Derating of Distribution Transformers for Non-sinusoidal Load Currents Using
Finite Element Method, Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B, 2004, vol. 28, no. B3, s. 315–322.
[5] Filtracja i detekcja harmonicznych, Schneider Electric, Materiały firmowe.
[6] Gabryjelski Z.: Świetlówki kompaktowe jako źródło zaburzeń elektromagnetycznych, Przegląd Elektrotechniczny, 2007, nr 9, s. 100–103.
[7] Gabryjelski Z.: Praca świetlówek kompaktowych w sieci trójfazowej, Przegląd Elektrotechniczny, 2007, nr 9, s. 42-43.
[8] Gabryjelski Z.: Odkształcenie prądu w obwodach lamp fluorescencyjnych i wyładowczych połączonych ze statecznikiem indukcyjnym,
Archiwum Elektrotechniki, 1982, t. XXXI, z. 1–2, s. 125–136.
[9] Gabryjelski Z.: Odkształcenie prądu w obwodach lamp fluorescencyjnych i wyładowczych połączonych ze statecznikiem pojemnościowoindukcyjnym,
Archiwum Elektrotechniki, 1982, t. XXXI, z. 3–4, s. 571–581.
[10] Gabryjelski Z., Kowalski Z.: Sieci i urządzenia oświetleniowe. Zagadnienia wybrane, Politechnika Łódzka, Łódź 1997.
[11] Gabryjelski Z., Kowalski Z.: Przyczyny obciążania przewodów zerowych w sieciach oświetleniowych, Gospodarka Paliwami i Energią, 1977,
nr 7, s. 21–23.
[12] Hering E.: Leitungen mit vier belasteten Leitern, Elektropraktiker, 2004, nr 9, s. 722–726.
[13] Herlender K., Cadler E.: Wpływ sposobu zasilania nowoczesnych układów oświetleniowych na jakość energii elektrycznej, Wiadomości
Elektrotechniczne, 2006, nr 3, s. 30–32.
[14] Hiranandani A.: Calculation of Cable Ampacities Including the Effect of Harmonics, IEEE Industry Applications Magazine, March/April 1998,
s. 42–51.
[15] Instalacje elektryczne i teletechniczne. Poradnik montera i inżyniera elektryka, Verlag Dashöfer, Część 5. Zabezpieczenia w instalacjach
elektrycznych.
[16] Kasprzak A., Orlikowski M., Brodecki D.: O pewnych aspektach EMC dotyczących powszechnego wprowadzenia świetlówek
energooszczędnych, Przegląd Elektrotechniczny, 2007, nr 9, s. 104–105.
[17] Kelley A.W., Edwards S. W., Rhode J. P., Baran M. E.: Transformer Derating for Harmonic Currents: A Wide-Band Measurement Approach for
Energized Transformers, IEEE Transactions on Industry Applications, 1999, vol. 35, no. 6, s. 1450–1457.
[18] Kuśmierek Z.: Współczynnik obciążenia transformatora zasilającego odbiorniki nieliniowe i jego pomiar, Przegląd Elektrotechniczny, 2004,
nr 6, s. 636–638.
[19] Magdziak R.: Układy zabezpieczeń w elektronicznych statecznikach świetlówek, Elektronizacja, 2000, nr 4, s. 18–19.
[20] Musiał E., Czapp S.: Opinia w sprawie zakłóceń wywołanych prądami wyższych harmonicznych w instalacji elektrycznej supermarketu OBI
w Gdyni-Cisowej, Gdańsk 1999.
[21] Musiał E.: Bezpieczniki w nowoczesnych układach zabezpieczeń urządzeń niskiego napięcia, Ogólnopolskie Szkolenie Techniczne
„Zabezpieczenia niskonapięciowych instalacji i urządzeń elektrycznych”, ENERGO-EKO-TECH, Poznań, październik 2001.
[22] Musiał E.: Zabezpieczanie silników zasilanych z pośrednich przemienników częstotliwości. INPE Informacje o Normach i Przepisach
Elektrycznych, Miesięcznik SEP, 2004, nr 59–60, s. 3–35.
[23] Musiał E.: Przegląd elektrycznych źródeł światła. Główne właściwości i tendencje rozwojowe. INPE Informacje o Normach i Przepisach
Elektrycznych, Miesięcznik SEP, 2006, nr 79, s. 3-66.
[24] Musiał E.: Obciążalność cieplna oraz zabezpieczenia nadprądowe przewodów i kabli. INPE Informacje o Normach i Przepisach Elektrycznych,
Miesięcznik SEP, 2008, nr 107, s. 3–41.
[25] Pabjańczyk W.: Oszczędności energetyczne wynikające ze stosowania elektronicznych urządzeń stabilizacyjno-zapłonowych, Wiadomości
Elektrotechniczne, 2000, nr 10, s. 540–543.

[26] Pierce L. W.: Transformer Design and Application Considerations for Nonsinusoidal Load Currents, IEEE Transactions on Industry Applications,
1996, vol. 32, no. 3, s. 633–645.
[27] PN-EN 61000-3-2:2007 Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Część 3–2: Poziomy dopuszczalne. Poziomy dopuszczalne emisji
harmonicznych prądu (fazowy prąd zasilający odbiornika < lub = 16 A).
[28] PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Obciążalność
prądowa długotrwała przewodów.
[29] PN-EN 50464-3:2007 Trójfazowe olejowe transformatory rozdzielcze 50 Hz od 50 kVA do 2500 kVA o najwyższym napięciu urządzenia
nieprzekraczającym 36 kV. Część 3: Wyznaczanie mocy znamionowej transformatora obciążonego prądem niesinusoidalnym. (oryg.)
[30] Różowicz A.: Systemy świetlne jako źródło zakłóceń, Przegląd Elektrotechniczny, 2003, nr 4, s. 296–299.
[31] Różowicz A.: Skuteczność świetlna lamp fluorescencyjnych zasilanych prądem o różnej częstotliwości, Wiadomości Elektrotechniczne,
2004, nr 11, s. 15–18.
[32] Rydzewski Z., Nowosielski J.: Specyficzne cechy świetlówek jako odbiorników sieci trójfazowej niskiego napięcia, Przegląd Elektrotechniczny,
1973, nr 7, s. 331–335.
[33] Starzak Ł., Bek S.: Modelowanie kompaktowych lamp fluorescencyjnych do badań ich oddziaływania na sieć zasilającą, Przegląd
Elektrotechniczny, 2007, nr 9, s. 106–107.
[34] Walejewski M.: Analiza jakości energii elektrycznej w instalacjach oświetleniowych. Praca dyplomowa magisterska, Politechnika Gdańska,
Gdańsk 2006.
[35] Yildirim D., Fuchs E. F.: Measured Transformer Derating and Comparision with Harmonic Loss Factor (FHL) Approach, IEEE Transactions on
Power Delivery, 2000, vol. 15, no. 1, s. 186–191.