设备管理国内照明节能控制设备的性能比较.docx

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设备管理国内照明节能控制设备的性能比较

（设备管理）国内照明节

能控制设备的性能比较

国内照明节能控制设备的性能比较

来源：

互联网时间：

2009-6-2216:

51:

45

随着我国城市化建设的不断深入，经济高速持续的发展，人们的生活水平也不断提高。

在繁华的都市，城市道路、夜景照明已成为城市文明的标志和城市文化的代表。

在推进城市亮化工程的进程中，照明光源及调控设备得到了空前的发展，当然，城市照明的电能消耗和灯具损耗也越来越大，由于电力紧急和电费的上涨，照明节能降耗将越来越受到广泛重视。

目前国内照明节能主要的途径有两种：

l采用高效的节能型光源，也就是使用发光效率高的灯泡或灯管

l在现有照明系统上加装节能控制设备

从实际应用的角度来看，第一种方案适用于新设计的照明回路。

对于已有的照明系统，因需更换所有灯具，初期投入资金和人力比较大，在不能分批分次更新灯具的照明场所，这样做一次性投入太大，使许多单位望而却步。

同时，高效节能光源（灯管、灯泡）是传统光源价格的5~10倍，如果采购的节能型灯具本身质量有问题或是电网供电质量不好，节能型灯具使用寿命很短，这样就可能造成使用单位ft现“节能不节钱”的不正常现象。

对现有照明系统的节能改造，一般采用加装节能设备，较为经济和实用，目前国内销售的照明节能设备很多，其中照明控制调控装置所占比例最大。

从工作原理上大致分为三大类。

1.可控硅斩波型照明节能装置

原理：

采用可控硅斩波原理，通过控制晶闸管（可控硅）的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，从而降低了输ft电压的平均值，达到控压节电的目的。

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可控硅斩波型节电产品节电原理图

这类节能调控设备对照明系统的电压调节速度快，精度高，可分时段实时调整，有稳压作用，因为主要是电子原件，相对来说体积小、设备轻、成本低。

但该调压方式存在一致命缺陷，由于斩波，使电压无法实现正弦波输ft，还会ft现大量谐波，形成对电网系统谐波污染，危害极大，不能用在有电容补偿电路中。

（现代照明设计要求规定，照明系统中功率因数必须达到0.9以上，而气体放电

灯的功率因数在一般在0.5以下，所以都设计用电容补偿功率因数）在国外发达国家，已有明文规定对电气设备谐波含量的限制，在国内，北京、上海、广州等大城市，已对谐波含量超标的设备限制并入电网使用。

大功率可控硅斩波型节电设备，因其自身存在谐波污染的缺陷，如果加装滤波设

备，成本太高，是不经济的，所以此类设备是不宜用于照明电路中。

谐波的危害

a.缩短电力电容器的使用寿命，严重情况下，会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。

b.变压器的铜耗、铁耗增大，减少变压器的实际使用容量，浪费电能。

c.增加电气设备附加损耗，减少ft力，浪费电能，严重时使电气设备过热，烧损。

d.造成开关、接触器等电气设备的误动作，自动化仪表不能正常工作。

e.产生严重的、看不见的电磁波干扰，使有线和无线信号无法接收和传输，影响手机、电视、广播、电脑等设备的正常使用，损害人体正常生理机能。

2.自耦降压式调控装置

现在市场上最多照明节电产品就是此类产品。

它的原理是，通过一个自耦变压器机芯，根据输入电压高低情况，接连不同的固定变压器抽头，将电网电压降低5、

10、15、20V等几个档，从而达到降压节电的目的。

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自耦降压式节电产品节电原理

这类产品最大的优点是克服了可控硅斩波型产品产生谐波的缺陷，实现了电压的正弦波输ft，结构和功能都很简单，当然可靠性也比较高。

存在的技术缺陷：

1）固定多档降压器

由于其核心部件是一个多抽头的变压器，变压比是固定的，一般副边有三到五个降压抽头，分别降5V、10V、15V、20V，一旦接线端固定，降低电压就是固定值，当电网电压波动时，调控装置的输ft电压也会上下波动，这样照明的工作电压处在不稳定波动状态，无法起到对电光源的保护作用。

如图所示，当电网电压高时，节电率不是最佳状态；而电网电压低时，可能ft现欠压现象，造成灯具无法正常点亮，反而降低灯具寿命，这是这类调控装置存在的最大安全缺陷。

当用电高峰时，电压过低，电气设备也无法正常运行。

2）接触器型降压器

这类调控装置为了能做到额定电压正常启动，并在过电压和欠电压时跳到旁路

（设备的安全保护），一般都用的都是交流接触器来进行切换，这是最简单和常用的办法。

但是，如果用接触器作为节电产品的电压调整装置的话，其安全性、可靠性和无故障工作寿命都不能保障，存在安全隐患，原因如下：

a.交流接触器的工作原理是用电磁线圈吸合、断开，来控制触头常开或是常闭，属机械移动部件，只适用于不经常动作的开关场合，如灯具、电器的开起和关断，切换次数是有限的，不适用于频繁切换的场合。

b.交流接触器在切换动作时，是机械的吸合和断开，所以会有短暂的10~20ms的断电，我们称之为“闪断”，这样的断电会导致HID灯

（HighIntensityDischargedLamp—高压气体放电灯，如高压钠灯、金卤灯、高压汞灯等）熄灭。

这种灯的特性决定，在熄灭以后，必须等到灯管冷却，蒸气压下降后才能再点亮，一般需要5~10min左右，在使用中，这将是个严重故障。

根据以上原因，交流接触器是不能用来控制照明调控装置进行频繁切换的。

所以，生产和销售此类节电产品的厂家，一般做不到实时稳定电压、多时段调控等功能，这也就是这类节电产品的缺点所在。

3.智能照明节电器

从前两类节电产品来看，它们各有优缺点，之所以不能得到大量使用，是因为其本身都存在技术缺陷，可控硅（相控）型优点是，可实时精确控制输ft电压，满足照明用电的最佳值，缺陷是电压无法实现正弦波输ft，有谐波污染。

而自耦降压型的优点正好是能做到电压正弦波输ft，却不能实现电压的自动精确控制，只能固定降电压，不能升压和稳压，如果能将两者优势结合互补，去除缺陷，就是相对比较理想的照明节能产品了。

智能照明调控装置工作原理，采用微电脑控制系统，实时采集输ft、输入电压信号与最佳照明电压比较，通过计算进行自动调节，从而保证输ft最佳的照明系统工作电压。

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智能调控型节电产品节电原理

智能照明调控装置在结合前两类节能产品的优点的基础上，克服了其中存在的缺

陷，具体优点体现在以下四个方面：

1）优化电力质量，节约照明用电

l稳定最佳工作电压

针对电网电压偏高和波动等现象，调控装置可根据用户现场实际需求，实时在线调控输ft最佳照明工作电压，并能将其稳定在±2%以内，有效提高电力质量，从而达到节电10%~40%的效果。

l多时段节能运行

根据用户实际的照明需求，调控装置还可通过程序进行多时段节能电压设置，从而满足用户不同光源、不同时间的需求，实现最佳照明状态和最大节电率。

2）有效保护电光源，延长其使用寿命

l软启动、慢斜坡

影响电光源寿命的一个重要因素是，启动和运行时电流和电压对光源的冲击。

为了有效的降低电流冲击和提高灯的寿命，在国外高档灯具产品中，要求灯具有软启动功能。

智能调控装置能够实现灯具的软启动和慢斜坡控制过程。

灯具在启动时，采用低压软启动，充分预热。

该过程可减少40%的启动电流冲击，有效提高光源寿命。

在调压、稳压的过程中，智能调控装置采用慢斜坡方式，让电压在设定时间内缓慢过渡，保证光源不受电压、电流波动的冲击，从而降低电光源损坏，延长使用

寿命。

l实时稳压、控压

在电压波动很大的地方，如电气设备比较多的厂区，一分钟内的电压波动达到±15%；路灯后半夜的供电电压也会达到250V。

智能调控装置高稳定的最佳照明电压，能够延长电光源寿命2~4倍，减少照明运行、维护成本30%~50%。

3）智能照明调控

为了满足不同用户对照明灯具控制的需要，智能调控装置有三种运行模式可供选用：

l端子控制节能运行模式

l时间控制节能运行模式

l通讯控制节能运行模式

可按现场实际情况，通过天文钟、智能探头或内部编程、远程计算机遥控，实现时控、光控、程控等多种智能化控制。

并可根据不同时段、不同灯具、不同亮度要求，每相独立调节，允许100%不平衡。

4）适用性、可靠性

l调控装置每相可独立调节，可操作性强，可以承受三相100%的不平衡负载，且保证单相的故障绝不影响其它两相的正常运行。

同一个装置可以带不同类型光源

负载，还可以独立调节每相的输ft电压。

l调控装置采用手动和自动双旁路系统，以保证照明设备不断电，正常安全运行；

l调控装置控制部分不含交流接触器，无触点和移动元件，保证高可靠性和低功耗。

l可选配GSM/GPRS全球实时（手机）监控系统，通过显示、声音等信号监测设备运行，故障报警，及时采取保护措施。

这类照明节电产品成本略高于前两种，可实现智能照明调控、有效保护电光源、降低电能消耗的功能，使用的经济性和可靠性远远好于前两种产品，是目前国际上比较成熟的照明控制解决方案。

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