Oprawy LED, a harmoniczne

[STANCA]

Witam

Po targach w Bielsku skontaktował się ze mną przedstawiciel od którego dostałem katalog nowoczesnych opraw oświetleniowych. Zadałem pytania o badanie harmonicznych, jak też o deklarację zgodności CE. Tu wiedza się skończyła, ale obiecano odpowiedzieć mailem. Na stronie dystrybutora o deklaracji CE nic nie było, razem szukaliśmy.

Odpowiedź;
Natomiast w kwestii pomiarów harmonicznych otrzymałem tylko taką odpowiedź z naszego laboratorium:
Tak robimy badania m.in. harmonicznych prądu.
Wyników z badań nie upubliczniamy, jedyne co klient może otrzymać to deklarację zgodności na której potwierdzamy spełnienie dyrektyw i norm obowiązujących dla danego produktu, Takie są wymagania prawne.

Zgoda.

Zapytałem powtórnie po otrzymaniu kilku przykładowych deklaracji zgodności CE;
Witam
Dziękuję za przesłany materiał. Przeanalizuję to w wolnej chwili. Szkoda, że firma zapomniała o tym drobiazgu, który winien być bez pytania dostępny. Na stronie firmy szukałem bez skutku deklaracji.
Co do tajnych wyników, to jak firma nie ma nic do ukrycia i ma czym się pochwalić to chętnie pokazuje parametry, pomimo braku obowiązku.

Moje pytanie było:
czy robiono badania harmonicznych analizatorem parametrów sieci np w hali gdzie zainstalowanych zostało kilkadziesiąt, kilkaset opraw ze źródłem LED zasilanych z wewnętrznych zasilaczy i jakie są wnioski?
O tym rozmawialiśmy.


Witam,

Niestety takich badań nasza firma nie robiła.

Pozdrawiam

Tu też się zgadzam, nie musieli, ale…?

Po tej dyskusji zapraszam kolegów, którzy posiadają analizatory parametrów do zbadania harmonicznych w sieci obciążonej wieloma oprawami ze źródłami światła LED.

Wnioski mogą być bardzo ciekawe. Miałem już sygnały o sporych harmonicznych. O ile poszczególny moduł mieści się nawet parametrami w granicach normy, to jak zachowuje się kilkaset razem?

STANCA

[electrics]

Ze źródłami światła typu Led jest duży problem od strony technicznej, jednakże naswietlane są wyłącznie względy ekonomiczne. Bo faktycznie, jedno źródło zapewne mieści się ze swoimi parametrami w granicach normy, ale kilkadziesiąt, lub kilkaset, już z całą pewnością poza Normę wykracza, tyle tylko, że o tym się nie mówi, bo temat jest niewygodny. Naswietlane są plusy, a tuszowane minusy takich rozwiązań.

[STANCA]

Witam
Dziękuję kolego za zabranie głosu.

Temat nie jest obcy tym, którzy zdają sobie sprawę jak to określił kolega inny na priva:

Witaj Stanisławie,

dotknąłeś ciekawego tematu - ile jest prądu w prądzie ( parafrazując klasyka Bareję )

Co jakiś czas pojawia się ten problem na forum. Jest temat nawet od kilkunastu lat:

Projektowanie instalacji z dużym udziałem odb. nieliniowych.

Mam nadzieję, że w dzisiejszych czasach wielu kolegów posiada sprzęt do pomiarów rzeczywistego prądu. O sinusoidzie w sieci możemy zapomnieć, a harmoniczne powstające w tysiącach drobnych przetwornic w sumie już znacząco zwiększają nam prąd.

Popularne oświetlenie LED zainstalowane w dużych ilościach np na wielkiej hali przemysłowej może pobierać całkiem inny prąd jaki jest dopuszczalny dla istniejących przekrojów przewodów. Przy takiej zamianie źródeł światła, trzeba wykonać analizę i poprawnie zaprojektować.

Dalej apeluję do kolegów posiadających analizatory parametrów sieci o podzielenie się wynikami.

STANCA

[TJordan]

Witam serdecznie
Dzisiaj zrobiłem pomiar w hali, gdzie są zainstalowane 33 oprawy Philips-a typu High Bay o mocy 105 W każda. Pomiar wykonany na jednej fazie. (obciążenie rozłożone równomiernie po 11 opraw na fazę)
Pozdrawiam.
SonelPE5.pdf (29.9 KB)

[elmontjs]

Dla przykładu współczynnik THD napięcia i prądu w fazie L1 i w przewodzie N w oświetleniu LED-owym niewielkiego parkingu (wycinek ok 4 godz.). Na jedną fazę przypada ok 7 lamp.
Współczynnik THD napięciowy (niebieski wykres) na skali z lewej stony; THD prądu w L1(czerwony) i w N (brązowy) na skali z prawej strony.

[EnergoTools]

Witam,
Zamieszczam materiał (surowy) z badania liniowych źródeł światła LED. Autorem badania jest “stary bywalec” naszego forum

Prądy obciążenia:

Pobierana moc

Zwartość harmonicznych dla 48 rur zasilanych z jednej fazy

Pomiary dla układu 3 x 16 rur

[STANCA]

Witam
Ciekawe wykresy, jednak nie bardzo widać sinusoidy. Na wykresach pokazano co dzieje się w sieci przy zwielokrotnieniu odbiorników, źródeł światła LED.

Czekamy na dalsze wyniki pomiarów, może z jakiejś bardzo dużej hali?

STANCA

[elstan]

Kolego STANCA ten problem staje się coraz bardziej widoczny. I w najbliższym czasie a w niektórych rejonach Polski energetyka już zaciera ręce i nalicza kary.
Pozdrawiam z Poznania

[STANCA]

Mam kolejne donosy na priva. Oprawy oświetleniowe z systemami LED sprawiają kłopoty i ciężko dociec co się dzieje? Po prostu padają na hali masowo, a podobno są dobrej marki.

„(…) na hali mam kilkanaście obrabiarek sterowanych numerycznie lub z pełną elektroniką, to już mam oprócz odbiorów indukcyjnych dużo nieliniowych do tego dochodzą LEDy i problem gotowy.”

Tak koledzy, dzisiejsze odbiorniki zaczynają znacznie zniekształcać sinusoidę, co bywa powodem harmonicznych, które niszczą inne odbiorniki na wspólnej sieci.
Przy takich problemach bez analizatorów jakości zasilania, czy analizatorów parametrów sieci,
niewiele można zdiagnozować.

W dalszym ciągu zapraszam kolegów do podzielenia się uwagami w tym temacie, pożądane przykłady i wykresy.

STANCA

[elmontjs]

@STANCA

Oprawy oświetleniowe z systemami LED sprawiają kłopoty i ciężko dociec co się dzieje? Po prostu padają na hali masowo, a podobno są dobrej marki.
…
Tak koledzy, dzisiejsze odbiorniki zaczynają znacznie zniekształcać sinusoidę, co bywa powodem harmonicznych, które niszczą inne odbiorniki na wspólnej sieci.

Nie dajmy się ponieść emocjom , obserwuję harmoniczne w miejscach gdzie nie ma jeszcze ani jednego LEDa. To po prostu słabiej dopracowana energoelektronika w napędach , to zasilacze impulsowe a w tym i rzeczywiście oświetlenie LED (i to nie każdy producent).
W obiektach , gdzie znaczącym obciążeniem jest oświetlenie i do tego jest wykonane w technologii LED, dostrzegam inny problem, mianowicie pojemnościowy współczynnik mocy, za wystąpienie którego dostawca energi nalicza kary natychmiast .

[Sylwester]

Zasilacze do ledów w oprawach mają taką jakość , że wytrzymują tylko kilka dni , kilka miesiący , maksimum do pół roku. Cieszą się z tego sprzedawcy.

[Ramzes2]

Swego czasu naprawiałem, modyfikowałem i czasem budowałem niezliczoną ilość zasilaczy impulsowych - głównie komputerowych i serwerowych.

Dawniej, nawet najtańsze chińskie zasilacze prawie zawsze posiadały jakikolwiek filtr EMI (przeciwzakłóceniowy). Teraz to jest rzadkość. Tak samo filtry PFC (powodujące iż zasilacz zachowuje się prawie że jak obciążenie rezystancyjne lub bliżej jak żarówka wolframowa…) dwóch typów, które teoretycznie istnieją - a w praktyce widziałem tylko raz że zasilacz komputerowy ATX z napisem PFC na obudowie, rzeczywiście posiadał to prawdziwe PFC - konkretnie na osobnej płytce.

[STANCA]

Temat nie jest obcy tym, którzy zdają sobie sprawę jak to określił kolega inny na priva:



Witaj Stanisławie,



dotknąłeś ciekawego tematu - ile jest prądu w prądzie ( parafrazując klasyka Bareję )

[quote=“electrics, post:2, topic:12660, full:true, full:true”]
Ze źródłami światła typu Led jest duży problem od strony technicznej, jednakże naswietlane są wyłącznie względy ekonomiczne. Bo faktycznie, jedno źródło zapewne mieści się ze swoimi parametrami w granicach normy, ale kilkadziesiąt, lub kilkaset, już z całą pewnością poza Normę wykracza, tyle tylko, że o tym się nie mówi, bo temat jest niewygodny. Naswietlane są plusy, a tuszowane minusy takich rozwiązań.
[/quote]

Koledzy temat pozostał na bocznicy, pomimo że problemy rosną. Podzielcie się doświadczeniami z pola walki z harmonicznymi i kompensowaniem.

Koledzy w innym temacie napisali o przerabianiu opraw świetlówkowych na źródła światła LED i CO? Ktoś coś mierzył?

[quote=“electrics, post:2, topic:12660, full:true, full:true”]
Kolego STANCA ten problem staje się coraz bardziej widoczny. I w najbliższym czasie a w niektórych rejonach Polski energetyka już zaciera ręce i nalicza kary.



Pozdrawiam z Poznania
[/quote]

[quote=“electrics, post:2, topic:12660, full:true, full:true”]
(…)

W obiektach, gdzie znaczącym obciążeniem jest oświetlenie i do tego jest wykonane w technologii LED, dostrzegam inny problem, mianowicie pojemnościowy współczynnik mocy, za wystąpienie którego dostawca energii nalicza kary natychmiast .
[/quote]

Zapraszam do podzielenia się uwagami z życia do tego tematu.



STANCA

[Simcode]

Ostatnimi czasy jeśli chodzi o Ledowe źródła światła to sytuacja przypomina mi tą z afery Volkswagena z dieslami . Niby w papierach jest wszystko dobrze certyfikaty są badania są , ale jak ją biorą na laboratoryjny niezależny warsztat to czar pryska .

[STANCA]

cztery lata temu napisałeś:

[quote=“elmontjs, post:10, topic:12660, full:true, full:true”]
(…)



Nie dajmy się ponieść emocjom, obserwuję harmoniczne w miejscach gdzie nie ma ani jednej oprawy LEDa. To po prostu słabiej dopracowana energoelektronika w napędach, to zasilacze impulsowe, a w tym i rzeczywiście oświetlenie LED(i to nie każdy producent).



W obiektach , gdzie znaczącym obciążeniem jest oświetlenie i do tego jest wykonane w technologii LED, dostrzegam inny problem, mianowicie pojemnościowy współczynnik mocy, za wystąpienie którego dostawca energii nalicza kary natychmiast .
[/quote]

Dzisiaj w innym temacie napisałeś:

[quote=“elmontjs, post:10, topic:12660, full:true, full:true”]
(…)

Oczywiście odnotowałem też obiekty z mocą bierną pojemnościową dla przykładu jeden z nich to zwykły salon meblowy, gdzie właściciel tylko wymienił tradycyjne świetlówki na tuby LED …zamiast oszczędności zobaczył 1300zł za bierną pojemnościową.
[/quote]

Tak koledzy tego nie widać co się dzieje w sieci, ale na rachunku już tak i to boli.

Jak widać z przedstawionych przykładów oświetlenie energooszczędne nie zawsze musi dawać oszczędności finansowe.

Jak klient chce mieć oszczędności to należy wziąć pod uwagę wszystkie aspekty. Kompensacja to często spory problem finansowy.



STANCA

[elmontjs]

[quote=“STANCA, post:15, topic:12660, full:true, full:true”]
Kompensacja to często spory problem finansowy.
[/quote] Na potwierdzenie dodam tylko, że zwrot odpowiedniego urządzenia kompensującego (dobór, budowa i montaż) zwraca się mniej więcej dopiero po 6-12 miesiącach.

[DesignMaintenance]

Rozważając zagadnienie mocy biernej przy silnie odkształconych prądach należy zacząć od tego, że nie istnieją obecnie liczniki mocy biernej dostosowane do pomiaru energii w warunkach odkształceń. Dwie normy: PN-EN 620053-23 i PN-EN 62053-24 dotyczące statycznych liczników energii biernej klas odpowiednio: 2 i 3 oraz 0,5S, 1S i 1 przedstawiają różne podejście do zagadnienia, przy czym obie deklarują że pomiar dotyczy jedynie przebiegów o częstotliwości podstawowej. Różnica polega na tym że norma PN-EN 62053-24 określa przynajmniej jednoznacznie to co ma być mierzone:
Q=UL1IL1sin(fiL!) + UL2IL2sin(fiL2)+…
gdzie cyferki oznaczają numer fazy a wielkości są harmonicznymi podstawowymi. Norma ta zawiera także w programie badań licznika badanie wpływu harmonicznych na dokładność pomiaru (bardzo ograniczone uwzględniające w teście jedynie harmoniczną rzędy 5 dla której sin(fi5)= 1)
Norma PN-EN 620053-23 nie dość że nie zawiera wzoru na podstawie którego moc bierna ma być obliczana (co przy zawartej w niej uwadze że:
“z przyczyn praktycznych niniejsza norma jest oparta na konwencjonalnej definicji energii biernej sinusoidalnych prądów i napięć zawierających tylko częstotliwość podstawową”
powoduje że np. obliczanie tej mocy z zależności:
Q=pierwiastek(S^2-P^2) również będzie z nią zgodne)
to nie zawiera żadnych badań wpływu odkształceń na dokładność pomiaru.
Należy zwrócić uwagę na fakt, że przypadki jakie są tu rozpatrywane dotyczą głównie odbiorów o dość małych mocach przyłączeniowych, które objęte będą pomiarami grup taryfowych C lub też “słabszych” grup taryfowych B dla których wymagania odnośnie klasy licznika energii biernej biernej są kiepskie, a więc zawsze będziemy mieli do czynienia z licznikami które nie wiadomo co mierzą. Są publikacje prezentujące wyniki badań z których wynika że błąd pomiaru może wynosić ponad 40%.
Skuteczna kompensacja mocy biernej musi uwzględniać sposób pomiaru tej mocy przez licznik.
Robiłem przed laty badania obciążenia obiektu dużego handlowego (market Saturn) w związku z tym że zarzucono projektantowi i wykonawcy układu kompensacji iż jest on nieskuteczny. Obiekt płacił między innymi sporo za pobór energii pojemnościowej.
Wykonywałem rejestracje mocy i energii a także odkształceń rejestratorem który rejestrował i energie: czynną, bierną, odkształceń i pozorną zgodnie z teorią Budeanu. Rejestracje wykazały że moc bierna jest znacznie mniejsza od mocy odkształceń a energii pojemnościowej było znacznie mniej niż wynikało to z faktur. Porównanie wyników moich rejestracji z wielkościami energii na fakturach rozliczeniowych wskazywało, że energia bierna była rejestrowana w taki sposób, że wszystko poza energią czynną była zapisywane w rejestrze mocy biernej o znaku odpowiadającym znakowi energii biernej harmonicznej podstawowej. Tym samym ciężki “worek” mocy odkształceń był przerzucany z jednego licznika do drugiego po zmianie znaku stosunkowo niewielkiej mocy biernej.
Zaznaczam że spotykały się tam trzy urządzenia mierzące moc i energię:

• licznik energii zabudowany po stronie SN transformatora zasilającego obiekt,
  
  
  
• regulator baterii kondensatorów mierzący po stronie DN tego samego transformatora
  
  
  
• mój rejestrator przyłączony w tym samym miejscu co regulator

, z których każde mierzyło inaczej.
Podsumowując, pierwszym problemem jaki napotykamy przy analizie energii w instalacjach o silnie odkształconym prądzie jest brak wiedzy na temat algorytmu pomiarowego konkretnego zastosowanego licznika rozliczeniowego. W takim przypadku jedynym rozwiązaniem może się okazać albo zastosowania filtrów aktywnych co jest drogie i najczęściej nieopłacalne, albo zastosowanie takiej kompensacji, która spowoduje naliczanie co najwyżej opłat za pobór energii indukcyjnej co jest znacznie tańsze niż opłaty z tytułu poboru energii pojemnościowej.
Przy braku energii pojemnościowej niestety jest też trzecia możliwość -często nieekologiczna i społecznie szkodliwa: - przyłączenie stałego odbiornika mocy czynnej (bojlerów elektrycznych lub grzejnika za oknem, grzejącego świat) po to aby zepchnąć tg(fi) poniżej wartości 0,4 przy istniejących indukcyjnościach.

[elmontjs]

[quote=“DesignMaintenance, post:17, topic:12660, full:true, full:true”]
Podsumowując, pierwszym problemem jaki napotykamy przy analizie energii w instalacjach o silnie odkształconym prądzie jest brak wiedzy na temat algorytmu pomiarowego konkretnego zastosowanego licznika rozliczeniowego.
[/quote] To prawda, na ten przykład podam fakt, że jedna ze zbudowanych przeze mnie baterii kondensatorowych ustawiona na cos=0,98 (co daje tg=0,2), działa dość precyzyjnie, oddzielnie w każdej fazie, co potwierdziłem pomiarem rejestratorem parametrów. Jednak licznik energii pokazał średni tg=0,33. Co prawda wynik ten nie generuje kosztów, ale rozbieżność widać.



Większość regulatorów kompensuje moc bierną na podstawie cos fi (tg fi) podstawowego przebiegu, nie opiera się na parametrze PF, który to mówi o mocy biernej z uwzględnieniem cos w kolejnych harmonicznych.

I wg mnie tu następuje ta rozbieżność, bo choć nie znamy algorytmów pomiarowych liczników, to mam wrażenie, że one moc bierną na podstawie PF. Krótko mówiąc, przy przebiegach mocno odkształconych (np. generowanych oświetleniem LED) współczynnik cos różni się od PF.

[STANCA]

To, że temat chwilowo został na bocznicy nie znaczy, że problemu już nie ma.
Jak dajecie sobie radę koledzy z tym problemem?
pozdrawiam
STANCA