东莞市海光照明专业生产销售中高端高压钠灯灯具，灯泡特点：发光效率高，耗电少，寿命长，光线呈金白色，透雾能力强。被广泛运用在交通道路、广场、桥梁、高架立交桥、隧道、车站、港口、码头、机场，工矿企业及高大建筑物等泛光照明.。但是大家对于高压钠灯功率补偿线路功率因数了解吗？东莞市海光照明为您简单分析高压钠灯功率补偿线路功率因数！

高压钠灯是使用最为广泛的一种节能照明光源，由于高压钠灯属高强度气体放电灯（HID），灯工作时表现为负伏安特性，即灯电压上升，灯电流却下降图1所示，因此高压钠灯必须配用镇流器。通常采用电感式镇流器，图2所示。串联电感式镇流器点灯线路的功率因数大约在0.4~0.6之间，且显现为感性负值。其功率因数较低，产生了无功电力。不仅影响电压质量，而且影响电网经济运行效益。所以，用补偿电容的方式来提高高压钠灯功率补偿线路功率因数是十分必要的，也是无功补偿运用最多的手段之一和经济可行的简单方法。

合理地选择补偿电容的容量，可大幅度降低工作线路的电流，降低线路损耗，对提高配电设备的利用率和改善电网电压质量有重要的意义。补偿电容的容量笑了，达不到满意的补偿效果，单过补偿过大，产生过补，形成负补则适得其反。对灯的工作线路过补偿时，线路呈容性负载，不仅功率因素随着补偿电容量的加大而下降，还增加成本。另一方面，过补偿产生的谐波量大，波形的畸变率也大，从而导致电网电压质量下降，优势还容易损坏控制、保护元件等用电设备。所以原则上应采用欠补偿，使高压钠灯的线路功率因数维持在0.85~0.90为宜。

1、计算补偿电容量

以往确定补偿电容的容量一般采用速算法，或者采用经验公式计算，就是理论推导的公式，也是将高压钠灯简化为纯电阻元件，完全忽视了高压钠灯电参数的离散性与漂移性。这些简单的计算，往往不能准确确定补偿电容的容量，或造成补偿不足，或造成过补。下面用电路向量法推导出精确的补偿电容计算式。

按图2高压钠灯工作线路，作向量图如图3所示

由电路向量图和三角形函数推导，可得高压钠灯线路所需电容容量。

式中，VB为镇流器两端的电压，Vs为电源电压；VL为灯泡两端电压，即灯电压；IL为高压钠灯工作电流，即灯电流；φ为补偿之后线路电压与电流的相位差；ΦB，ΦL，Φc分别为镇流器、灯泡和电容器上电压与电流的相位差；f为供电电源的工作频率；C为补偿电容器的电容量。

如果将高压钠灯筒化为纯电阻元件，镇流器、电容器为纯感抗和纯容抗元件，ΦL=0，Φc，ΦB位π/2，将补偿前线路电压与电流的相位差设定为Φ1，灯泡功率为P，则式（1）可以简化为：

比较表1和表2的补偿电容量计算值，简化公式计算的结果偏小，与实际使用的补偿电容量（表3）差距较大；而表1的补偿电容量基本符合实际使用情况。

2 、高压钠灯电参数离散、漂移对选择补偿电容量的影响

每只高压钠灯的灯电压、灯电流和灯泡本身的功率因数并不相同，对同一规格同一批产品，其电感参数可以在标准规定的合理范围内（图4）。如250W高压钠灯初始的灯电压范围为100±15V。另一方面，高压钠灯灯电压在寿命期间会上升，当灯电压上升到跌出电压时，镇流器将不能带动灯持续工作，灯的寿命终止。此外，镇流器特性的差异和电源电压波动都会造成高压钠灯电参数离散和漂移，如图5和图6所示。

在250W高压钠灯基准镇流器（220V/50Hz，cosφB=0.075）上实测了一只250W高压钠灯，根据测试结果（表4）和式（1）的计算，绘制图7至图12.补偿电容的耗损角tgφ≤0.002.

图 7 显示，要将被测250W灯工作线路的功率因数保持在0.90，补偿电容容量可以随着灯电压升高而减少，也就是说，对于一批高压钠灯产品，灯电压低的和灯电压高的灯泡，选用不同容量的补偿电容器进行单灯补偿，每盏灯工作线路的功率因数可以达到相同，并且电容量差距相当大。当然实际上总是按照灯泡的额定值选用补偿电容器，对灯电压较低的灯，其电路功率因数cosφ随灯电压增加而增加，当灯电压增加到一定值时，功率因素开始与灯电压负相关，也就是出现了负补现象。补偿电容量越大，出现负补就越多（图9）。对于具体的某只灯泡，由于寿命过程中灯电压不断升高，高到150~160V时寿终。在这一寿命过程中，镇流器和电容器的性能基本不变，线路的功率因数就必然随灯泡燃点时间降低，同时线路的容抗越来越大，给电网造成奇次谐波电流就越多。图8表明：对35uF的补偿电容，在灯电压110V时就开始发生负补，也就是合格的新灯线路也可能发生负补，到了寿命后期，电路功率因数将会小于0.8，所以选用35uF的补偿电容显然是不合格的。28uF补偿电容发生负补在灯电压135V时，但对于灯电压小于90V的新灯，线路功率因数要小一些，可能会小于0.8。要使线路功率因数总能大于0.85,250W高压钠灯的补偿电容选用30~32uF为宜。

图10时一只600W变功率到350W高压钠灯用不同电容量的补偿电容时实测的功率因数cosφ曲线。灯在600W工作时，cosφ随电容值增加变大，但当变功率后，cosφ与电容值是负相关的。测试过程中发现，不同电压的灯，从正相关到负相关的。测试过程中发现，不同电压的灯，从正相到负相关拐点处的补偿电容值是不同的，电压低的灯，需要的电容值要大，反之则小。这一现象与图8相符。为了兼顾变功率前后照明电路功率因数的适宜性，变功率系统的补偿电容应小于变功率前同规格的电容量。600W变功率系统补偿电容用55uF为宜，不宜超过60uF。

必须指出，在HID灯中，只有高压钠灯在寿命期间展现出灯电压灯电参数随燃点时间变化而产生大范围漂移。高压汞灯、金卤灯没有发生这样大的变化。高压钠灯的灯电压变化是基于在电弧管内包含着过量的钠汞气而造成的。在灯工作期间，汞和钠是以液相汞气的形式储藏在靠近电弧管端部的一个“冷点”，实际上只有少量的汞和钠形成蒸气压。蒸汽压大小决定了灯电压变化，灯在寿命过程中，由于一些原因，冷点温度不断提高，灯电压就不断变大。灯电压上升又使灯电流下降（电源电压不变），从而导致线路电流下降，补偿电容值不变，就产生了负补。

东莞市海光照明定位生产销售中高端高压钠灯功率补偿电容产品，以实惠的价格，优质的质量。赢得广大客户好评！

高压钠灯功率补偿线路功率因数以往已经有很多研究和实践。本文讨论高压钠灯电参数离散、漂移对选择补偿电容量的影响，是对以前研究的补充和完善。经过理论推导、精算和试验验证后，分析了高压钠灯电参数离散漂移将导致电路功率因数的过补，特别是灯的寿命后期，线路负补，呈现容抗，导致功率因数和电网电压质量下降。明确指出高压钠灯照明线路选择补偿电容时早期功率因数不宜过大，否则，其总体效果就差，一般地，早期功率因数定在0.85~0.90为宜，对变功率系统，要兼顾变功率前后功率因数，防止过多的负补。

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