集中照明节电系统
一、 应用背景 目前，我国照明耗电量占总发电量的15%左右，2004年我国的总发电量为21870亿千瓦小时，年照明耗电则达到了3280.5亿度，相当于三峡水利发电工程年发电量（840亿度）的四倍左右。因此照明用电市场受到各行各业的广泛重视，推出了各种照明节电手段，主要以节能灯具、照明节电器为主流。照明灯具的使用确实起到了节电的效果，但是由于电源质量没有改变、管理不善，照明灯具的更换频繁，对于直接用户来说是处于一种节电不节钱的状况，因此照明节电器就以它独特的技术设计和稳定的使用效果迅速占领了市场。二、 照明光源分类1） 照明光源种类 当代照明光源可分成白炽灯，气体放电等，固态光源三大类。2） 主要光源的技术指标见下表：光源种类光效(LM/W)显色指数（Ra）色温（K）平均寿命(小时）白炽灯1510028001000卤钨灯2510030002000-5000普通荧光灯7070全系列10000三基色荧光灯9380-98全系列12000紧凑型荧光灯6085全系列8000高压汞灯50453300-43006000金属卤化物灯75-9565-923000/4500/56006000-20000高压钠灯100-12023/60/851950/2200/250024000低压钠灯20085175028000高频无极灯50-70853000-400040000-80000固体白灯20753000-10000100000三、 存在问题 在电力输送过程中，为了避免线路损耗，供电部门会以较高的电压输送，以确保用户端的的供电电压达到额定值，一般电源变压器的输出电压会高于额定值的10%左右，这样用户端的工作电压会普遍高于额定值。较高的工作电压不仅不能使负载设备更有效的工作，反而是导致设备发热及过早损坏的主要原因，较高的工作电压还必将产生出不必要的电费开支及缩短灯具或其他用电设备的使用寿命，而长期在过压状态下工作，还会导致节能型灯具寿命远远低于设计值，造成节能灯具“节电不节钱”的现象。 照明系统目前的控制方式大部分是只需要照明时就打开全部灯具，电能消耗非常大。市场中的合格照明灯具根据国家标准在+5%～-10%电压波动状态下，都会达到照度要求。在用电低峰期灯具的照度会远高于实际需要，而此时往往是单位人流量最少的时候，照度白白的浪费掉。灯具长时间工作在高电压工况条件下，寿命会大幅度缩短，灯具维护费用高。有时造成节能灯不节钱的现象。由于管理部门的管理不到位，制度不完善，经常出现长明灯的现象。四、照明节电改造方案1、使用技术： 智能照明调控技术是国际上流行的电脑控制智能路灯节能技术。它充分考虑了国内照明的实际状况，依据人体工程学中的视觉理论，采用现代控制论中的最优控制方法，实现了对照明电压及照度的动态智能化管理，即TPO管理(TIME时间／PLACE地点／OCCASION场合)。此项技术可以通过智能控制，减少后半夜因用电减少电压偏高而造成的大量电能浪费。它的主要优点就是在调光的同时也大幅降低了电耗，节约有功电耗达15～30%。在德国，美国这些耗电大国，此类技术也得到了政府的大力扶持和推广。智能照明调控技术控制程序智能程度较高，可以根据照度调整率，从某一时刻开始，平滑地对照明输入电压进行动态调整，使照明输入电功率与实际照度要求达到最佳匹配，不仅节约了电能，而且稳定了电压，延长了路灯的使用寿命，达到了双重意义上的节能。2、改造方案实施：(1) 将箱体可靠地安装在电缆沟上面或固定在墙壁上。(2) 将电源线按相序接入节电器箱体内的输入接线端子，将用电设备线缆按相序接入箱体内的输出接线端子。可并联于原电路开关旁边，也可串联于原电路开关旁边。五、照明节电原理1、照明节电原理分析 图15灯具电压寿命关系图 目前，国家要求采用发光效率较高的冷光源如荧光灯、节能灯等已被广泛使用，其寿命与工作电压的关系如图1所示，在供电电压为额定的110%时，灯具的使用寿命降低一倍，供电电压为额定的90%时，灯具的使用寿命提高一倍，发光效率提高6.5%，因此，灯具的最佳。工作电压应为额定值的90%。所以采用的照明节电器可以对照明供电系统电压进行优化处理，可以使照明系统的灯具始终工作在最优的工作状态。 目前使用的日光灯、高压钠灯等感性灯具因其发光效率高而广泛使用。但其功率因数较低，一般在0.5左右，此外镇流器的发热消耗较大。灯具的工作温度高，缩短了使用寿命。2、照明节电器原理性能分析 照明节电器采用专门设计的、对电路实施稳压供电、有自平衡功能的全自动电抗调节器，利用非相控调整的专利技术，能根据电路中的负载状况自动调节功率因数，提升值为0.05-0.25，能有效地减少电路中的感性电流，平滑地降低电路中的电流幅度，使灯具在低电流的状态下能正常工作，有效地降低了系统的工作温度，从而显著的降低了系统的有功损耗。 照明节电器对照明系统供电电压进行优化处理，通过主线圈和辅助线圈之间的电磁转换，回收彼此反方向的剩余电流和无功功率，把多余的电压调整下来，改善供电品质，达到理想节电目的，同时，本产品采用先进电子、电力元件组成高效调波器，实现对输出电压、电流的波形平滑调节，抑制超标能耗，延缓灯具老化，延长灯具使用寿命，使节电效果显著。 本节电器采用了高效自耦变压器，通过主线圈和辅助线圈之间的电磁作用，回收彼此反相方的剩余电流和无功功率调节过电压的最安全、合理的节电方式，把多余的电压调整下来，改善供电品质，达到理想节电目的，同时，本产品采用先进电子、电力元件组成高效调波器，实现对输出电压、电流的波型平滑调节，抑制超标能耗，延缓灯具老化，延长灯具使用寿命，使节电效果明显有效。六、照明节电控制系统性能1、质量可靠： 本机全部选用世界名牌元器件精心装配调试和电老化考验，性能稳定、安全可靠。2、自动旁路： 当有异常情况时，本机自动旁路，保护本产品回路，并防止停电发生，可保持供电。3、过负荷、漏电保护： 当过电流通过或漏电时，本机自动切断电源或旁路。4、安装快捷： 本机为直立式柜机结构，可安放在用户低压配电房直接串联或并联在市电与负载之间，也可直接将本机的输入、输出电缆接在低压配电柜中。5、操作方便： 可调整预热时间 可调整照明系统的预热时间到设定时间后，转化为节电模式，可稳定照明。 可根据情况设定不同时间的节电率。 可自动检测实际情况，自动调整节电率。6、适应性广： 适应于普通荧光灯、节能灯、及所有气体放电灯、射灯，亦适用于白炽灯。7、节电率高： 大幅调整节电的范围 可根据使用者的要求简易设置节电率，可调范围在5%-35%之间。 完全解决高频谐波
8、采用优质滤波器，使产品噪音小，消除用电设备的高谐波影响。 图16 节电效果原理图9、照明节电方案应用对象适用使用场所适用时其优点固定用电的场所道路用照明（路灯），建筑物外部夜间照明（广告牌）设定节电目标值防止不必要的电能消耗电能消耗多的场所大厦/工厂控制耗电的峰值，节约电费的20%左右电力变动频繁的场所工业地区以自动调整电压能够使用220~380V的场所潮湿的场所低温场所造纸厂/印染厂/食品厂能够屋内外兼用，在低温状态下开灯电磁波干扰严重的场所工厂/广播局/电话局办公室/办公综合楼以特殊的输入设计把高频波含量极小化更换镇流器灯困难的场所地铁 / 百货商店/地下商场/大厦维持平均18,000时间的照明寿命 七、产品小结 通过以上的分析可以看出，集中照明回路中安装照明节电器节约用电可以达到15%～35%，而且可以延长照明光源使用寿命。
