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浅析智能照明调控装置的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-07-02  来源:中纺机电研究所(100025)  浏览次数:1737
核心提示:当今西方国家,能效经济已逐步成为经济主流,并对世界环境的改善产生极为重要的影响。西方经济学家放言:21世纪,将是能效经济的天下,谁掌握改善能效的技术,谁就掌握21世纪的市场,成为世纪大赢家!本文就照明用电现状,采用智能节电器及其经济效益作简要介绍。
    摘 要   当今西方国家,能效经济已逐步成为经济主流,并对世界环境的改善产生极为重要的影响。西方经济学家放言:21世纪,将是能效经济的天下,谁掌握改善能效的技术,谁就掌握21世纪的市场,成为世纪大赢家!本文就照明用电现状,采用智能节电器及其经济效益作简要介绍。

    关键词  智能照明 调控装置 运行方式 经济效益

    众所周知,在中国,低下的能源效率已经令国家高层领导极为关注,并决议斥巨资对能效体系进行整改,而21世纪能效经济的主战场就在中国。更令世界能效经济专家瞩目的是,随着中国经济的高速发展,能源消耗总量方面已紧随美国之后,排在世界第二位。

    有关市场预测表明:未来20年,中国要保持7%的经济增长,每年需要2500万千瓦左右的新增发电装机容量,而目前中国每年新增装机容量只有1200万千瓦。在中国多数地区,已经出现拉闸限电情况。

    低下的能源效率,高额的能源消耗,紧缺的电力资源,就是中国目前的电能现状。

    这就决定了在相当长的一段时间内,中国的电力非常短缺,节电将是我们能做和要做的第一要务!

    一、照明用电现状1.我国电网电压普遍偏高,有些地区存在较严重的电压偏移和波动现象在电力供应输送过程中,为了避免送电过程中的供电线路的损耗,会以较高的电压传送以确保用电设备达到额定电压,因此用户实际承受电压会高于器具或设备的额定电压。据测试,各供电点变压器的输出电压远大于额定电压220V,有的高达250V以上。

    另外,不同用电量和用电时间,使电网电压产生波动。工厂、商业昼夜间的电压变化幅度为-5%-+10%,特别是在晚上12:00后,工业和商业活动已明显减少,此时正是用电低谷,电网电压会明显升高。

    有的地区白天电压为200-220伏,到夜晚却达到254伏!普遍单位接近240伏。

    过高的电压不仅不能让负载设备更有效地工作,反而是导致设备发热及过早损坏的主要原因。过高的电压还产生不必要的电费开支及缩短照明光源及设备使用寿命。

    2.有些节能型光源“节电不节钱”

    作为高效节能型光源,由于其传统的调压控制方式无法实现集中照明控制,加之全国电力质量参差不齐、电压偏移、波动、闪变、谐波等有害因素没有得到有效治理,由此所造成的光源烧坏、电能浪费、照明设备寿命缩短等直接经济损失无法统计,全国普遍存在节能光源“节电不节钱”的现象,究其原因,除产品本身质量问题外,主要是没有有效控制电压波动和偏移、电流冲击和闪变、电源谐波污染,使节能灯的寿命大为缩短、故障频出,给用户造成很大损失。

    二、智能照明调控装置无可比拟的七项优势:

    1. 绿色照明之星自动净化电网波动,校正电压偏移,无谐波干扰;电压调节速度小于0.1秒,有效提升、优化电力品质;从根本上彻底解决国内目前节能型光源“节电不节钱”的不正常现象;此产品将成为国家经贸委/UNDP/GEF/中国绿色照明工程促进项目办推荐产品。

    2.“绝对安全”的设计理念模块化设计,各相独立进行,维护方便,设计无故障工作时间15年;各相独立静态旁路,产品控制部分无交流接触器、无触点、无移动元件,具有极高安全可靠性;可通过显示、声音、监测故障及时采取保护动作;自动旁路功能,一旦设备出现故障,自动旁路到电网供电,以保证照明设备不停电,正常安全运行。

    3.高科技智能控制系统各种运行模式下良好的稳压,动态优化,确保最佳节电效果;节电水平、工作电压、预热时间等参数均可通过面板键盘编程设置;可计算机联网控制,无需人为干预,适应不同地区、不同环境的应用。

    4.灵活多样的控制及功能可根据不同时间段、不同灯具、不同亮度要求,每相独立调节,允许100%不平衡;可实现灯的软启动,按日光、时间设定照明设备起、停,减少灯40%的启动冲击电流;保证单相出现故障决不影响其它两相正常运行,同一装置可带不同灯负载。

    5.有效保护电光源,延长其使用寿命降低照明设备的工作温度,有效地过滤电流波动和闪变,对末端照明设备提供保护;明显延长末端照明设备的使用寿命,延长电光源寿命2-4倍;提升设备安全性能,减少故障出现频率。

    6.低风险、高回报的投资,大幅度降低运营成本良好的性能价格比,在现有运行成本上节约30%-50%;终端用户在6-24个月内收回节能设备的投资成本;在收回节能设备成本后长期创造利润。一般年投资回收率不低于50%。

    7.安装简易调控装置采用与用电设备串接的方式连接,安装简便;具有外形美观、体积小巧、易于操作及维护费用低等优点。

    8.广泛适用的高效节能产品一般节电率达到10%-40%,在集中商业照明设备上使用效果更突出;适用于电阻、电感、电容型回路,可用于高压汞灯、高压钠灯、金卤灯、白炽灯、日光灯等所有照明用电设备。

    三、调控装置构成及运行方式1.基本系统调压模块——是调控系统中的主要部件, 它用于对集中照明系统进行调节和开关控制,能记忆预先设置的节能电压、运行时间,不因停电而被破坏,智能调控装置按型号分为单相和三相输出,有单相3.5kVA、5kVA、7.5kVA、10kVA、15kVA,三相30kVA、45kVA、60kVA、80kVA、100kVA、120kVA、150kVA等不同容量进行选用。

    面板编程器——安装和使用人员可以根据自己的需要,设定调控装置的节能电压、不同运行时间和方式,对任何一相单元回路,进行不同的设置、修改或读取,并显示各相回路现行预置值。同时作为设备运行方式、故障信息显示屏幕,使用人员轻松了解调控装置运行状态,也方便维修人员判断故障原因和故障器件。

    2.扩展功能时钟管理器——用于提供一年内各种复杂的照明控制事件和任务的动作定时。它可以通过按键设置,改变各种控制参数,实现定时开关功能。

    智能探头——兼有三个功能,照度动态检测,用于系统检测户外日照强度,自动进行照明补偿;动静探测,用于识别有、无人进入工作场所,开启照明系统;远红外遥控接收功能。

    计算机控制——当用户需要系统监控时,可配置计算机通过通讯接口接入MODBUS网络总线,便可接入中央控制系统,对整个照明系统进行调整和管理。

    联网功能——节电系统有着强大的联网能力,为方便设备调试及更好地为用户服务,系统提供远程控制功能,技术人员可使用电话线对调控装置实现远程控制和调试。




    四、智能照明调控装置启动、运行过程1.设备启动过程智能照明调控装置安装在用电回路之后,日常的启动循环步骤从照明设备的上电开始,首先各相微处理器将自动测试设备主要参数,然后开始软启动过程,从200V电压开始软启动并在这个电压上持续3分钟(可以设定启动电压和时间),这个过程可以消除40%启动电流对灯的冲击。在这之后的5分钟内,电压缓慢上升到220V的额定电压。“soft ramp”(软斜坡)启动非常有益于光源保护。在整个光源点燃过程中,输出电压一直稳定在预先设定的范围内。

    2.设备运行过程照明设备启动完成后,设备将向负载提供稳定的额定电压,直到设备收到节能输出信号指令。该指令由选定的外部设备发出(如:时间编程器,天文钟,PC机,手动键盘编程装置等),这些外部设备可作为遥控装置与智能调控装置的接线端子相连接。收到指令后,电压处于“soft ramp”(软斜坡)降压模式并持续5分钟,直至到达节能电压(可依据光源的不同,设定相应的节能电压值)。其调节过程全部都采用“soft ramp”(软斜坡)方式。这个过程通过设定可重复多次,即使在出现电源故障的情况下也可以做到。

    图中各时段运行时间可根据当地实际需要,由用户通过面板编程器自行设定。




    五、效益分析1.智能照明调控装置路灯控制节电示例:

    被控制的高压钠灯总数:100盏400W的钠灯费用:200元每年照明的总小时数(平均每天12小时)4380h钠灯的平均使用寿命:8000h每度费用:0.6元控制前的平均电压上半夜/后半夜 230V/242V控制后,灯泡在各电压下平均每日工作的小时数:0.5h/6h/5.5h根据以上关系和实际数据计算,节电率在30%左右。因稳定电压和降压后延长了灯泡寿命的效益还不计算在内。




    2.其它效益(1)为照明设备提供各种自动化控制功能,实现城市照明智能化管理。

    (2)减少设备发热,为照明设备提供安全保护,延长照明设备使用寿命,减少维护成本,减轻维护人员的劳动量。

    (3)可提升灯泡功率因数,增加系统设备使用容量,使空气开关和线路承受电流减缓,降低故障出现频率。

    (4)节省电能资源,保护大气环境,健康天地。
 
关键词: 照明节能
 
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