Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Электрические аппараты | Электрические машины
Автоматизация | Робототехника | Возобновляемая энергетика | Тренды, актуальные вопросы | Научно-популярные статьи | Контакты



Свет предоставляет бесконечное количество способов создать определенную атмосферу в помещении и на улице, повлиять на настроение людей, выделить определенные объекты или обеспечить безопасность. В профессиональной сфере он вносит важный вклад в создание здоровой, продуктивной и эффективной рабочей среды. Дизайн освещения, его гибкость, энергоэффективность, практическая применимость и долговечность играют важную роль в коммерческих и общедоступных помещениях.

 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / База знаний / Электрическое освещение / Влияние светодиодного освещения на качество электроэнергии


 Школа для электрика в Telegram

Влияние светодиодного освещения на качество электроэнергии


Сегодня в качестве источников света все шире и шире применяются светодиоды. И это не удивительно, ведь по светоотдаче они в 10 раз превосходят лампы накаливания и примерно вдвое люминесцентные лампы.

Таким образом, экономичность светодиодов уже ни у кого не вызывает сомнений. Кроме того:

  • светодиодные источники света лишены мерцания, вредного для нервной системы людей;
  • они экологически безопасны, имеют весьма продолжительный срок службы, измеряемый десятками тысяч часов;
  • для своей работы светодиоды не требуют высоких напряжений и температур.

Всесторонняя безопасность светодиодных источников света налицо. И, конечно же, снижается потребление электроэнергии в масштабе государств, что приводит к сбережению природных ресурсов, уменьшению вредных выбросов, связанных с промышленной генерацией электроэнергии.

Светодиодная лампа в настольном светильнике в IKEA

Однако, несмотря на очевидные плюсы, нельзя игнорировать и некоторые минусы:

  • стоимость светодиодов выше, чем у тех же ламп накаливания;
  • угол светового потока ограничен;
  • светоотдача кристалла светодиода со временем падает;
  • несовместимость со стандартным переменным сетевым напряжением приводит к требованию применения собственного импульсного преобразователя для каждого светодиодного источника света.

Ведь, как бы там ни было, имеем ли мы дело со светодиодной лентой или с набором светодиодов внутри корпуса в форме лампочки, сам светодиод нуждается в постоянным напряжении порядка вольта (или нескольких вольт, если несколько кристаллов соединены последовательно). В итоге светодиодный источник света превращается, для электрической сети переменного тока, в нелинейную нагрузку.

Такая нелинейная нагрузка вызывает появление в сети дополнительных гармонических составляющих. В итоге, когда таких источников становится слишком много, их совместное действие приводит к существенному искажению гармонического сигнала электрической сети. Иными словами, качество электроэнергии снижается.

Пониженное качество электроэнергии, из-за высокого вклада светодиодных источников света в образование высших гармоник (3, 9 и 15), ухудшает качество работы электродвигателей и трансформаторов, а также других потребителей, нуждающихся в чистом синусоидальном напряжении.

Светодиодная лампа OSRAM

Корень проблемы заключается в том, что многие производители светодиодных источников света, желая удешевить свою продукцию, начинают экономить в ущерб качеству светодиодных преобразователей. Как результат:

  • помехи и потери мощности в электросетях, повышенная нагрузка на провода;
  • нарушения в работе пускозащитной аппаратуры;
  • трансформаторы и двигатели, питаясь электроэнергией низкого качества, снижают свои нормальные КПД.

Светодиодное освещение в общественном здании

Согласно исследованиям, потери мощности от низкого качества электроэнергии в отдельных случаях могут доходить до 30%.

Если учесть, что около 25% всей потребляемой жителями городов электроэнергии приходится на освещение, то становится очевидным, что проблема поддержания качества электроэнергии в новых условиях заслуживает особого внимания. Как минимум, требуется оптимизировать схемы преобразователей светодиодных источников питания.

Светодиодное освещение на промышленном предприятии

Исследования, проведенные в 2019 году группой специалистов кафедры энергоэффективных технологий МГЭИ им. А. Д. Сахарова БГУ (Беларусь) показали, что в диапазоне рабочих напряжений от 198 до 242 вольт, типичный светодиодный источник света (типа светодиодной ленты) демонстрирует изменение полной потребляемой мощности в районе 12%, при этом коэффициент мощности данной нелинейной нагрузки находится в районе от 0,51 до 0,55.

Конечно, для повышения качества потребителя такого рода, с явно выраженным емкостным характером, необходимо применять специально спроектированные компенсирующие устройства. Это могут быть, например, индивидуальные корректоры коэффициента мощности. С ними реальную нагрузку на сеть (и на экосистему, в конечном итоге) удастся снизить до 2 раз.