Как определить коэффициент мощности светильника

Понятие и показатели коэффициента мощности светодиодных ламп

Одним из важнейших параметров светодиодных светильников, определяющих их практическую эффективность, является коэффициент мощности. Рассмотрим, что он характеризует, каковы особенности прогресса светодиодных ламп, главные закономерности в эксплуатации подобных приборов освещения, какое главное свойство нужно учитывать при выборе светоисточника и падает ли мощность лед-кристалла со временем.

Мощность и прогресс светодиодных ламп

По мере развития технологии производства лед-светильников совершенствовалась их энергоэффективность. Наряду с ростом мощности улучшался и ее удельный коэффициент, иначе называемый косинусом фи. Для расчета его величины применяется формула:

Где P – реальная величина потребляемой нагрузки (затраченной на полезную работу), а S – полная мощность (по паспортным данным). Чем она выше, тем больше коэффициент КПД источника света, а, следовательно, и его энергоэффективность. Его значение в зависимости от экземпляра светильника может варьироваться в широких пределах от 0 до 1. У лучших светодиодных ламп он может достигать 0,95 и выше.

Не затраченная на полезную работу электроэнергия носит название реактивной мощности (в противоположность коэффициенту фи). Как правило, это обычные теплопотери. Например, у стандартной лампы накаливания этот параметр может достигать 95%. Это значит, что всего лишь 5% потребляемой мощности преобразуется в световое излучение, а основная – тратится на нагрев окружающего пространства!

Совершенно иная картина у светодиодных светильников. Их коэффициент мощности начинается как минимум с 0,85. Благодаря этому для достижения заданной яркости, сравнимой со стандартной лампой накала, потребляемую мощность можно снизить на порядок (наглядно это будет показано в ниже приводимых таблицах). Помимо этого показателя, среди их наиболее явных преимуществ выделяются:

1. Срок службы до 100 тыс. часов.
2. Максимальная энергоэффективность.
3. Пожаробезопасность.
4. Высокое качество цветопередачи.
5. Широкий спектр температуры цвета.
6. Экологичность.

Однако, чтобы параметры светодиодных светильников, в том числе коэффициент мощности, соответствовали принятым стандартам, производители должны строго соблюдать технологии изготовления. Поэтому распространенные многочисленные подделки и дешевые изделия фирм-однодневок не могут характеризоваться высоким качеством.

Обратите внимание! Современные светодиодные светильники с высоким показателем коэффициента мощности дают массу преимуществ – позволяют экономить на электроэнергии, минимизировать загрузку бытовой сети и одновременно повышать качество освещения.

Затраты электроэнергии меньше – света больше

При выборе лампочек для замены в системе освещения (люстрах, бра, фонарях, прожекторах и других видах светильников) нужно учитывать не просто мощность, но также и ее удельный коэффициент. Это особенно актуально при большом числе приборов освещения, а также в тех случаях, когда требуется снизить затраты на электроэнергию, при этом сохранив силу светового излучения, а в некоторых случаях и увеличив его. Для этого рассмотрим наглядное соотношение параметров для разных светоисточников.

Таблица соответствий показателя светового потока различных светоисточников

В таблице наглядно показано, сколько электроэнергии будет потребляться для обеспечения заданного светового излучения при использовании светильников различного типа, в том числе светодиодных.

Лампа накала, мощность, Вт

Люминесцентный, мощность, Вт

Источник

Как определить коэффициент мощности светильника

Звоните нам с 9 до 18 в рабочие дни →

+38 050 822-50-00 или же вы можете →

Коэффициент мощности светильника

Что такое коэффициент мощности и от чего он зависит, какой должен быть оптимальный коэффициент мощности, один из важных показателей энергоэффективности светодиодов. Читайте подробнее в статье.

С появлением светодиодного освещения представилась особая возможность – расходовать меньше электричества без нарушения качества производимого света. Такая особенность достигается благодаря техническим характеристикам светодиодных ламп, а именно коэффициенту мощности светодиодных светильников.

Важный показатель энергоэффективности светодиодов

Светодиоды на сегодняшний день пользуются огромным спросом из-за своей энергоэффективности в отличие от других типов осветительных приборов. Важной физической величиной, характеризующей показатель эффективности светодиода, является мощность и ее коэффициент, их параметры можно узнать с упаковки продукции. Здесь стоит отметить тот факт, что похожие по параметрам светодиоды имеют разное качество и технические особенности. Это легко объяснить отличием технологией производства светодиодной продукции и требованиям, предъявляемым к ним. Поэтому, чтобы сделать правильный выбор и приобрести прибор заявленным характеристикам, нужно найти проверенного поставщика, имеющего соответствующие сертификаты и лицензию.

Как уже говорилось, значимым параметром светодиодной лампы является коэффициент мощности, что характеризует ее эффективность.

Что такое коэффициент мощности и от чего он зависит?

Коэффициентом мощности называется физический параметр, определяемый отношением активной к полной мощности.

Активная мощность – это составляющая часть затраченной энергии, которая тратится на полезную работу, в данном случае, вырабатывание освещения. Остальная часть энергии тратится на реактивную мощность, которая является холостой и не выполняет никакой полезной работы. Реактивная мощность обычно превращается в тепло и теряется, иногда эта цифра достигает 80-95 % от мощности, потребляемой светильником. Как видно из формулы, полная мощность – это сумма активной и реактивной ее составляющей.

Простыми словами коэффициент мощности – это безразмерная величина, которая определяет количественное отношение затраченной электроэнергии, которая выполняет полезную работу к полной мощности.

Коэффициентом мощности раньше называли косинус «ФИ», когда еще не было такого понятия как светодиодное импульсное освещение. Чем больше cos φ, тем меньше потери электричества и выше энергосберегающие свойства оборудования. Коэффициент мощности показывает искажения синусоидального напряжения или сдвиг значения тока по фазе. Этот параметр выражается относительным значением, и находится в пределах от 0 до 1. Коэффициент «1» – идеальное значение параметра.

Коэффициент мощности нужен для того, чтобы подобрать энергоэффективный осветительный прибор и не платить за нерационально используемое электричество.

На сегодняшний день существует огромный выбор осветительной техники со своими достоинствами и недостатками, ценовой политикой и техническими параметрами.

Какой должен быть оптимальный коэффициент мощности?

Значение коэффициента мощности	Высокое	Хорошее	Удовлетворительное	Низкое	Плохое
cos φ	0,95..1	0,8..0,95	0,65..0,8	0,5..0,65	0..0,5

Как упоминалось выше, что чем выше значение коэффициента, тем эффективней функционирует светильник. К примеру, косинус φ для лам ДРЛ с пускорегулирующим аппаратом некомпенсированного типа составляет всего 0,5, с компенсированным дросселем- 0,85. Это говорит о том, что от 15 до 50 % используемого электричества лампами ДРЛ тратится впустую.

Наивысший коэффициент мощности имеют светодиодные светильники. Согласно требованиям стандарта Украины для освещения должны использоваться светодиодные светильники с cos φ 0,9…1.

Применение осветительных приборов с высоким показателем коэффициента мощности позволяет Вам:

• экономно и рационально использовать электричество;
• снижать нагрузку на электрическую сеть;
• увеличить качество света.

Можно что-то сделать, чтоб повысить коэффициент мощности?

В случае отклонения значения cos φ от принятых норм, можно выполнить его коррекцию и привести коэффициент мощности в соответствие со стандартами. Корректировка коэффициента мощности предназначена для равномерного потребления фазовой мощности и исключения перепадов напряжения. Коррекция выполняется при помощи установки дополнительных устройств – реактивного элемента или дросселя.

Для того чтобы светодиодные лампы соответствовали принятым стандартам, их производством должны заниматься профессионалы с учетом всех нюансов, которые в различной степени могут повлиять на качество готовой продукции. Если некоторые элементы осветительной техники не будут соответствовать установленным техническим нормам или приборы будут использоваться не по назначению, все достоинства светодиодной продукции могут свестись на нет. Еще один элемент светодиодной лампы, который может повлиять на эффективность применения современной продукции, является источник питания (драйвер). От его параметров будут зависеть технические характеристики светильника, в том числе, коэффициент мощности.

Относительно высокая цена светодиодов вполне нивелируется быстрым сроком окупаемости проекта по установке светодиодного освещения. Цифры говорят сами за себя:

• коэффициент мощности, определяющий качество светодиода, приближен к единице;
• нормативный срок эксплуатации более 90 000 часов в зависимости от производителя;
• индекс цветовой передачи Ra = 85%;
• срок окупаемости установки светодиодного освещения составляет от одного до двух лет.

Источник

Как выбрать коэффициент мощности?

При расчете электрических нагрузок мы постоянно сталкиваемся с необходимостью выбора коэффициентов мощности для различных электроприемников. В данной статье хочу рассказать, как выбрать cosϕ и чем руководствоваться в таких случаях.

Чтобы правильно выбрать cosϕ и правильно рассчитать ток самый верный способ – посмотреть в паспорт на оборудование либо руководство по эксплуатации. Лично я очень редко туда заглядываю, т.к. не всегда паспорта имеются под рукой, поэтому пойдем по другому пути.

Проектировщик любое свое решение должен подкреплять требованиями нормативных документов. Кое-что можно найти в ТКП 45-4.04-149-2009 (п.8.1.15, 8.2.18) и СП 31-110-2003 (п.6.12, 6.30).

Также советую иметь у себя:

Скачать М788-1069 можно на форуме.

1 Выбор коэффициента мощности для освещения.

Для освещения выбрать cosϕ проще всего.

Коэффициент мощности зависит от типа лампы. У ламп накаливания он 1,0, у люминесцентных – 0,92; у ДРЛ, ДРИ, МГЛ — 0,85; у светодиодных – до 0,98.

При проектировании наружного освещения и промышленных объектов cosϕ лучше выбирать из каталогов производителей светильников, поскольку они могут немного колебаться от приведенных значений. Не стоит брать коэффициент мощности больше 0,92 для освещения, несмотря на то, что в каталогах можно встретить и 0,96, и 0,98. Пусть будет небольшой запас, поскольку заказчик может купить светильник совсем другого производителя и лучше ориентироваться на требования нормативных документов. Лучше бы производители указывали и потребляемый ток светильников, поскольку часть электроэнергии теряется в ПРА.

Для освещения у меня 3 значения: 1,0; 0,92 и 0,85.

2 Выбор коэффициента мощности для силовых электроприемников.

Коэффициент мощности для электроприемников, которые не нашел ТНПА я выбираю исходя из режима работы и наличия двигательной нагрузки. Если не знаешь cosϕ для силового оборудования — принимай 0,8 =) Например, лифты, подъемные механизмы имеют cosϕ около 0,65.

Если мощность ЭП не превышает пару кВт, то не правильно выбранный cosϕ не значительно повлияет на расчетный ток.

Для мощных ЭП при выборе коэффициента мощности нужно относиться более ответственно, а также для однотипного оборудования имеющегося в большом количестве.

2.1 Выбор коэффициента мощности для электронно-вычислительной техники.

Отдельным пунктом следует выделить компьютерное оборудование. В проектах для ЭВМ я принимаю cosϕ=0,7. У некоторых он может быть чуть выше, все зависит здесь от блока питания.

2.2 Выбор коэффициента мощности для холодильного оборудования.

Коэффициенты мощности для холодильного оборудования нужно принимать в зависимости от мощности. У данного оборудования cosϕ от 0,65 до 0,85. Например, у моего холодильника cosϕ=0,85, хотя по ТНПА нужно принимать 0,65. cosϕ=0,75 – среднее значение для всех холодильных установок.

2.3 Выбор коэффициента мощности для нагревательного оборудования.

Чайники, электрические плиты, водонагреватели и другие электронагревательные ЭП имеют коэффициент мощности близкий к 1,0.

Чтобы лучше запомнить, подведем итоги:

• cosϕ для освещения — 1,0; 0,92 и 0,85.
• cosϕ для нагревательного оборудования – 1,0.
• cosϕ для ЭВМ – 0,7.
• cosϕ для холодильников – 0,75.
• cosϕ для других силовых ЭП – 0,65-0,8.

Источник

Коэффициент мощности косинус фи — наглядное объяснение простыми словами.

Многие из вас наверняка видели на электроинструментах, двигателях, а также люминесцентных лампах, лампах ДРЛ, ДНАТ и других, такие надписи как косинус фи — cos ϕ.

Однако люди далекие от электротехники и позабывшие школьные уроки физики, не совсем понимают, что же означает данный параметр и зачем он вообще нужен.

Предположим перед вами есть 2 проводника. Один из этих проводников имеет потенциал. Не суть важно какой именно — отрицательный (минус) или положительный (плюс).

У другого провода вообще нет никакого потенциала. Соответственно между этими двумя проводниками будет разность потенциалов, т.к. у одного он есть, а у другого его нет.

Если вы соедините кончики двух проводов не непосредственно между собой, а через лампочку накаливания, то через ее вольфрамовую нить начнет протекать ток. От одного провода к другому.

В какой-то момент он его достигает и держится на этом уровне постоянно. То же самое будет, если подключить не одну, а две, три лампочки и т.д.

А что случится, если вместе с лампой последовательно включить катушку, намотанную из множества витков проволоки?

Изменится ли как-то процесс нарастания тока? Конечно, да.

Данная катушка индуктивности, заметно затормозит время увеличения тока от нуля до максимума. Фактически получится, что максимальное напряжение (разность потенциалов) на лампе уже есть, а вот ток поспевать за ним не будет.

Его нарастание слишком медленное. Из-за чего это происходит и кто виноват? Виноваты витки катушки, которые оказывают влияние друг на друга и тормозят ток.

Если у вас напряжение постоянное, например как в аккумуляторах или в батарейках, ток относительно медленно, но все-таки успеет дорасти до своего номинального значения.

А далее, ток будет вместе с напряжением идти, что называется «нога в ногу».

А вот если взять напряжение из розетки, с переменной синусоидой, то здесь оно не постоянно и будет меняться. Сначала U какое-то время положительная величина, а потом — отрицательная, причем одинаковое по амплитуде. На рисунке это изображается в виде волны.

Эти постоянные колебания не дают нашему току, проходящему сквозь катушку, достигнуть своего установившегося значения и догнать таки напряжение. Только он будет подбираться к этой величине, а напряжение уже начинает падать.

Причем, чем больше в катушке намотано витков, тем большим будет это самое запаздывание.

Как же это все связано с косинусом фи — cos ϕ?

А связано это таким образом, что данное отставание тока измеряется углом поворота. Полный цикл синусоиды или волны, который она проходит от нуля до нуля, вместив в себя максимальное и минимальное значение, измеряется в градусах. И один такой цикл равен 360 градусов.

А вот угол отставания тока от напряжения, как раз таки и обозначается греческой буквой фи. Значение косинуса этого угла опаздывания и есть тот самый cos ϕ.

Таким образом, чем больше ток отстает от напряжения, тем большим будет этот угол. Соответственно косинус фи будет уменьшаться.

По научному, ток сдвинутый от напряжения называется фазовым сдвигом. При этом почему-то многие уверены, что синусоида всегда идеальна. Хотя это далеко не так.

В качестве примера можно взять импульсные блоки питания.

Не идеальность синусоиды выражается коэфф. нелинейных искажений — КНИ. Если сложить две эти величины — cos ϕ и КНИ, то вы получите коэффициент мощности.

Однако, чтобы все не усложнять, чаще всего под понятием коэфф. мощности имеют в виду только лишь один косинус фи.

На практике, данный коэффициент мощности рассчитывают не при помощи угла сдвига фаз, а отношением активной мощности к полной.

Существует такое понятие как треугольник мощностей. Сам косинус — это тригонометрическая функция, которая и появилась при изучении свойств прямоугольных треугольников.

Она здорово помогает производить определенные вычисления с ними. Например, наглядно показывает отношение длин прилежащего катета (P-активная мощность) к гипотенузе (S-полная мощность).

То есть, зная угол сдвига, можно узнать, сколько активной мощности содержится в полной. Чем меньше этот угол, тем меньше реактивной составляющей находится в сети, и наоборот.

В КПД все более четко — полезная мощность используется на нагрев — охлаждение — механическую работу, остальное уходит безвозвратно. Эта разница и показывается в КПД.

Более подробно, с графиками, рисунками и простыми словами, без особых научных формулировок обо всем этом говорится в ролике ниже.

Рассмотренное запаздывание тока относительно напряжения — это не хорошее явление. Как оно может сказаться на ваших лампочках или проводке?

Часть энергии будет просто «болтаться» в катушке, при этом не принося никакой пользы. Правда не пугайтесь, ваш бытовой счетчик реактивную энергию не считает и платить вы за нее не будете.

Например, если вы включите в розетку инструмент или светильник с полной мощностью 100Ва, на блоке питания которого будет указано cos ϕ=0,5. То прибор учета накрутит вам только на половину от этой величины, то есть 50Вт.

Вот известное наглядное видео, демонстрирующее последствия этого для проводки.

Казалось бы, выбрось катушку и вся проблема исчезнет. Однако делать этого нельзя.

В большинстве светильников, лампы работают не отдельно, а в паре с источниками питания. И в этих самых источниках, как раз таки присутствуют разнообразные катушки.

Катушки просто необходимы как функциональная часть всей схемы и избавиться от них не получится. Например в тех же дроссельных лампах ДРЛ, ДНАТ, люминесцентных и т.п.

Поэтому характеристика коэфф. мощности, здесь больше относится к блоку питания, нежели к самой лампе. Данный cos ϕ может принимать значение от ноля до единицы.

Ноль означает, что полезная работа не совершается. Единица — вся энергия идет на совершение полезной работы.

Чем выше коэффициент мощности, тем ниже потери электроэнергии. Вот таблица косинуса фи для различных потребителей:

Если вы не знаете точный коэфф. мощности своего прибора, или его нет на бирке, можно ли измерить косинус фи в домашних условиях, не прибегая к различным формулам и вычислениям? Конечно можно.

Для этого достаточно приобрести широко распространенный инструмент — цифровой ваттметр в розетку.

Подключая любое оборудование через него, можно легко без замеров и сложных вычислений, узнать фактический cos ϕ.

Зачастую, фактические данные могут быть даже точнее, чем написанные на шильдике, которые рассчитаны для идеальных условий.

Если он слишком низкий, что делать, чтобы привести его значение как можно ближе к единице? Можно это дело определенным образом компенсировать. Например, с помощью конденсаторов.

Источник