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国内照明节电设备的现状与发展

发布时间: 2015-10-10       作者:上海潘登新电源有限公司      来源:http://www.pandeng.com      点击数:

摘要  我国全国电能损耗超过3000亿kWh,其中照明用电损耗不容忽视,照明节电设备已经受到业内外的重点关注。论述了使用照明节电设备的三大意义——保证照明质量,合理节省开支,延长灯具寿命,介绍了我国照明节电设备的现状与发展,特别是潘登照明稳压节电柜的技术特点。

1 引言

根据我国电力主管部门的统计,目前我国全国电能损耗超过3000亿kWh,约占发电量的30%,相当于10个中等用电量省的用电总和[1]。在所有电能损耗中,照明用电损耗是不可忽视的重要组成部分。随着“绿色照明工程”的推进,照明节能设备与产品更是受到人们的重点关注。

在行业内,一般有照明节电器和照明节电柜两种称呼,从名称中就可以看出,两种产品所要达到的目的是一样的,即都是节电节能,无非是客观载体与形式有所区别。为求表述简洁方便,在概述时,本文统一称为照明节电设备。

2 使用照明节电设备的意义

当前,电力传输线路仍然以铜材质线路为主,这也就不可避免地会引发电力传输过程中的线路损耗问题。供电企业为了避免在长距离电力传输过程中出现较大的线路损耗,通常会以较高的电压进行电力传输,力求在电力终端,也就是用户端的电压为标准电压[2]。但实际情况是,供电企业在供电段抬高输电电压,经用户端电源变压器变压后,往往会出现用户侧电源端电压比标准电压高的情况。

另一方面,我国地缘辽阔,输变电传输质量很难保证统一,用户端电压存在因地域和时间的不同而不同的情况,当然,此处所说的用户端电压不同是指在标准电压附近,或高或低,总体而言还是接近标准电压的。照明灯具生产厂家为了使产品在不同地区、不同用户端实际电压下仍能正常启动和照明,在设计时往往将照明灯具的设计电压设置为低于标准相电压(220V)。

根据电工基本原理,P=U2/R,在电阻值R不变的情况下,照明灯具的工作电压U越高,所消耗的功率P也就越大。由此可见,以上两个方面造成的结果是,照明灯具的实际工作电压经常偏高,自身的使用寿命会缩短,同时还会使用户的电费开支增大。

基于以上分析,可以得出使用照明节电设备的意义在于,对供电系统的输入电压进行优化,进而输出稳定适宜的电压给照明灯具,使照明灯具所消耗的功率降低。采用照明节电设备后,可以达到三大目的:其一,保证照明标准;其二,合理节省电费开支;其三,延长照明灯具使用寿命。

3 照明节电设备的现状与发展

3.1 产品概述

随着人们对于照明节电这一课题的关注度越来越高,照明节电设备的生产厂家与产品也越来越多,照明节电设备已经在逐步普及中。根据相关文献,目前,国内厂家所设计生产并投入广泛实用的照明节电设备主要还是依靠技术引进,如博尔智能照明节电器引进的是美国照明节能电源技术及核心部件[2],莱特智能节电器引进的是澳大利亚依莱特公司产品技术[3],而太能低压配电节电柜引进的则是日本专利技术。

另一方面,国内对先进照明节电设备的自主研发则主要还停留在研究和仿真应用阶段,如高频电力电子型照明节电器[4]、电子降压型节电器[5]、基于交流斩波调压技术的照明节电器[67]等。当然,国内自主研发的照明节电设备也有已经投入应用且取得良好效果的,由上海潘登新电源有限公司生产的照明稳压节电柜便是其中的典型。

3.2 照明稳压节电柜的技术

照明稳压节电柜根据用户电网电压的波动情况、照明灯具的负载性质,对灯具进行智能稳压供电,即实时给灯具提供一个既稳定又能节电,还不会影响照明效果的供电电压。用户可以根据客观条件和需求,自行设置节电柜的输出电压,并对照明灯具的运行时间和供电方式进行编程,以最大限度降低照明灯具的用电损耗。

以大型工业厂房为例,照明稳压节电柜用于大型工业厂房照明时的节电效果如图1所示。采用照明稳压节电柜后,仅智能稳压环节所实现的节电效果一般就可达20%。

照明稳压节电柜的节电效果

为达到显著的节电效果,照明稳压节电柜采用了如图2所示的系统结构。这一系统由保护电路(起浪涌抑制作用)、自动/手动旁路、调压稳压电路(内置补偿变压器、调压变压器)、采样电路、主控制电路、调压控制电路、时控电路、输出控制电路等组成。照明灯具开始工作时,采样电路获取实时输出电压,与基准电压进行比较判断,然后输出控制信号,控制感应调压器工作,使调压变压器产生高低适宜的输出电压,进而达到降压和稳压的目的。感应调压器的作用在于,通过定子和转子之间所产生的相对位移,使定子绕组感应电压的幅值发生改变。


照明稳压节电柜系统结构

在运行中,如果出现输出过电压、欠电压,或补偿调压系统工作异常时,照明稳压节电柜能够自动切换到旁路状态,转到市电供电,避免对照明灯具造成供电中断的情况。

除上述技术特点外,照明稳压节电柜还有三大技术亮点——提高功率因数、消除浪涌谐波和高防护等级。

气体放电灯的功率因数一般仅为0.4~0.6,相对较低。通过对照明稳压节电柜加装电容器来改善功率因数,功率因数改善后,照明线路中总电流降低,温度降低,灯具及附属设备的使用寿命可大大延长。

浪涌瞬变会使整个系统的用电效率严重降低,同时还会影响感性电表表盘的作用力矩和转速,使系统总用电量产生过度计量。照明稳压节电柜采用浪涌抑制元件和多重滤波器技术,可以有效抑制电网中的浪涌瞬变,滤除高频杂波,提高照明灯具的运行效率,并延长照明灯具的使用寿命。

户外型照明稳压节电柜的外壳防护等级达到了IP54,可以为用户提供较高的防尘、防水性能。

3.3 照明稳压节电柜的发展

目前,照明稳压节电柜输入电压范围一般为190~260V,输出电压范围为190~220V,稳压精度高,小于3%。随着技术的不断发展与进步,照明稳压节电柜的容量跨度也越来越大。目前,照明稳压节电柜单相产品容量跨度为10kVA~60kVA,三相产品容量跨度为20kVA~800kVA。

照明稳压节电柜还可附加照明集中监控系统,技术人员利用照明集中监控系统在远端监控室内对节电柜及整个照明系统进行遥信、遥测和遥控,同时实现节电柜与电线电缆的防盗监测功能。

第三方面,照明稳压节电柜还可以内置天文钟功能,这一功能根据地球的公转自转规律及所在地区的经纬度,推算出每一天的日出日落时间,进而自动进行开关照明灯具操作,使节电率进一步提升。

4 结语

国家住房和城乡建设部曾经发文指出:要大力推广照明节电新技术、新产品,努力降低照明电耗。响应国家号召,不少厂家正在不断加大资金投入力度,在照明节电领域探索前行。笔者欣喜地看到,照明节电设备已有一些成功的案例[8-10]。这些案例同样激励着从业人员继续加强自主研发,为市场和用户提供更多、更可靠、更成熟的照明节电设备。

             (上海潘登新电源有限公司,吴新  李芳)

标签:   照明 节电 综述   

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