Уличные светодиодные светильники. Часть 5. Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Известен случай, когда жильцы одной квартиры, в которой некоторые светильники с лампами накаливания были заменены на светодиодные, оказались перед невозможностью смотреть телевизор. Причина заключалась в электромагнитных помехах, влиявших на работу телеприемников. Установленные блоки питания были разработаны компанией, производящей светильники, и не удовлетворяли требованиям не только к радиопомехам, но и к гармоническим составляющим тока. К сожалению, и сегодня многие поставщики и особенно начинающие разработчики и инсталляторы полупроводниковой светотехники не знакомы с требованиями к ЭМС, а в некоторых случаях просто закрывают глаза на известные проблемы. В России существует перечень стандартов, устанавливающих требования к ЭМС световых приборов.

Перечень стандартов ЭМС

Светильники УСС Магистраль Ш соответствуют всем этим стандартам.

Основные проблемы при сертификации светильников с импульсными блоками питания (покупными или собственной разработки) вызывают требования стандартов ГОСТ Р 51317.3.2—2006 (так называемые «гармоники») и ГОСТ Р 51318.15— 99 (радиопомехи).

ГОСТ Р 51317.3.2 устанавливает требования к гармоническим составляющим тока (на частотах, кратных 50 Гц), возникающих в электросетях из-за работы электроприборов, в том числе — импульсных источников питания. Для снижения гармоник в схеме источника предусматривают корректор коэффициента мощности. Когда корректора нет, источник потребляет ток импульсами, амплитуда которых порой в 5-10 раз больше ожидаемого среднего тока потребления.

Как правило, это приводит к искажению сигнала переменного напряжения в сети потребителя, дисбалансу трехфазных линий электропитания, просачиванию значительной части энергетического потенциала обратно в сеть. Стандарт устанавливает требования к гармоникам по четырем классам оборудования, при этом самые строгие требования у класса C — световое оборудование. ГОСТ Р 51318.15 — 99 ограничивает интенсивность радиопомех на частотах от 9 кГц до 30 МГц. При этом контролируются не только излучаемые радиопомехи, но и напряжение помех на сетевых (входных) зажимах и (в случае самостоятельного блока питания или управления) на зажимах для подключения нагрузки. Несоблюдение требований этого стандарта часто приводит к эффекту, описанному в начале (не работает другая электронная техника).

С точки зрения потребителя самым простым способом убедиться в качестве передаваемых ему изделий будет наличие обязательного или добровольного сертификата с указанными стандартами и с обязательным указанием на то, что оборудование предназначено для освещения. Хотя решения, полностью соответствующие требованиям, стоят несколько дороже, стандарты рекомендуется соблюдать. С одной стороны, они все-таки являются обязательными. С другой — это признак хорошего отношения к потребителю, который достоин качественной продукции. Уличные светодиодные светильники УСС -Магистраль соответствуют требованиям ГОСТ Р. Для примера возьмем протокол испытаний.

Протокол испытаний

ККМ устанавливается на входе импульсного источника и берёт на себя все его искажения, а для сети переменного тока импульсный источник теперь представляет линейную нагрузку. Дополнительно устанавливаются фильтры для устранения помех, которые может создавать сам ККМ.

ККМ может быть пассивным или активным. Самый простой пассивный ККМ состоит из дросселя, который устанавливается на входе источника и не позволяет меняться току импульсно. Недостатком этого решения — габариты дросселя и КПД. Габариты будут большие т. к. частота сети всего 50Гц, а низкий КПД, т.к. часть энергии будет уходить в нагрев этого дросселя. Более сложный пассивный корректор состоит из двух конденсаторов и 3 диодов. Его недостаток — большие пульсации по питанию. Не смотря на это его возможно использовать в маломощных светильниках, там где не нужно напряжение на светодиодах более 60В.

Активный ККМ — это целое устройство, основой которого является интегральная микросхема корректора мощности.

В продукции компании ФОКУС используются активные корректоры, позволяющие получить высокий КПД, порядка 97% и коэффициент мощности не менее 0.95. Компенсацию реактивной мощности в полной мере можно отнести к энергосберегающим технологиям. Повышение cos(fi) позволяет уменьшить потребление из сети активной и реактивной энергии и увеличить за счет разгрузки по мощности срок службы оборудования.

Потери в проводах и шинах пропорциональны квадрату протекающего через них тока.

Примечание: Значительное количество реактивной мощности, в настоящее время генерируется источниками освещения (люминесцентными лампами), нелинейной нагрузкой и системами приточно- вытяжной вентиляции и кондиционирования". Кроме того, качество электрической энергии на предприятиях и в офисных зданиях оставляет желать лучшего. Нередки случаи, отображения на экране анализатора сети практически меандра вместо ожидаемой синусоиды. Все это и повышенная потребляемая из сети реактивная мощности и снижение качества напряжения влечет за собой лишние расходы компании на оплату электроэнергии и ремонт выходящего из строя оборудования из-за плохого качества напряжения.

Большинство потребителей электроэнергии представляют собой электромагнитные механизмы, например электрические машины, трансформаторы, оборудование для дуговой сварки и другие, в которых переменный магнитный поток связан с обмотками.

Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе (fi) между напряжением и током. Этот сдвиг по фазе обычно увеличивается, а cos(fi) уменьшается при малой нагрузке. Например, если cos(fi) двигателей переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40. Малонагруженные трансформаторы также имеют низкий cos(fi). Поэтому, если не принять специальных мер, то результирующий cos(fi) энергетической системы будет низок и может уменьшиться до 0,50-0,70.

Общее правило: реактивную мощность надо компенсировать в месте ее возникновения. Если источником реактивной мощности является двигатель насоса или компрессора, то целесообразно ставить компенсирующие конденсаторы непосредственно в шкаф управления этими устройствами. Если реактивная мощность образуется на стороне низкого напряжения (НН), то компенсировать ее надо также на стороне НН, не допуская прохождения реактивной мощности через трансформатор. При этом следует отметить, что срок службы значительной доли силовых трансформаторов, эксплуатируемых на российских предприятиях, перешагнул 15летний рубеж. Для продления оставшегося срока службы необходимо разгрузить трансформаторы по току, что уменьшит температуру перегрева обмоток и, следовательно, уменьшит скорость старения изоляции. Известно, что уменьшение температуры перегрева обмоток на 10оС позволяет в среднем удвоить оставшийся срок службы. Учитывая значительную стоимость силовых трансформаторов, при повышении cos (fi) этот аспект, наряду с уменьшением платы за реактивную энергию, позволяет существенно улучшить экономические показатели предприятия.

Уличные светодиодные светильники УСС имеют коэффициент мощности 0,95. Применение уличных светодиодных светильников УСС снижает технические потери в сети на 3,4%.

Огромное влияние на надёжность корректора мощности, а также импульсного источника тока светодиодов оказывают электролитические конденсаторы, которые являются неотъемлемой частью их схемотехники. Ведь им приходится работать в жёстких климатических условиях. Гарантированный срок службы конденсатора, определяется производителем, как время, в течение которого интенсивность отказов не превышает установленную гарантию. Срок службы указывается для наиболее жесткой эксплуатации, то есть при максимальной температуре, максимальном напряжении и максимальном токе пульсации на этой температуре. Использование конденсатора в более мягких условиях увеличивает его реальный срок службы.

элементная база светодиодных светильников





Читайте также:
Уличные светодиодные светильники. Часть 1. Световой поток
Уличные светодиодные светильники. Часть 2. Энергоэффективность
Уличные светодиодные светильники. Часть 3. Кривая силы света
Уличные светодиодные светильники. Часть 4. Светотехнические требования
Уличные светодиодные светильники. Часть 5. Электромагнитная совместимость
Уличные светодиодные светильники. Часть 6. Защита



Романовский А.Н.
Директор по маркетингу компания «ФОКУС»