論節(jié)電器技術(shù)指標
一、路燈節(jié)電的目的和意義
近年來,我國的路燈建設(shè)取得了飛速的發(fā)展,道路照明質(zhì)量不斷提高,高強度氣體放電燈被廣泛使用,對改善我國的投資環(huán)境,促進經(jīng)濟快速發(fā)展,方便群眾生活,美化城市和作為一個外向型現(xiàn)代化城市的建設(shè)起了很大作用,但是伴隨而來的是能耗的大幅度提高,特別是近年來能源價格大幅度提升,使電力耗費成為負擔,因此,有必要加強技術(shù)改進,以期減緩能耗上升的趨勢。在我國政府建立節(jié)約型社會的號召下,路燈的節(jié)能必然成為一種趨勢。
二、路燈節(jié)電的理論依據(jù)
由于氣體放電燈消耗的功率是和它的輸入電壓有關(guān)的,以鈉燈為例見下圖c,從圖上可以看出當電壓降低10%時,鈉燈的電流降低10%,而此時功率降低達25%,光通量則降低30%。由于在設(shè)計道路照度時已考慮到正常的照度需要,所以不應(yīng)以降低照度來節(jié)約能源消耗。但考慮到在后半夜時車輛人流都大為減少,此時供電電壓由于用電負荷減少而升高,所以此時采用降低供電電壓而適當降低光源的光通量也是可行的,假設(shè)在后半夜供電電壓升高10%,此時再降低供電電壓10%來運行,則光通量減少為額定值70%,而消耗功率此時可減少50%。
以下是一組實測數(shù)據(jù),見下表,采用西安無線電二廠及南京三樂的節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器,250瓦鈉燈。由表中可看出當電壓從242伏降到198伏時輸入功率降低了140.6瓦。比220伏時額定功率值降低了53%。
|
無線電二廠 |
南京三樂 | ||||
電壓(V) |
220 |
198 |
242 |
220 |
198 |
242 |
輸入電流 (A) |
2.82 |
2.5 |
3.33 |
3.16 |
2.73 |
3.43 |
輸入功率 (W) |
228.2 |
179.4 |
303.2 |
265.4 |
210.2 |
350.8 |
功率因數(shù) |
0.365 |
0.382 |
0.382 |
0.381 |
0.386 |
0.424 |
通過調(diào)整供電電壓,降低不必要的損耗,不僅可以達到節(jié)電的目的,同時,還能保護終端設(shè)備,延長設(shè)備的平均使用壽命。
在目前的路燈供電系統(tǒng)中,由于供電電壓不能調(diào)節(jié),使得光源往往不能工作在較合適的狀態(tài),現(xiàn)在的光源的壽命已很長,如GE的鈉燈壽命已達28000小時,國產(chǎn)的也達18000小時,但實際使用中往往達不到,主要原因是它的工作狀態(tài)達不到理想狀態(tài),光源長期工作電壓過高的情況下,將會大大減低它的使用壽命且浪費了大量的能源。所以,通過調(diào)節(jié)供電電壓的方法不但可以節(jié)能,還可延長光源的壽命,是一種較好的節(jié)能方式,
但是必須強調(diào),節(jié)電多少是完全由路燈供電電壓決定的,當供電電壓高時,通過降壓可節(jié)電,電壓越高,降壓越多,則節(jié)電率愈高,供電電壓低時就有可能達不到應(yīng)有的節(jié)電指標。舉例來說,一臺節(jié)電器放在供電電壓為250伏的地方,節(jié)電率有可能達到40—50%,而同樣的節(jié)電器放在供電電壓為200伏的地方節(jié)電率就有可能0。
三、節(jié)電器的技術(shù)指標
目前,市面上的節(jié)電器產(chǎn)品主要強調(diào)了它的節(jié)電率指標,但從以上的討論我們可以看出,節(jié)電器的節(jié)電率實際和節(jié)電器本身沒有太大的關(guān)系(當然不是完全沒關(guān)系,從后面的技術(shù)指標調(diào)壓范圍可看出),那么,我們應(yīng)當如何確定一臺節(jié)電器的技術(shù)指標呢?由于節(jié)電器是近幾年才推廣應(yīng)用的,目前,還沒有這方面的國家標準,這給我們在采買時造成了很大困難,如何制定合理的節(jié)電器技術(shù)指標是一個需要考慮的問題,最近我們在節(jié)電器招標時參照電力交流穩(wěn)壓器制定了招標時的節(jié)電器技術(shù)指標,介紹出來供同行們參考:
主要指標及技術(shù)要求
1、執(zhí)行技術(shù)標準:
² GB17625.1-2003《電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值》
² GB17743-1999《電器照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》
² GB7251.1-1997《低壓電器開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》
² GB4942.2-1993《低壓電器外殼防護等級》
序號 |
項目 |
技術(shù)要求 |
2 |
輸入電壓范圍: |
三相380VAC(相電壓)±15% |
3 |
外殼防護等級 |
不低于IP54(戶外型) |
4 |
電壓調(diào)整速率 |
≤5V/分鐘 |
5 |
輸出電壓調(diào)節(jié)范圍: |
190--225伏(相電壓,輸入電壓大于225伏時),190--輸入電壓(相電壓,輸入電壓小于225伏時) |
6 |
輸出穩(wěn)壓精度: |
≤±3% |
7 |
介電強度: |
能承受2500V/1min; |
8 |
承載能力 |
能承受瞬時1.5倍~2倍的超載 |
9 |
使用環(huán)境溫度: |
-25℃~50℃ |
10 |
具有時鐘程序控制 |
可設(shè)置任意時段輸出電壓值 |
11 |
負載功率因數(shù)絕對值 |
≥0.8 |
12 |
三相平衡 |
采用分相調(diào)節(jié),具有三相自動平衡功能 |
13 |
旁路功能 |
具有自動和手動旁路功能 |
14 |
EMC檢測: |
符合GB17743-1999的要求 |
15 |
諧波檢測: |
符合GB17625-2003的要求 |
16 |
防盜功能 |
有 |
17 |
防雷防浪涌功能 |
有 |
18 |
效率 |
>98% |
19 |
門開、旁路開關(guān)信號 |
提供無源開關(guān)信號 |
20 |
設(shè)備外觀要求 |
鋼板(不少于2毫米厚度),表面熱鍍鋅、噴塑處理,淺灰色 |
21 |
其他 |
具有外箱防腐、防鼠、防高溫性能,產(chǎn)品最大允許溫升:800C。 |
22 |
可長期連續(xù)工作,具有過壓、欠壓、過流、缺相、故障診斷,報警和保護功能。 |
節(jié)電設(shè)備安裝要求:
² 節(jié)電設(shè)備外漏金屬部件都必須安全接地,接地電阻小于4歐姆
² 節(jié)電設(shè)備安裝及電纜敷設(shè)應(yīng)滿足《城市道路照明工程施工及驗收規(guī)范》CJJ89-2001的要求。
² 節(jié)電設(shè)備運行不應(yīng)影響正常照明,不應(yīng)造成路燈熄滅而無法啟動。
下面對一些主要技術(shù)指標作一個說明:
1、電壓調(diào)整速率:由于氣體放電燈的特性需要在每個周期進行點燃,所以,要求它的供電電壓應(yīng)比較穩(wěn)定,當進入節(jié)能狀態(tài)時,電壓從高往低調(diào)節(jié)時我們希望這個過程比較緩慢,如電壓急劇下降則有可能對燈的工作狀態(tài)造成影響甚至熄滅,根據(jù)美國通用電氣公司(GE)提出的要求我們制定出這個指標。
2、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍:由于節(jié)電器主要是要調(diào)低輸出電壓而不需要升高電壓,所以調(diào)節(jié)范圍只是從輸入電壓往低調(diào)節(jié),當輸入電壓大于225伏時,輸出電壓調(diào)節(jié)范圍為190--225伏,當輸入電壓小于225伏時,輸出電壓調(diào)節(jié)范圍為190--輸入電壓。此時最大電壓調(diào)節(jié)范圍為63伏,這個指標直接確定了節(jié)電器的容量,因為節(jié)電器的容量等于調(diào)節(jié)最大電壓乘于輸出電流,當輸出電流不變時,調(diào)節(jié)范圍越大,節(jié)電器的容量越大,此項指標制定的有點苛刻了,實際調(diào)節(jié)范圍40伏就應(yīng)該滿足一般要求了,追求過大的調(diào)節(jié)范圍會造成節(jié)電器成本上升。
3、輸出穩(wěn)壓精度:這項指標是保證當供電電壓波動時節(jié)電器輸出電壓保持穩(wěn)定,顯然穩(wěn)壓精度越高越好,但會帶來成本的上升,實際路燈工作也不需要太高的精度,我們?nèi) 堋?%應(yīng)該可以滿足路燈的工作要求了。
4、三相平衡:由于負載不平衡或其他原因有時會造成供電電壓三相不平衡,如果節(jié)電器能夠分相獨立調(diào)節(jié),則可使得輸出電壓保持三相平衡,這對負載是有利的。
四、 節(jié)電器運行時的要求
因為每條道路的照度在設(shè)計時都有要求,我們應(yīng)用節(jié)電器的目的是在保證路面照度的前提下來進行節(jié)電,在前面理論分析時我們已經(jīng)指出,在后半夜車輛人流減少時可適當降低路面照度,所以我們要求節(jié)電器在運行時前半夜必須保證輸出電壓為額定電壓220伏,此時是為保證路面的設(shè)計照度,當后半夜時保證輸出電壓為200伏,這主要是考慮到在在有線路電壓損失的情況下線路末端的電壓應(yīng)能保證光源的正常運行。
以上是我們的一些粗淺認識,供大家參考和討論。
作者簡介:午崇軍,西安路燈管理處高級工程師,從事城市照明工程研究。
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