SRVO: Měření elektrických parametrů veřejného osvětlení

Před samotnou instalací systému pro regulaci výkonu VO je důležité znát reálnou spotřebu a parametry napájecí sítě či rozvaděče, kde bude regulace pracovat. Tyto údaje jsou potřebné pro účely přesného vyhodnocení a odhadu potenciálu úspor elektrické energie a návratnosti vložených finančních investic. Pro zjištění těchto parametrů je možné použít analyzátor sítě, který dokáže dlouhodobě zaznamenávat průběhy zvolených elektrických veličin, jako jsou proudy, napětí či výkony.


Měřící aparatura
Pro měření byl zakoupen a použit analyzátor sítě Unilyzer 902 společnosti Unipower. Tento přístroj je homologovaný a certifikovaný pro tato měření. Je založen na bázi 32-bitů "digital signal processor" a má osm analogových vstupů a jeden vstup pro napájení. Přístroj je určen k provádění všech typů měření kvality sítě podle národních a mezinárodních standardů, které mohou odhalit nechtěné stavy v síti, jako jsou přechodové jevy při zapínání a vypínání, podpětí či přepětí v jednotlivých fázích atd.


Přístroj Unilyzer 902 disponuje těmito technickými specifikacemi:

• diferenční napěťové kanály 0-700V RMS,
• diferenční proudové kanály 0-30A RMS – při použití proudových kleští,
• nejistota měření ±0,1% pro proudové a napěťové kanály při pracovní teplotě 0 - 40°C,
• detekce poruch - přechodové jevy a podpětí /přepětí.

Proudová nesymetrie a Jouleovy ztráty
Proudové zatížení všech tří měřených fází je uvedeno v následující tabulce. Můžeme vidět, že u některých rozvaděčů dochází k proudové nesymetrii (identická s nesymetrií zatížení). Podobné proudové nesymetrie mají vliv na energetické ztráty v přívodním vedení. Mělo by se vždy dbát na rovnoměrné rozložení proudů v jednotlivých fázích.


Z hodnot proudů v jednotlivých fázích lze vypočítat celkovou proudovou nesymetrii a relativní Jouleovy ztráty. Jouleovy ztráty byly vyčísleny jako pokles ztrát ve vedení, pakliže by bylo v rozvaděčích RVO dodrženo rovnoměrné proudové zatížení.


Na základě vyhodnocení naměřených dat, kdy u některých rozvaděčů byla nesymetrie tak velká, že potenciál úspor ve ztrátách vedení byl vyšší než 30% doporučujeme tomuto stavu rozvaděčů věnovat zvýšenou pozornost.



Činný příkon
V následující tabulce jsou uvedeny změřené skutečné hodnoty příkonu v jednotlivých fázích. Jedná se o průměrné hodnoty vypočítané z celkového zatížení jednotlivých fází.


Do budoucna by bylo vhodné tato měření nasazovat zejména při podezření na neoprávněný odběr energie a naměřené hodnoty porovnávat s instalovaným příkonem svítidel a revizními zprávami. Při tomto porovnávání je nutné brát v potaz jak rozdělení svítidel do jednotlivých fází, tak i připojování podružných rozvaděčů RVOO.


Účiník
Účiník cos φ byl vypočítán z naměřeného činného a zdánlivého příkonu. Pro lepší vypovídací schopnost byly hodnoty účiníku vztaženy ke stáří osvětlovací soustavy, přesněji ke stáří instalovaných svítidel a v nich použitých kompenzačních kondenzátorů. Stáří instalovaných svítidel a osvětlovací soustavy je pouze orientační z důvodu omezených údajů o skutečném stáří v systému GIS. V následující tabulce jsou pro zvýšení přehlednosti uvedeny pouze průměrné hodnoty účiníků ve všech třech fázích měřených rozvaděčů.


V následujícím grafu jsou znázorněny průměrné účiníky všech 14-ti měřených rozvaděčů v závislosti na stáří osvětlovací soustavy či svítidla (dle získaných informací). Z grafu je patrné, že čím starší osvětlovací soustava (přesněji svítidlo a kompenzační kondenzátor) je, tím má horší kompenzaci a nižší účiník, který by měl mít ideálně hodnotu 0,95. Takových hodnot dosahují nové osvětlovací soustavy s novými svítidly.



U kondenzátorů použitých ve svítidlech veřejného osvětlení se připouští degradace kapacity mezi 3 až 10%, která závisí na typu použitého kondenzátoru a poruchovost až 3 %. Velkou měrou přispívá ke snížení životnosti a zvýšené poruchovosti kondenzátorů zvýšená teplota, přepětí, harmonické zkreslení a nadměrná vlhkost.



Životnost u kondenzátorů určených pro svítidla se pohybuje:

• u paralelních kondenzátorů s break-mechanismem* je životnost cca 75.000h,
• u paralelních kondenzátorů bez break-mechanismu* je životnost cca 50.000h,

*mechanismus, který odpojí kondenzátor od napájení v případě selhání
Při počátečním účiníku 0,95 odebírá soustava cca 30% jalového příkonu vůči příkonu činnému. Dojde-li po cca 8 letech k poklesu účiníku na hodnotu 0,85 dojde k navýšení odběru jalového příkonu na cca 60% vůči příkonu činnému. Při druhé výměně výbojek by už bylo vhodné uvažovat o výměně kompenzačních kondenzátorů, a to zejména z pohledu navýšení ztrát na vedení.


Poděkování
Tento článek byl zpracován v rámci projektu SP2012/160 s názvem "Nové možnosti LED technologií v osvětlování".


Použitá literatura
http://www.dnacap.com
http://www.tmvss.cz
Sokanský, K.: Světelná technika, Praha, 2011, ISBN 978-80-01-04941-9