Cálculos de carga de lámparas fluorescentes compactas

Question

Ayudo a construir/conectar grandes carrozas iluminadas de carnaval/desfile y en el pasado hemos utilizado unas 11.000 bombillas GLS BC de 40w/60w en casquillos de festón, alimentadas por un Generador diesel trifásico de 800KVA . Sin embargo, cada vez es más difícil comprarlas, por lo que hemos empezado a utilizar lámparas fluorescentes compactas de bajo consumo.

El flotador utiliza normalmente alrededor del 80% de la capacidad del generador. Mi pregunta es, a medida que empiezo a sustituir cada vez más las viejas bombillas incandescentes por lámparas fluorescentes compactas, ¿qué consideraciones debo tener en cuenta a la hora de calcular la carga que estoy aplicando al generador? Me preocupa que como la carga es cada vez más inductiva y menos resistiva. He leído que en algún momento se necesitará una corrección del factor de potencia, pero no estoy seguro de cómo calcularlo y cómo aplicarlo a esta escala.

Por ejemplo, antes habría tenido:

4000 x 60w = 240kW
7000 x 40w = 280kW

pero ahora sí:

3000 x 60w = 180kW
6000 x 40w = 240kW
2000 x 11w = 22kW   (11w energy saver bulbs)

Todo esto funciona bien, el generador no se sobrecarga, todo funciona sin problemas, las fases están casi perfectamente equilibradas y nada se calienta.

¿Qué ocurrirá cuando aumente la relación entre la carga inductiva y la resistiva? ¿Cómo puedo calcular cuánta carga inductiva puede soportar el generador?

ACTUALIZACIÓN: He encontrado información sobre un Condensador sincrónico en Wikipedia, que parece hacer lo que necesito simplemente conectando un motor sin carga a la alimentación, pero le faltan detalles sobre cómo hacer los cálculos. ¿Puede alguien ayudarme con eso?

Answer 1

Es un equipo impresionante, mucho más grande de lo que la mayoría de nosotros podrá llegar a jugar.

Los alternadores pueden comportarse, y de hecho se comportan, de forma diferente con componentes de carga reactiva (en este caso inductiva), con resultados exactos que varían según el diseño.

SO La respuesta "correcta" es pedir al fabricante del alternador las especificaciones de sus características con diferentes cantidades de carga inductiva.
Pero, como titular...

• En cuanto a la carga mecánica, al alternador no le importa el componente de carga inductiva. Los VAR (voltios-amperios reactivos) son "sin vatios". La fuente de energía (¿motor diesel?) no sabrá que están ahí en general. Sin embargo, tendrá que prever las pérdidas de distribución de IR para la corriente reactiva, por lo que contribuirán con algunos vatios reales, pero serán pequeños comparados con los que habría si fueran vatios de carga puramente resistiva.

• Es muy posible que la componente de carga inductiva afecte a la capacidad del alternador para regular bien. Supongo que está produciendo una alimentación trifásica. Si es así, querrá mantener el componente reactivo repartido de forma razonablemente uniforme entre las 3 fases.

Podrás encontrar mejores referencias que esta, pero una búsqueda rápida ha dado como resultado esto Hoja de instrucciones del experimento del laboratorio de la Universidad del Sur de Illinois que parece hacer un buen trabajo para cubrir lo básico. El Dr. Louis Youn, en cuya página web se encuentra esto, debería poder aconsejar más . Señalan:

• La tensión de salida de un alternador depende esencialmente del flujo total en el entrehierro. En vacío, este flujo se establece y determina exclusivamente por la excitación del campo de corriente continua.

  Sin embargo, bajo carga, el flujo del entrehierro está determinado por los amperios-vuelta del rotor y los amperios-vuelta del estator. Estos últimos pueden ayudar u oponerse a la FMM (fuerza magneto motriz) del rotor dependiendo del factor de potencia de la carga. Los factores de potencia principales ayudan al rotor y los factores de potencia retardados se oponen a él.

  Debido a que la FMM del estator tiene un efecto tan importante sobre el flujo magnético, la regulación de la tensión de los alternadores es bastante pobre, y la corriente de campo de corriente continua debe ajustarse continuamente para mantener la tensión constante en condiciones de carga variable.

  Relacionado: Si una fase de un alternador trifásico está muy cargada, su tensión disminuirá debido a las caídas de IR e IXL en el devanado del estator. Esta caída de tensión no se puede compensar modificando la corriente de campo de corriente continua porque las tensiones de las otras dos fases también se verán modificadas. Por lo tanto, es esencial que los alternadores trifásicos no tengan cargas muy desequilibradas.

Te sugiero que pruebes a aislar las bombillas CFL (o un número suficiente de ellas para marcar la diferencia) en un banco conmutable y observes los efectos sobre la regulación (si los hay) con ellas dentro y fuera del circuito. Esto puede funcionar mejor si pruebas la carga con un número limitado de bombillas incandescentes y un gran porcentaje de CFL. O, "lo mejor" de todo, una carga puramente de CFL. Observe cuidadosamente / no se responsabiliza / No doblar doblar grapar o mutilar / YMMV / Caveat Emptor ... - pero probablemente estará bien.

Otro posible problema es el arranque de las CFL, pero es poco probable que la carga del alternador pueda ser peor que la horrenda carga de sobretensión de los filamentos fríos de las incandescentes.

Si usted hacer Si se descubre que el componente inductivo está causando, por ejemplo, problemas de regulación, se puede añadir reactancia capacitiva para equilibrar. Con la capacidad de carga que tienes puede sería atractivo utilizar un motor trifásico ajustado para presentar una carga reactiva capacitiva al sistema. Creo que tienen que ser motores de inducción de anillo deslizante con rotor bobinado; el Sr. Google no es muy comunicativo al respecto, pero sé que lo sabe. La técnica se menciona aquí - pero utilizando una máquina de inducción bastante grande y especial para hacerlo .