Сменили ДРЛ на LED, а сетевая прислала претензию: разбираемся с cos φ и PFC

Энергетик химического производства в Дзержинске сделал всё правильно: заменил 300 светильников с ДРЛ на светодиодные, активное потребление на освещении упало в четыре раза. А через квартал пришло письмо от сетевой организации о превышении потребления реактивной мощности. Виновник — коэффициент мощности светодиодного светильника, на который при закупке никто не посмотрел.

Что такое cos φ на пальцах

Светильник берёт из сети не только полезную (активную) мощность, но и реактивную, которая гуляет туда-обратно по проводам. Отношение активной мощности к полной и есть cos φ. При cos φ = 1 вся энергия идёт в свет, при 0,5 по кабелю бежит вдвое больший ток, чем нужно.

У дешёвых драйверов без коррекции cos φ часто 0,5–0,6. Для одного светильника это незаметно, для трёхсот — очень.

Коэффициент мощности светодиодного светильника: считаем на примере

300 светильников по 60 Вт = 18 кВт активной мощности.

• При cos φ 0,5 полная мощность — 36 кВА, реактивная — около 31 квар, ток в трёхфазной линии 0,4 кВ — около 52 А.
• При cos φ 0,95 полная мощность — 19 кВА, реактивная — около 6 квар, ток — около 27 А.

Разница — почти вдвое по току. Это нагрев кабелей, срабатывание автоматов и претензия от сетевой. Для потребителей с присоединённой мощностью свыше 150 кВт сети устанавливают предельный коэффициент реактивной мощности: для сетей 0,4 кВ tg φ порядка 0,35, что соответствует cos φ около 0,94.

Вторая проблема — гармоники и нулевой провод

Дешёвый драйвер потребляет ток «рывками» и генерирует высшие гармоники. Третья гармоника в трёхфазной сети не компенсируется, а складывается в нулевом проводнике. В результате ноль греется сильнее фаз, а это уже вопрос пожарной безопасности. Активный корректор мощности (PFC) решает обе проблемы: приближает cos φ к единице и сглаживает форму тока.

Как выбирать

1. Требуйте в паспорте значение cos φ, для промышленных светильников — не ниже 0,9.
2. Смотрите на маркировку: у нас индекс PFC в названии означает модель с активной коррекцией коэффициента мощности, например АТ-ДО-075-PFC или АТ-ДО-150/Ш-PFC.
3. Не экономьте на драйвере ради 10–15 % цены — об этом подробнее в статье о деградации дешёвых драйверов.

Ошибка, которую делают все

Ставят компенсирующие конденсаторы в щит освещения, чтобы «добить» cos φ. С импульсными драйверами это не работает: конденсаторы не убирают гармоники и могут вызвать резонанс. Правильнее сразу брать светильники с PFC.

Что подойдёт

Купольные промышленные светильники серии СТАР выпускаются в исполнениях с PFC на 75, 100 и 150 Вт с КСС от К(20) до Ш. Если нужен промышленный светильник 150 Вт для высокого пролёта — смотрите модели на 150 Вт, для широких зон — светильники с КСС Ш. Для улицы и территории завода есть консольная серия Стрит с PFC.

Мы производитель в Нижнем Новгороде: паспорт с электрическими параметрами пришлём до оплаты, а энергетик сможет проверить cos φ до закупки. Пришлите схему щитов и состав нагрузки — подберём светильники и посчитаем токи. Телефон 8 800 551 08 89.