补偿电容在电感式高压气体放电灯电路中的设计.doc

补偿电容在电感式高压气体放电灯电路中的设计补偿电容在电感式高压气体放电灯电路中的作用：说明补偿电容不仅可减小供电线路的工作电流，提高线路负载能力；降低线路电压损耗，提高线路末端电压；减小线路电缆设计规格，减少了控制设备因电流大而引起接点发热和使用寿命短的问题。同时提高了线路的功率因数和变压器的工作效率。一、高压气体放电灯镇流器的分类：高压气体放电灯的镇流器分两种：一种是电子式镇流器；另一种是电感式镇流器。电子镇流式高压气体放电灯是阻性负载，其镇流器由电子元件组成，这种灯具不用进行补偿，其功率因数COS接近1（大于95%）。电感镇流式高压气体放电灯是感性负载，在无补偿情况下，一般功率因数只有45%左右，必需进行补偿才能提高线路的功率因数和变压器的工作效率。二、补偿电容在供电线路中的作用：电感式高压气体放电灯是感性负载，经加装补偿电容后，可减小供电线路的工作电流，提高线路负载能力；降低线路电压损耗，提高线路末端电压；减小线路电缆设计规格，减少控制设备因电流大而引起接点发热和使用寿命短的问题。同时提高了线路的功率因数和变压器的工作效率。三、如何提高电感式高压气体放电灯功率因数电感式高压气体放电灯，提高功率因数的方法是并联电容器。并联电容器提高功率因数的方式一般有两种：第一种方式是采用集中补偿。将补偿电容安装于路灯电源控制箱内，这种补偿其优点是安装简单、方便，利用率高，缺点是不能减小控制箱输出线路上的工作电流，不能减小线路压降、不能减小电能损耗，只能对供电电网进行无功补偿。第二种方式是采用单灯分散式补偿方式。这种补偿方法是我们所普遍采用的一种补偿方法，即在每盏路灯上并联一个合适的电容器进行补偿，以减小照明线路的工作电流，减小照明线路的无功功率，降低线路上的电压损耗和电能损耗。四、补偿电容器容量的设计与选配对于一个电感式高压气体放电灯补偿电容器容量的设计，我们通过采用对镇流器两端电压，灯泡两侧电压以及输入电压的实际测量，经过实际计算，即可设计出并联补偿电容器的容量。如：现对250W高压钠灯进行功率因数补偿和设计：首先用万用表交流电压档，对无补偿电容的电路进行实测（如图1）：实测参数为：线路输入交流电压U输入=220V镇流器两端交流电压UL=199V灯泡两端交流电压UR=94V=U输入、UL、UR三个参数的关系按照三角形法即矢量和，而不是简单的代数和。即220V199V+94V（如图2）这个三角形画法是根据电感线圈电压超前电流90（电感所加电压最大时流经的电流最小，电流最小时电压最大）。对于电容来说电流超前电压90。经计算在无补偿电容时功率因数COS=UR/U输入=94/220=0.427tg= UL/UR=199/94=2.12增加补偿电容后，我们要求功率因数COS提高到0.9.根据电流矢量和I合=Ic+IL（如图3）Ic= IL sin1- I合sin sin=tgcos Ic=IL tg1cos1-I合tgcos（如图4）分路有功功率P=U输入IL cos1总电路有功功率P=U输入I合 cosILcos1=P有/ U输入 IL= P有/（ U输入cos1） I合cos= P有/ U输入 I合= P有/（ U输入cos） 将 、 代入I c = IL tg1 cos1 - I合tgcos得： Ic= P有/ U合（tg1- tg）现在要求功率因数COS提高到0.9时sin= （1- cos2）1/2=0.191/2 tg= sin/cos=0.487对于欧姆定律I = U / R , 同样适用于容抗电路I=U/XC根据电容容抗XC=1/2fC 得P有/ U合（tg- tg1）=U合/2fC C= P有（tg- tg1）/2fU2合=2.710-5（法拉）=27微法（P有=250W tg=2.12 tg1=0.487 =3.14 f=5