100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамы | Нұсқаулық
Электр инженерлері, қалалық жарықтандыру дизайнерлері және EPC мердігерлері үшін анықтау100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамыТиімді, сенімді көше жарықтандыру тізбектерін жобалау және шамадан тыс жүктеме немесе кернеудің төмендеуі мәселелерін болдырмау үшін маңызды. 100 кВА (киловольт-ампер) трансформаторы 100 000 вольт-ампер көрінетін қуат бере алады. ЖЭД (жарықдиодты) көше шамдары үшін нақты қуат тұтыну (кВт) қуат коэффициенті (ҚК) және гармоникалық бұрмалану салдарынан көрінетін қуаттан (кВА) төмен. Типтік ЖЭД көше шамы драйверлерінің қуат коэффициенті 0,90-дан 0,98-ге дейін, ал жалпы гармоникалық бұрмалану (ЖГБ) ≤15 пайызды құрайды. 150 Вт ЖЭД көше шамы үшін (нақты қуаты 150 Вт) көрінетін қуат 150 Вт / ҚК (0,95) = 158 ВА құрайды. Демек, 100 кВА трансформаторы теориялық тұрғыдан 100 000 ВА / 158 ВА бір шамға = 632 шамды қамтамасыз ете алады. Алайда, практикалық шектеулерге мыналар жатады: (1) трансформатордың жүктелуі (әдетте үздіксіз жұмыс үшін 80 пайыз) → 505 шам; (2) тізбек бойындағы кернеудің төмендеуі (сымның қалыңдығы мен қашықтығына байланысты шектеулер); (3) іске қосу тогы (ЖЭД драйверлері 2-ден 10 миллисекундқа дейін тұрақты токтан 3-10 есе көп тартады, бұл ажыратқыштарды істен шығаруы мүмкін). Бұл нұсқаулық трансформаторлар мен ЖЭД драйверлері үшін есептеу әдістемесін, төмендету коэффициенттерін және сатып алу сипаттамаларын ұсынады. Дереккөз: IEEE C57.91, IEC 61000-3-2, ANSI C84.1.
100 кВА трансформаторына қанша жарықдиодты көше шамы келеді?
Сұрақ100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамы100 кВА тарату трансформаторына оның жылу сыйымдылығынан, кернеу төмендеуі шектеулерінен немесе қорғаныс құрылғыларының үйлесімділігінен асып кетпей қосуға болатын жарықдиодты шамдардың максималды санын білдіреді. Дәстүрлі жоғары қысымды натрий (HPS) шамдарынан (қуат коэффициенті 0,90 және жоғары іске қосу тоғы бар) айырмашылығы, жарықдиодты жүргізушілер жоғары қуат коэффициентіне (0,95-тен 0,98-ге дейін) және төмен тұрақты токқа ие, бірақ айтарлықтай іске қосу тоғы бар (тұрақты токтан 3-10 есе, 2-10 мс). Сан мына формула бойынша есептеледі: (трансформатордың номиналды қуаты ВА) / (бір шамға арналған жарықдиодты жүргізушінің ВА) × төмендету коэффициенті. 100 кВА трансформатор үшін типтік жарықдиодты жүргізушінің ВА (150 Вт жарықдиодты шам, PF 0,95) = 150 / 0,95 = 158 ВА. Теориялық максимум = 100 000 / 158 = 632 шам. Практикалық максимум (80% жүктеме) = 505 шам. Қосымша шектеулерге мыналар жатады: (1) ажыратқышты үйлестіру (іске қосу тоғы жалған ажыратуды тудыруы мүмкін), (2) кернеу төмендеуі (ұзын тізбектер үшін) және (3) гармоникалар (трансформатордың номиналдық мәнінен тыс қызуына әкелуі мүмкін). Инженерия және сатып алу үшін 20-25 пайыздық жобалық маржа ұсынылады (150 Вт жарықдиодты шамдар үшін 100 кВА трансформаторға 400-450 шам). Дереккөз: IEEE C57.91, IEC 61000-3-2, ANSI C84.1.
Жарық санына әсер ететін техникалық сипаттамалар
Есептеу кезінде100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамыкелесі техникалық параметрлер маңызды
| Параметр | Типтік мән | Инженерлік маңыздылығы | |
|---|---|---|---|
| Жарықдиодты драйвердің қуат коэффициенті (PF) | 0,90-дан 0,98-ге дейін (әдетте 0,95) | Жоғары PF бірдей нақты қуат (W) үшін көрінетін қуатты (VA) азайтады. PF 0,95 болатын жарықдиодты драйвер: VA = W / 0,95. Дереккөз: IEC 61000-3-2. | |
| Жарықдиодты драйвердің тиімділігі (η) | 87-ден 93 пайызға дейін (әдетте 90 пайыз) | Кіріс қуаты (Вт) = Жарықдиодты қуат (Вт) / η. 150 Вт жарықдиоды үшін 90% тиімділік → кіріс 167 Вт. VA = 167 Вт / PF. Дереккөз: DOE драйвер стандарттары. | |
| Жалпы гармоникалық бұрмалану (THD) | ≤15 пайыз (EN 61000-3-2 C класы) | Жоғары THD (>30 пайыз) трансформатордың қызуын (құйынды ток шығындары) арттырады және трансформатордың қуатын төмендетуді қажет етуі мүмкін. Дереккөз: IEC 61000-3-2. | |
| Іске қосу тогы (ең жоғары мәні, ұзақтығы) | Тұрақты токтан 3-10 есе, 2-10 мс | Көптеген шамдар бір уақытта қосылса, іске қосу ажыратқыштарды (C-қисығы) істен шығаруы мүмкін. Кезекті іске қосуды (0,5 сек кідіріс) немесе H-қисығы ажыратқыштарды пайдаланыңыз. Дереккөз: IEC 60898. | |
| Шың коэффициенті (ең жоғары / RMS ток) | ≤1,7 (IEC 61000-3-2) | Жоғары шың коэффициенті трансформатордың қызуын арттырады (өзектің қанығуы). Дереккөз: IEC 61000-3-2. | |
| Трансформатордың жүктеме шегі (үздіксіз) | Номиналды кВА-ның 80-85 пайызы (IEEE C57.91) | Трансформаторларды қысқа мерзімге (апаттық жағдайда) шамадан тыс жүктеуге болады, бірақ үздіксіз жүктеме >80% қызмет мерзімін қысқартады (оқшаулаудың қартаюы). Дереккөз: IEEE C57.91. | |
| Кернеудің төмендеу шегі (ANSI C84.1 бойынша) | Жалпы 5 пайыз (қызмет көрсету пунктінен жүктемеге дейін), тармақтық тізбек үшін 3 пайыз | Ұзын тізбектер (>500 м) шамдардағы кернеуді сақтау үшін үлкен сым өлшемін немесе таратылған трансформаторларды қажет етуі мүмкін. Дереккөз: ANSI C84.1. | |
| Жүйе кернеуі (бір фазалы немесе үш фазалы) | 120В, 208В, 240В, 277В (бір фазалы); 208Y/120В, 480Y/277В (үш фазалы) | Үш фазалы трансформаторлар (мысалы, 480В бастапқы, 277В екінші реттік) көше жарықтандыру үшін жиі қолданылады (277В токты 120В-пен салыстырғанда 43%-ға азайтады). Дереккөз: IEEE C57.91. |
LED драйверлері мен трансформаторлардың материалдық құрылымы мен құрамы
Өнімділігі 100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамы жүргізуші мен трансформатордың конструкциясына байланысты.
| Құрамдас | Материал | Функция | Жарық санына әсері |
|---|---|---|---|
| LED драйвері (кіріс сатысы – белсенді PFC) | MOSFET, диодтар, индуктор, басқару чипі (белсенді қуат коэффициентін түзету) | Айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіреді, PF ≥0,95 сақтайды, THD ≤15 пайызға дейін төмендетеді. Белсенді PFC драйверлері жарық санын көбейтуге мүмкіндік береді (бір жарыққа VA аз). Дереккөз: IEC 61000-3-2. | |
| LED драйвері (пассивті PFC) – ұсынылмайды | Конденсатор + индуктор (пассивті сүзгі), төмен PF (0,85-тен 0,90-ға дейін), жоғары THD (>30 пайыз) | Төмен PF бір жарыққа VA-ны арттырады (жарық санын 10-20 пайызға азайтады). Пассивті PFC драйверлері көше жарықтандыру үшін ескірген. Дереккөз: IEC 61000-3-2. | |
| Трансформатор өзегі (тарату трансформаторы) | Дәнді бағытталған кремнийлі болат (M4 немесе M6 маркасы) | Кернеу түрлендіруге арналған магниттік өзек. Төмен шығынды өзек жүктемесіз шығындарды азайтады (тиімділікті арттырады). Дереккөз: IEEE C57.12.00. | |
| Трансформатор орамасы (мыс немесе алюминий) | Мыс (жоғары өткізгіштік) немесе алюминий (төмен құны, үлкен өлшемі) | Мыс орамалары I²R шығындарын азайтады (тиімдірек), бұл жоғары үздіксіз жүктемеге мүмкіндік береді (аз деноминация). Дереккөз: IEEE C57.91. | |
| Ажыратқыш (термомагниттік) | C-қисығы (стандартты), D-қисығы (жоғары іске қосу тогы) немесе H-қисығы (ЖЭД жарықтандыру) | ЖЭД драйверлерінің іске қосу тогы C-қисығы ажыратқыштарын істен шығаруы мүмкін. H-қисығын (ЖЭД үшін арнайы) немесе кезекті іске қосуды (кешіктірулер) қолданыңыз. Дереккөз: IEC 60898. |
ЖЭД шамдарының санын кезең-кезеңмен есептеу
Саны 100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамы келесідей есептеледі:
Жарықдиодты драйвердің кіріс қуатын анықтау (Вт):Кіріс қуаты (Вт) = Жарықдиодтың қуаты (Вт) / драйвердің тиімділігі (η). Мысалы: 150 Вт жарықдиод, 90% тиімді драйвер → кіріс қуаты = 150 / 0,90 = 167 Вт.
Бір шамға арналған көрінетін қуатты (ВА) есептеу:VA = кіріс қуаты (Вт) / қуат коэффициенті (PF). Мысалы: 167 Вт / 0,95 PF = 176 VA бір шамға.
Теориялық максимумды есептеу (жеңілдіксіз): Теориялық саны = трансформатордың номиналды қуаты (VA) / бір шамға кететін VA. 100 000 VA / 176 VA = 568 шам. Дереккөз: IEEE C57.91.
Трансформатордың үздіксіз жүктеме жеңілдігін қолдану (80 пайыз): 80 пайыз теориялық = 568 × 0,80 = 454 шам (қауіпсіз үздіксіз жұмыс). Дереккөз: IEEE C57.91.
Кернеу төмендеуін түзетуді қолдану (егер тізбек ұзындығы >500 м болса): Ұзын тізбектер үшін (>500 м, 14 AWG сым), кернеу төмендеуі 3 пайыздан асуы мүмкін, бұл трансформаторға келетін шамдар санын азайтуды немесе сымның үлкенірек өлшемін қажет етеді. Кернеу төмендеуі калькуляторын пайдаланыңыз: максимум шамдар = (рұқсат етілген кернеу төмендеуі × кернеу × сым өлшемі) / (қашықтық × бір шамға кететін ток).
Кіріс тогын үйлестіруді қолдану (кезекті іске қосу):Егер барлық шамдар бір уақытта қосылса, іске қосу тогы (тұрақты күйден 5 есе, 10 мс) негізгі ажыратқышты істен шығаруы мүмкін. Кезекті қосу (топтар арасында 0,5 секунд) көбірек шамдарды қосуға мүмкіндік береді. Бір уақытта қосу үшін 100 кВА трансформаторға 200-ден 300-ге дейін шаммен шектеліңіз (ажыратқыш түріне байланысты). Дереккөз: IEC 60898.
Жетек сапасы бойынша жарықдиодты шамдар санын салыстыру
Саны 100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамы жетек сапасына қарай өзгереді (PF және тиімділік).
| Жетек түрі | Қуат коэффициенті (PF) | Тиімділік (η) | 150 Вт жарықдиодты шамға шаққандағы ВА | 100 кВА (80% жүктеме) үшін шамдар саны | Салыстырмалы шам саны | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Премиум жетек (белсенді PFC, жоғары тиімділік) | 0,98 PF | 93 пайыз | (150/0,93)/0,98 = 164 ВА | 100 000 / 164 = 610 × 0,8 = 488 шам | 100 пайыз базалық деңгей | |
| Стандартты драйвер (белсенді PFC) | 0,95 PF | 90 пайыз | (150/0,90)/0,95 = 175 ВА | 100 000 / 175 = 571 × 0,8 = 457 шам | Базалық деңгейдің 94 пайызы | |
| Бюджет драйвері (пассивті PFC, төмен тиімділік) | 0,88 PF | 85 пайыз | (150/0,85)/0,88 = 200 ВА | 100 000 / 200 = 500 × 0,8 = 400 шам | Базалық деңгейдің 82 пайызы |
100 кВА трансформатордың көше жарықтандырудағы өнеркәсіптік қолданылуы
Есептеу100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамыжобаның ауқымына қарай өзгереді:
Қалалық көше жарықтандыру (қалалық, тығыз): 150 Вт жарықдиодты шамдар 30 м аралықпен орнатылған (шам. 33 шам/км). 100 кВА трансформатор 450 шамды қамтамасыз етеді, 13,6 км (450 / 33 = 13,6 км). 277 В жүйесін қолданыңыз (төмен ток, ұзақ қашықтық). Үш фазалы трансформатор (480 В бастапқы, 277 В қайталама). Дереккөз: ANSI C84.1.
Автомагистральдық жарықтандыру (ауылдық, ұзақ аралық): 200 Вт жарықдиодты шамдар 40 м аралықпен орнатылған (шам. 25 шам/км). 100 кВА трансформатор 400 шамды қамтамасыз етеді, 16 км. 480 В жүйесін қолданыңыз (үлкен аралық, ұзақ қашықтық).
Автотұрақ жарықтандыруы (коммерциялық): 100 Вт жарықдиодты шамдар, 277 В жүйесі, 100 кВА трансформаторға 400 шам. Төмен қуатты шамдар көбірек бірліктерге мүмкіндік береді (шамамен 600 шам).
Өнеркәсіптік парк жарықтандыру (аралас биік мачталы және бағаналы шамдар):200W, 300W және 400W жарықдиодты шамдардың қоспасы. Әрбір шам үшін орташа өлшенген VA есептеңіз. Мысал: 200W (әрқайсысы 222 VA) 100 шам + 400W (әрқайсысы 444 VA) 50 шам = жалпы VA 44,400 VA → 100 кВА шегінен (80% жүктемеде 80,000 VA) аспайды.
HPS-ті жарықдиодты шамға ауыстыру (қолданыстағы трансформатор сыйымдылығы): HPS 250W (шамамен VA 280, PF 0.90). Жарықдиодты шам 100W (шамамен VA 117). 100 HPS шамына (28,000 VA) қызмет ететін қолданыстағы трансформатор 100 × (280/117) = 239 жарықдиодты шамға қызмет ете алады → трансформатор сыйымдылығы босатылады. Дереккөз: IEEE C57.91.
Жалпы салалық мәселелер және инженерлік шешімдер
Далалық деректер төрт жалпы мәселені анықтайды:100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамы.
Мәселе: Барлық жарықдиодты шамдар кешке қосылғанда (бір мезгілде іске қосу) негізгі ажыратқыш істен шығады.
Негізгі себеп: Әрбір драйвер үшін іске қосу тогы (тұрақты күйден 5-10 есе). 400 шам үшін тұрақты күй тогы = 400 × (150W / 277V) = 216A. Іске қосу тогы = 5 × 216A = 1,080A 10 мс ішінде. C-қисығы ажыратқышы істен шығуы мүмкін (магниттік істен шығу 5-10 есе номиналды). Дереккөз: IEC 60898.
Шешім: Кезекті іске қосуды қолдану (шамдарды 4-6 аймаққа топтап, 0,5-1 секунд кідіріс беру). H-қисығы (LED-ге арналған) ажыратқыштарды қолдану (магниттік ажырату 10-20 есе номиналды). Әр драйверге кіріс ток шектегіштерін (NTC термисторлар) орнату.Мәселе: Трансформатор сыйымдылығы жеткілікті болса да, ең алыс шамдарда кернеудің төмендеуі (күңгірттену немесе жыпылықтау).
Негізгі себеп: Тізбек ұзындығы тым ұзын (>1 000 м) және сым қимасы кішкентай (14 AWG). 277В, 216А, 1 000 м, 14 AWG (100 м-ге 2,525 Ом) кезінде кернеудің төмендеуі = 5,4 пайыз (3 пайыздық шектен асады). Дереккөз: ANSI C84.1.
Шешім: Негізгі беру желісі үшін үлкен сым қимасын (2 AWG немесе 1/0 AWG) қолдану. Бір 100 кВА орнына бірнеше кішірек трансформаторларды (мысалы, әр 500 м сайын 50 кВА) орнату. Кернеуді 480В-қа дейін арттыру (токты 42 пайызға азайтады).Мәселе: Есептелген жүктеме 80 пайыз кВА ішінде болса да, трансформатордың қызып кетуі (80°C жоғарылаудан асуы).
Негізгі себеп: ЖЭҚ драйверлерінің гармоникалық токтары (ТГС >30 пайыз) трансформатордағы құйынды ток шығындарын арттырады (қосымша қызу). Жарықтандыру жүктемелері үшін стандартты K-факторлы трансформатор (K-4) қажет. Дереккөз: IEEE C57.110.
Шешім: ЖЭҚ жарықтандыру жүктемелері үшін K-факторлы трансформаторды (K-4, K-9 немесе K-13) тағайындаңыз. Қолданыстағы трансформатор үшін гармоникалық сүзгіні қосыңыз немесе K-рейтингті қондырғымен ауыстырыңыз. ТГС өлшеңіз; егер 15 пайыздан жоғары болса, трансформатордың қуатын төмендету керек (мысалы, ТГС 30 пайыз болатын 100 кВА трансформатор тиімді 85 кВА).Мәселе: Бір трансформатордағы басқа жүктемелер (кондиционерлер, лифттер) іске қосылғанда ЖЭҚ шамдары жыпылықтайды.
Негізгі себеп: Қозғалтқыштың іске қосу кезіндегі кернеу төмендеуі (жұмыс тогынан 5-6 есе) ЖЭҚ драйверінің кернеу төмендеуінен қорғаныс (UVLO) іске қосылуына әкеледі. Драйвер өшіп қалуы немесе жыпылықтауы мүмкін. Дереккөз: IEC 61000-3-3.
Шешім: Жарықтандыру тізбегін қозғалтқыш жүктемелерінен бөлу (жарықтандыруға арналған арнайы трансформатор). Кең кіріс кернеу диапазоны (90-305 В) және өтпелі қабілеті (ұстау уақыты ≥100 мс) бар LED драйверлерін пайдалану. Маңызды жарықтандыру үшін желілік реактор немесе UPS орнату.
Тәуекел факторлары және алдын алу стратегиялары
Тәуекелдерді анықтау кезінде азайту100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамыинженерлік белсенділікті талап етеді.
Трансформаторды шамадан тыс жүктеу (80 пайыздық үздіксіз жүктемеден асып кету):Алдын алу: Нақты ВА өлшеу үшін қуат өлшегішті пайдалану (тек атаулы тақтайша емес). LED драйверлері үшін ВА = (LED қуаты / η) / PF. Болашақ кеңейту үшін 20 пайыздық маржа қосу. Трансформатор температурасын бақылау (В класы оқшаулау үшін орама температурасы ≤105°C). Дереккөз: IEEE C57.91.
Жоғары іске қосу тогы жалған ажыратуды тудырады:Алдын алу: Кезекті іске қосуды пайдалану (шамдарды уақыт кідірісі релелері бар аймақтарға топтастыру). Жұмсақ іске қосу (кіріс тогын азайту, тұрақты күйден 2 есе) бар драйверлерді таңдау. Жарықдиодты тізбектер үшін H-қисықты автоматты ажыратқыштарды (номиналдың 10-20 есе) пайдалану. Дереккөз: IEC 60898.
Трансформатордың номиналдық мәнінен асатын гармоникалық бұрмалану (K-фактор):Алдын алу: IEC 61000-3-2 С сыныбы бойынша THD ≤15 пайыз болатын жарықдиодты драйверлерді таңдау. Жарықтандыру тізбектері үшін K-факторлы трансформаторды (K-4, K-9 немесе K-13) пайдалану. Қуат сапасын талдағышпен THD өлшеу; егер >15 пайыз болса, гармоникалық сүзгіні қосу. Дереккөз: IEEE C57.110.
Тізбектің соңындағы кернеудің төмендеуі (шамдардың күңгірттенуі):Алдын алу: Ең нашар жағдайдағы шам үшін (ең алыс) кернеудің төмендеуін есептеу. 120В орнына 277В пайдалану (токты 57 пайызға азайтады). Таратылған трансформаторларды пайдалану (мысалы, әр 300 м сайын 25 кВА). Сым өлшемін ұлғайту (6 AWG немесе одан үлкен). 277В, 2 AWG үшін тізбек ұзындығын 500 м-мен шектеу. Дереккөз: ANSI C84.1.
Көше жарықтандыруына арналған жарықдиодты шамдар үшін трансформатор мен драйверлерді қалай таңдау керек: Сатып алу нұсқаулығы
Сатып алу менеджерлері мен электр инженерлеріне арналған, осы тізімді пайдаланыңыз100 кВА трансформаторға қанша жарықдиодты көше шамы:
Жалпы VA жүктемесін есептеңіз:Жарықдиодты драйвердің кіріс қуаты = Жарықдиодты ватт / драйвер тиімділігі. VA = кіріс қуаты / қуат коэффициенті. Мысал: 150 Вт жарықдиод, 90% тиімділік, 0,95 PF → VA = (150/0,90)/0,95 = 176 VA бір шамға. Жалпы VA = 176 × шамдар саны. Дереккөз: IEC 61000-3-2.
Тиісті жүктеме маржасымен трансформаторды көрсетіңіз: Трансформатордың kVA = (жалпы VA) × 1,25 (80 пайыз жүктеме) таңдаңыз. 450 шам × 176 VA = 79 200 VA (79 kVA) үшін. 100 kVA трансформаторды таңдаңыз (79 kVA × 1,25 = 98,8 kVA → 100 kVA пайдаланыңыз). Дереккөз: IEEE C57.91.
Жарықдиодты жүктемелер үшін K-факторлы трансформаторды көрсетіңіз: K-4 минимум қажет (жоғары гармоникалық мазмұн үшін K-9 ұсынылады). K-факторлы трансформаторлардың бейтарап сымдары үлкейтілген және құйынды ток шығындары азайтылған. Дереккөз: IEEE C57.110.
Жарықдиодты драйверге қойылатын талаптарды көрсетіңіз:Қуат коэффициенті ≥0,95, ПӘК ≥90 пайыз, THD ≤15 пайыз (IEC 61000-3-2 C класы). Іске қосу тогы ≤5 × тұрақты күй, жұмсақ іске қосу опциясы. Кең кіріс кернеу диапазоны (90-305В айнымалы ток). Дереккөз: IEC 61000-3-2.
Іске қосу үйлестіруі үшін ажыратқыштарды көрсетіңіз: H-қисық (жарықдиодты арнайы) ажыратқыштарды магниттік іске қосу 10-20× номиналды токқа орнатылған күйде пайдаланыңыз. Үлкен топтар үшін (>200 шам), ретті іске қосу релелерін пайдаланыңыз (0,5 секунд аралықпен). Дереккөз: IEC 60898.
ANSI C84.1 бойынша кернеу төмендеуінің шектерін көрсетіңіз: Трансформатордың екінші реттік орамынан ең алыс шамға дейінгі жалпы кернеу төмендеуі ≤5 пайыз (3 пайыз тармақтық тізбек, 2 пайыз беру желісі). Кернеу төмендеуінің калькуляторын пайдаланыңыз; сым өлшемін сәйкесінше таңдаңыз (500 м, 277В, 200А үшін 6 AWG). Дереккөз: ANSI C84.1.
Үлкен жобалар үшін үлгі сынау (>500 шам):Сынақ тізбегіне ұзындығы ең ұзын болатын 50 шамды орнатыңыз. Тұрақты ток күшін, іске қосу тогын (осциллограф), кернеу төмендеуін және THD өлшеңіз. Трансформатор жүктемесінің (VA) есептеуге сәйкестігін тексеріңіз. Егер өлшенген VA есептелгеннен 10 пайыздан асса, дизайнды түзетіңіз.
Кепілдік және құжаттама:Трансформаторға 20 жыл, драйверге 5 жыл кепілдік сұраңыз. Драйвер сынақ есептерін (PF, тиімділік, THD, іске қосу тогы) талап етіңіз. K-факторлы трансформатор сынақ есебін (IEEE C57.110) сұраңыз. Дереккөз: IEEE C57.110.
Инженерлік іс-зерттеу
Жоба түрі:Қалалық көше жарығын жаңарту (250W HPS 150W LED-пен ауыстыру) – 10 км жол, 300 шам (аралығы 33 м).
Орналасқан жері:Техас, АҚШ (ыстық климат, 277V жүйесі, 100 кВА трансформатор бар).
Қолданыстағы HPS жүйесі:100 кВА трансформатор 200 HPS шамына қызмет етеді (әрқайсысы 250W, PF 0.90). HPS үшін VA = 250W / 0.90 = 278 VA. Жалпы VA = 200 × 278 = 55,600 VA (56 кВА). Трансформатор 56 пайыз жүктемемен жұмыс істейді.
LED жаңарту есебі:150 Вт жарықдиодты шам, жүргізушінің ПӘК 90%, PF 0,95 → VA = (150/0,90)/0,95 = 175 VA бір шамға. Қолданыстағы трансформатор (100 кВА) (100 000 × 0,80) / 175 = 457 шамды қамтамасыз ете алады (теориялық максимум). Нақты жаңғырту: 300 жарықдиодты шам (300 × 175 = 52 500 VA) – трансформатор жүктемесі 52,5 кВА (52,5 пайыз).
Нәтижелер мен артықшылықтар:Трансформатор қазір 52,5 пайыз жүктемемен жұмыс істейді (80 пайыздан әлдеқайда төмен). Кернеудің төмендеуі 2,2 пайызды құрады (3 пайыздық шектеуде). Кезекті іске қосу кезіндегі кіріс тогы (3 аймақ, 1 сек кідіріс) – ажыратқыш істен шықпайды. THD 12 пайызды құрады (қолайлы). Энергия үнемдеу: 250 Вт HPS → 150 Вт жарықдиодты шам (40 пайызға төмендеу) × 300 шам × жылына 4 000 сағат = жылына 120 000 кВт/сағ үнемделеді. Трансформатордың қызмет ету мерзімі ұзартылады (төмен жүктеме температураны төмендетеді). Қала қазір 100 кВА трансформаторды 450 жарықдиодты шамға (150 Вт) дейін пайдаланады. Дереккөз: Жобаны пайдаланудан кейінгі бағалау, IEEE C57.91, IEC 61000-3-2, ANSI C84.1.
Жиі қойылатын сұрақтар бөлімі
С: 100 кВА трансформатор қанша 150 Вт жарықдиодты көше шамын қуаттай алады?
A: Теориялық максимум: 100 000 ВА / 176 ВА шамға = 568 шам. Практикалық (80% жүктеме): 454 шам. Кернеу төмендеуі мен іске қосу токтары үшін қосымша төмендету шамдар санын 400-ден 450-ге дейін азайтуы мүмкін. Дереккөз: IEEE C57.91.С: ЖЭШ (LED) және НЖШ (HPS) үшін трансформатор жүктемесінің айырмашылығы неде?
A: ЖЭШ драйверлерінің қуат коэффициенті жоғары (0,95-ке қарсы 0,90) және ваттқа шаққандағы ВА төмен (150 Вт ЖЭШ үшін 176 ВА-ға қарсы 250 Вт НЖШ үшін 278 ВА). 100 кВА трансформатор 454 ЖЭШ шамын немесе 200 НЖШ шамын (екі еседен астам) қуаттай алады. Дереккөз: IEEE C57.91.С: Қуат коэффициенті шамдар санына қалай әсер етеді?
A: Төмен қуат коэффициенті бірдей нақты қуат (Вт) үшін көрінетін қуатты (ВА) арттырады. 150 Вт ЖЭШ үшін, ҚК 0,95 → ВА 158; ҚК 0,85 → ВА 176 (11 пайызға аз шам). ҚК ≥0,95 көрсетіңіз. Дереккөз: IEC 61000-3-2.С: ЖЭШ драйверінің іске қосу тогы трансформатордың өлшеміне әсер ете ме?
A: Кіріс ток (2-10 мс ішінде 3-10 есе тұрақты ток) трансформатордың үздіксіз номиналды қуатына әсер етпейді, бірақ ажыратқыштарды істен шығаруы мүмкін. Тізбекті іске қосу немесе H-қисық ажыратқыштарды пайдаланыңыз. Трансформатор қысқа мерзімді кіріс токты қуатты төмендетпей өңдей алады. Дереккөз: IEC 60898.С: K-факторлы трансформатор дегеніміз не және ол неліктен жарықдиодты жарықтандыру үшін қажет?
A: K-факторлы трансформатор гармоникалық токтарды (жарықдиодты драйверлерден, VFD-ден) қызып кетпей өңдеуге арналған. Жарықдиодты жүктемелер K-4 немесе K-9 трансформаторын қажет етеді. Стандартты трансформатор THD 15 пайыздан жоғары болғанда қызып кетуі мүмкін. Дереккөз: IEEE C57.110.С: Жарықдиодты шамдар үшін трансформатордың 80 пайыздық жүктемесінен асып кетуге бола ма?
A: Үздіксіз жұмыс үшін емес (түнгі 12 сағат көше жарығы). 80 пайыздық жүктеме (IEEE C57.91) трансформатор температурасының оқшаулау класының шегінде (65°C көтерілу) көтерілуін қамтамасыз етеді. 80%-дан асып кету трансформатордың қызмет ету мерзімін қысқартады (10°C жоғарылау қартаю жылдамдығын екі есе арттырады). Дереккөз: IEEE C57.91.С: Жүйе кернеуі (120В және 277В) шамдар санына қалай әсер етеді?
A: Төмен кернеу токты арттырады (бірдей ВА үшін), бұл кернеудің төмендеуін жоғарылатады. 277В үшін ток = ВА / 277; 120В үшін ток = ВА / 120 (2,3 есе жоғары). 277В ұзағырақ тізбектерге (төмен кернеу төмендеуі) және трансформаторға көбірек шамдарға (сым шығынын азайту) мүмкіндік береді. Дереккөз: ANSI C84.1.С: Жарықдиодты көше шамдары үшін кернеудің төмендеуінің әдеттегі шегі қандай?
A: ANSI C84.1 жалпы 5 пайыздан аспауды ұсынады (трансформатордан ең алыс шамға дейін). Жарықдиодты драйверлер номиналды кернеудің 90% -на дейін жұмыс істейді (мысалы, 277В жүйесі үшін 249В). Кернеудің 5% -дан жоғары төмендеуі жыпылықтауға немесе өшіруге әкелуі мүмкін. Дереккөз: ANSI C84.1.С: Аралас жарықдиодты қуаттар үшін жалпы ВА-ны қалай есептеуге болады?
A: Жеке ВА-ны қосыңыз: Σ = (жарықдиодты қуат / драйвер тиімділігі / қуат коэффициенті). Мысал: 100 Вт (100/0,9/0,95=117 ВА), 150 Вт (175 ВА), 200 Вт (234 ВА). Жалпы ВА = 117 + 175 + 234 = 526 ВА үш шам үшін. Дереккөз: IEC 61000-3-2.С: 500 жарықдиодты шамға (әрқайсысы 150 Вт) 100 кВА трансформаторды қолдануға бола ма?
A: Теориялық 500 × 176 ВА = 88 000 ВА (88 кВА) – 100 кВА рейтингі шегінде. Алайда, 88 пайыздық жүктеме ұсынылған 80 пайыздық үздіксіз жүктемеден (IEEE C57.91) асады. Трансформатор қызып кетуі мүмкін (40°C көтерілуіне қарсы 65°C рұқсат етілген). 500 шам үшін 125 кВА трансформаторды пайдаланыңыз. Дереккөз: IEEE C57.91.
Техникалық қолдау немесе баға ұсынысын сұраңыз
Электр инженерлері мен муниципалдық сатып алу менеджерлері үшін сіздің LED қуатын, жүргізуші сипаттамаларын (PF, тиімділік, THD, іске қосу тоғы), тізбек ұзындықтарын және қолданыстағы трансформатор сыйымдылығын қарау үшін техникалық қолдау қолжетімді. Ірі көше жарықтандыру жобалары үшін K-факторлы трансформаторларға (100 кВА, K-4-тен K-13-ке дейін), PF ≥0,95 және жұмсақ іске қосуы бар LED жүргізушілеріне және H-қисықты автоматты ажыратқыштарға баға ұсынысын сұраңыз.
Автор туралы
Бұл нұсқаулықты Солтүстік Америка, Еуропа және Азия бойынша муниципалды көше жарықтандыру, тас жол жарықтандыру және автотұрақ жобалары үшін тарату трансформаторлары мен LED драйверлерін жобалау және нақтылау саласында 15 жылдан астам тәжірибесі бар электр жүйелері инженерлері мен жарықтандыру инфрақұрылымы мамандары жазды. Барлық ұсыныстар IEEE C57.91, IEEE C57.110, IEC 61000-3-2, IEC 60898 және ANSI C84.1 стандарттарына сәйкес келеді.
