现代路灯照明节能技术和设备文档格式.docx
《现代路灯照明节能技术和设备文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《现代路灯照明节能技术和设备文档格式.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![现代路灯照明节能技术和设备文档格式.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-12/12/59fef585-7a96-4ea4-b797-5bfe5bd0b75f/59fef585-7a96-4ea4-b797-5bfe5bd0b75f1.gif)
目前LED成为主流照明光源,没有理论上的支持。
〔政府和舆论对LED的误导十分严重!
!
〕
2、高效反光灯具
采用新材料,优化反光角度可适度改善光效,改变传统景观灯球磨沙习惯,采用定向镀膜发光技术,可大幅提高传统景观灯地面照度。
及时清洁灯具也是节能的手段之一。
3、“按时段情景〞控制节能
对城市路灯,最有效,最简洁的方法是,采用多时段“情景〞节能控制节能。
城市以及高速公路、隧道的照明有别于商业照明或家用照明。
对车间需要精细装配等场合,照明必须满足规值,否那么,节能照度低,次品多,单位合格品用能更多,工资等费用分摊本钱更多,得不偿失。
这些固定照明场合,一般更换灯具光源等方法,满足照度和节能要求,并做到人走关灯。
而对于城市照明,采用固定降压或更换灯具光源以及换小功率,很难满足上半夜以及后半夜照明情景的需求。
另外,城市照明或道路照明,有如下功能要求:
1、城市文明程度,必须有路有灯,城市形象的直接表现,
2、社会治安,如果夜晚一团漆黑,犯罪率大幅上升,公安和民众投诉多,
3、繁荣地方经济,增加政府税收,灯光亮,夜晚商业活动繁荣,市场活泼,
4、交通平安,前半夜如果灯光太暗,或后半夜隔盏亮形成班玛效应,影响交通平安。
照明节能是“锦上添花〞的事,因此,不要因节能导致事故发生,导致电网公众危害,导致影响正常照明。
对进展节能改造还需要满足:
1、不影响正常照明〔以人为本,情景节能〕,
2、设备平安可靠稳定,免日常维护,无条件保障照明,
3、对电网电磁兼容,符合入网规,
4、不影响灯具以及照明设施寿命〔最好能延长〕,
5、节电率较高,有较好的经济和社会效益。
在满足上述要求情况下,如果能在旁晚开灯后,充分点燃灯具,随后将电压稳定在210V,保障旁晚的充足照明,在交通流量减少或人流量下降的晚上9:
00,将电压精细稳定下调到200V,在交通流量稀少或大家回家休息的12:
00,将电压缓慢下调到190或185V,最大限度节能,直到天亮灭灯。
因此除采用高效灯具和光源外,还可采用“智能时段情景〞控制节能技术,在满足正常照明同时,更大限度节约能源,延长灯具使用寿命。
在实施照明工程以及开发照明节能产品时,必须考虑人体生物工程因数,比方人眼瞳孔的适应性和视觉效果〔光线暗,瞳孔扩,光线强,瞳孔收缩,产生的视觉效果一样〕。
因此,对路灯照明,特别强调的是:
旁晚太阳刚下山时,需要高亮度照明,由于太强,使人瞳孔收缩,进光量少,旁晚交通事故最多也证明了这一点。
二、理想控制类路灯节能产品的技术要求
由于目前的所有照明灯具〔除置APFC电子镇流器外,但市场无此灯具〕,都对电压敏感,及电压的调节和波动,明显表现出亮度的变化和功率的变化,因此,目前“节能控制器〞均采用调节电网电压方式进展控制。
路灯节能控制可分:
单灯电压控制,和集中电压控制。
电网对灯具而言属电压源,调节灯电流也是通过调节电压实现的,因此,有些产品说是“限电流〞方式,实际也是电压控制,只是商业需要,让人更“神秘〞罢。
因此,谁能将适应路灯的“交流稳压〞电源做好,谁就能做出好的路灯节能产品。
交流稳压电源属古老而传统的技术,但实现路灯的交流稳压调压,看起来容易,做起来确不是一件容易的事,这也就是许多路灯节能技术公司“勇敢地陷入技术的泥潭〞的原因。
目前大局部节能公司,不去深入了解照明灯具的阻抗特性,电弧特性,想当然地将某些技术简单用于路灯节能,导致许多照明节能产品不被用户所承受。
一般路灯节电器的技术标准:
按照路灯部门的实际经历,路灯节电器需要满足以下要求:
⑴能调节开灯预热时间,让灯充分点燃。
⑵能按多时段准确调节输出电压,保障各时段照度,调节时灯不闪不灭,无电网闪断冲击。
⑶根据需要,晚上9点前保照度不节能或少节能。
⑷具有监控开关灯接口和监控调压接口,可由中央控制室发出调压命令和开关灯。
⑸路灯节电器白天不工作,减少白天空耗,提高节电率。
⑹节电器工作电压围180-260V〔AC〕,具有稳压输出功能,保护灯具。
⑺能抗三相严重不平衡输出,甚至某相空载而设备正常节能。
⑻由节电状态转换到旁路,以及由旁路转换到节电状态,不灭灯,以便维护维修。
⑼具有防雷装置和平安接地。
⑽具有无条件保障照明功能,设备损坏、过流、过压、欠压、过热自动旁路,并能记录故障代码,以便维修维护。
⑾具有较高的节电率。
注:
⑴――只有灯具足够电压充分预热后降压,灯具寿命才能保障。
⑵――闪断调节,对灯具,电网以及节能设备都是不利的,固定降压,群众投诉,灯具寿命短,换灯多,节能不节钱。
⑶――保障正常照明功能,和城市繁荣。
⑽――设备损坏,及时保障照明,次日进展维修,不至于投诉半夜派人维修。
三、各种“控制类〞路灯节能产品技术路线以及优缺点
随着技术进步和节能工作的深入,早期的“系统节电器〞〔压敏电阻,补偿电容〕已经没有市场,有些“节电〞技术带有商业欺诈,也失去市场。
以下就目前市场中出现的节电器,按技术路线进展分类分析:
〔1〕半夜灯隔盏亮控制(70年代美、日、能源危机时采用)
由于三相线路,要进展1/2功率控制,无论如何都将出现三相严重不平衡。
主要缺点:
Ø
变压器寿命缩短,三相严重不平衡,选型困难。
功率总严重不平衡,威胁高压电网平安。
严重不平衡,导致轻载相电压过高,灯具烧毁严重。
后半夜时,出现斑马效应,给行车带来平安隐患,
影响社会治安和城市形象。
主要优点:
控制简单,本钱低,可靠性高,节电率比拟高。
〔2〕传统电磁按时段换档控制
目前市场上的“主流〞节电器产品〔见下列图〕
从电路构造上分3类:
自欧变压调零线〔小电流〕方式,自欧变压器+补偿变压器方式,自欧变压调火线〔大电流〕方式。
从执行机构控制方式分2类:
接触器换档方式,无触点SCR可控硅换档方式。
从电压步进值分2类:
多档控制方式〔一般3-5档突变调压〕,无级调节方式〔7-15档不等,步进电压可做到3V〕
这类产品变化多样,产品商业描述也不一样,但只要是电磁调压,都离不开这些电路构造。
灯具寿命缩短,闪断突变冲击灯具,烧灯、灭灯严重。
设备容易烧毁,违背电磁根本原理,节电器产品故障率高,容易接触器触点粘结导致烧设备,SCR无触点切换,容易换相失败,烧设备。
耗用大量我国稀有并高能耗的电解铜和矽钢,在节能中,导致更大的能源浪费,和环境问题。
灯具电压随电网电压波动而波动,没有稳压功能。
由于耗用大量铜材和矽钢,被盗和破坏严重。
传统电磁变压器产业支持,输出正弦电压,无谐波,如果照明时接触器〔或可控硅〕不动作,固定降压,那么设备寿命长。
〔3〕传统电磁固定降压控制
灯具的寿命大大缩短,降压小,节电率太低,降压大,非新灯点燃困难,并迅速损坏,换灯本钱高。
开灯就降压,导致黄昏太阳刚下山时,交通事故增加。
损害城市形象,灯光一直昏暗。
由于固定降压,后半夜没人时,由于电网电压升高,灯光反而更亮。
传统电磁变压器产业支持,输出正弦电压,无谐波,那么设备寿命长。
〔4〕可控硅移相调压集中控制
这种技术,是家用调光台灯技术的大功率化,2002年前采用。
由于路灯强制电容补偿,以减小视在电流,缓解电荒,而可控硅无法适应电容负载,因此退出照明节能市场。
另外,由于电流电压谐波严重,许多城市明文制止大量使用。
〔5〕单灯可控硅移相调压分布式控制
〔每杆灯具安装〕
2002年前采用的技术,无法适应电容补偿以及谐波严重,目前制止使用。
同时,由于工程改开工作量大,综合改造本钱非常高,故障率高,维护本钱高,进入市场困难。
〔6〕有触点碳刷无级调节控制
由于前几类电磁照明节能产品的缺点,有些电源设备公司将有触点碳刷调压用于路灯节能。
这类电源的优点是:
能做到“以人为本,情景节能〞,即开灯时让灯充分预热,并在人少时逐步将电压调低。
缺点是:
由于机械碳刷触点拉弧,触点寿命太短,设备烧毁严重!
这种方案,耗用大量铜材和矽钢,在节能同时导致更大的能源浪费和环境污染问题,被盗和破坏严重。
〔7〕三相平衡节电器
国也有不少厂商推出,从国引进。
这种技术实际是一种移相变压器,将A相电压的几成给B相,B相电压的几成给C相,C相电压的几成给A相,从而到达高电压削低,低电压得到填补的目的。
由于照明负载本身是3个独立的单相,电流的不平衡是绝对的,而前端10KV变压器往往都是一个假设负载平衡的,“偷工减料〞的日子型变压器,因此,磁通的不平衡,必将导致重载相电压下降,轻载相电压上升。
用三相平衡节电器,只能缓解平衡,不能根本解决问题,对照明节能,节电率低,主要用于电机负载,减少电机振动,对照明节能没有大的奉献。
〔8〕Mni智能电感照明节能技术
〔电力电子精细无级调节技术,路灯节能技术的开展方向〕
全球首次IGBT高频开关化交流稳压电源技术,部高频频率50KHZ。
技术性能完美,产品平安可靠,有大量成功实例,有大量产品出口。
Mni产品是唯一能象调光台灯一样,对超大功率照明进展无级无触点连续调节的节能产。
Mni智能电感用铜量为传统电磁的3%,真正环保节能和可持续开展。
Mni智能电感技术提供高质量的纯粹弦电力,对电网无电流谐波。
创新控制模式:
根据时段和情景,自动精细控制调节照明功率,商场节能20%以上,道路30%以上。
具有我国自主创新知识产权〔专利〕,国家唯一科技部创新基金支持。
全球领先的理想照明节能技术〔全球科技查新〕。
体积小,重量轻,可实现“以人为本,情景节能〞,符合产业开展和现代技术要求。
Mni产品部构造以及原理:
1、对照明节能,麦尼公司的做法是,采用电力电源通/断控制方式。
比方说在1秒钟,通电0.5秒,断电0.5秒,灯光的亮度将减半,用电量也为原有的一半。
如果通电0.9秒,断电0.1秒,输出亮度将是90%,用电量也是原有的90%。
如果通电1.0秒,断电0秒,那么亮度为全亮,用电功率为100%。
2、上述控制方式,将产生严重通、断闪烁,解决方法是:
将1秒周期缩短为0.1秒,闪烁明显改善,但还有闪烁。
如果将控制周期缩短为1mS,闪烁完全消失。
3、因此上述原理可用于照明功率控制与节能,但为了在输出端得到连续的正弦电压,控制周期选择20uS,电感L将大大缩小。
由于电路构造中采用了一个非晶纳米电感,出于商业需要,将此技术称为Mni智能电感技术。
开关采用最新一代超高频IGBT电力电子构成,电容采用无感高频低损电容。
四、路灯照明节能工作中的误区
由于照明节能是新生事物,在照明节能方面,出于对照明灯具的不了解,对照明理念的创新需要时间,对控制以及电力电源产品技术需要完善,因此,在照明节能事业中,出现一些误导,甚至是错误的观点观念,也是正常的。
对开展过程中的误导或错误,不管是有意或无意,我们都必须及时加以纠正和引导,否那么,会导致照明节能走上弯路,甚至会严重影响节能的积极性和市场的开展。
这里收集来自照明节能市场的信息,和同行的建议,希望大家关注。
〔一〕照明节能的“慢斜坡软启动〞危害
我们知道,电机启动时,由于通电电网电源频率50HZ,而此时电机从静态开场,电机转速频率为0,因此瞬间形成频率短路,启动电流高达额定电流的3-8倍,持续时间直达电机正常运转〔最长达10秒以上〕,对配电线路、设备和电网都造成危害。
因此需要电机软启动、变频启动和星三角启动,减少电网冲击。
HID灯启动,由于补偿电容的原因,合闸瞬间〔2毫秒,0.002秒〕,有很大启动尖峰电流,和电机启动堵转不一样的是,这种尖峰电流不会因为降低电压启动而减小许多,因为这是电容电压突变引起的电容充电电流。
如果没有补偿电容,这种启动电流也就不存在,如果补偿电容存在,降到100V启动也会有这种短路瞬间电流存在。
应该说,HID灯存在启动电流,但不是象电机那样额定值的许多倍,只是1.2-1.3倍,而且这种电流是与灯温度相关,必须10分钟以上加热到稳定温度,电流才会下降。
另外,我们知道,电感式日光灯,每开关灯一次,会降低许多寿命,因此如果短时间关灯离开,还不如不关灯,原因是开灯时屡次高压辉光点火,严重损伤灯的阴极,特别是电网电压低,频繁屡次不断启动,大大缩短灯的寿命。
开灯前期的辉光过渡阶段,影响灯具寿命,充分点燃后稳定的弧光放电,不影响灯具的寿命,因此HID灯要在足够电压下充分预热20分钟,然后将电压缓慢降低节能,稳定电弧,降低灯管温度,延长灯具寿命。
HID路灯,同样采用电感高压点火启动,如果采用“慢斜坡降压软启动〞,每天启动点火将增加到100屡次或更多〔如果电压缺乏,每秒将重复点火50次〕,如果开灯电压足够,点火1-2次就能启动。
因此“慢斜坡软启动〞将严重损伤灯具。
有些公司还将“启动大电流〞导致能量浪费作为宣传,这时无任何科学道理的。
Mni智能电感由于电压的高速无级连续调节,如果软启动是科学的,将很容易实现。
希望有些节能公司本着科学角度,认真考虑这个问题,不要炒作这些概念,误导照明节能技术。
〔如果有不同意见,请联系探讨〕。
〔二〕HID灯预热问题
我们的经销商告诉我们,希望去除预热时间,或将预热时间调到1分钟,理由是,哪怕半分钟的节能,都将影响到节电率,这样胜算的可能性就是对手。
而路灯部门是不会听你讲什么热热的好处问题的。
确实,有些路灯部门以前也没有预热的概念,另外,上级领导说了看节电率,他们也管不了,而领导也是不懂这些的呀。
所以节电设备供给的双方或多方,都被“强制〞不需要预热时间,一心追求节电率。
我们知道,HID灯的启动分2个过程,点火时不稳定的“辉光〞放电和10分钟后的“弧光〞放电,“辉光〞放电严重影响灯具寿命,因此希望时间越短越好。
为减少“辉光〞放电时间,点灯后必须维持足够长时间的额定预热电压。
从外部看,如果灯电流开场下降到稳定运行电流,那么开场完毕“辉光放电〞,从温度看,如果灯管温度到达稳定温度,那么开场完毕“辉光放电〞,为使“辉光〞尽快完毕,必须维持比拟高的电压,发出更多的热快速加热灯管。
有些公司把充分预热说成是如“煲汤〞,需要“急火〞烧开,然后“文火〞长时间炖,可节省能量,这种比喻也不妥帖。
这也说明“慢斜坡软启动〞对灯的危害,和预热缺乏对灯的危害。
另外,20分钟的预热,对节电率影响不大,对延长灯具寿命确至关重要。
〔三〕照明线路末端电压
在以往不节能的时代,路灯设计需要考虑末端电压,其电压值要保证灯具额定电压的下限以上〔220V-10%=198V〕。
建立部“十一五〞城市绿色照明工程规划纲要实施细那么中,第四十条在电网电压不稳定的地方可采用稳压或降压装置,但照明线路末端电压不应小于198伏。
这是保障灯能点燃的必须条件。
但同样,照明节能是新事物,需要客观分析对待,而建立部在制定细那么时,也不知道有无级连续调压的照明节能产品。
这种规定是根据固定降压节电器提出来的,即开灯就降压,需要保障末端电压在198V以上,否那么新灯都有可能点不着。
但是,Mni公司的照明节能产品,在开灯时总是全电压预热20分钟,在灯温、电弧、电流稳定后精细连续调压,在需要时将电压调到钠灯130V,金卤灯150V,不管是节电率还是延长灯具寿命,都是非常满意的。
另外,灯充分点燃后逐步降压节能,随着导线电流的减小,末端压降由不节能时的20V,变得可能只有5V,因此采用Mni智能电感产品,前端电压降低明显,末端电压降低反而不明显。
但需要说明的是:
“开灯预热电压必须在198V以上〞,进入节能后电压可以在198V以下。
〔四〕一味追求节电率
如果一味追求节电率,那么,关灯是最好的节能。
照明的根本功能是:
1、满足人们文化生活需要,满足城市文明,社会繁荣和促进经济以及消费,2、保障社会治安,3、保障交通平安。
节能同时需要保障照明的根本功能,即:
“不影响正常照明同时,极大限度地节约能源,延长灯具使用寿命〞。
遗憾的是,包括政府、路灯部门,和经销商,都一味追求节电率,有的在招标中,单纯将节电率看成主要指标〔不考虑照度情景需求〕,这样招标的结果是,事后工程完工,市民投诉,公安局投诉,在这种情况下,设备逼迫旁路运行。
如果没有“按时段情景节能功能〞,只是一味追求节电率,只需将高压变压器调低一挡,或将灯功率换小,或摘除一局部灯。
尽管Mni产品是所有照明节能产品中,节电率最高的,但Mni并不主一味追求节电率。
简单的节电率高,将使城市/商业综合经营本钱上升,因为这将使犯罪率上升,交通事故增加,消费下降,税收减少,商场营业额下滑,工厂次品率上升以及生产效率下降。
〔五〕突变/闪断调压对灯具的影响
对商场的电子镇流器节能灯,由于有滤波电容,电压闪断和突变,影响不明显,对电路的冲击依然存在。
商店中,如果电脑以及IT设备,如收银机,POS机,接入照明网,将引起设备死机,硬盘损坏等情况发生。
在路灯上,目前大局部是HID金卤灯,钠灯,电流的切断不仅使设备拉弧损坏,灯具熄灭,再次点火,严重缩短灯具寿命。
钠灯在不切断电流时电压突变5V以上将引起电弧漂移而熄灭,金卤灯在3V突变时电弧不稳熄灭。
因此,早期的电磁换档的商业运作,已经产生了严重的不良后果。
在经济条件比拟好的江浙,大面积上的电磁节能产品逼迫撤除,某南部城市也出现类似现象,以至于建立部对路灯照明节能,持非常慎重态度,并在最近〔2007年6月〕的“十一五规划纲要〞中第四十一条规定,在调压时严禁出现瞬间灭灯现象。
〔详见〕
为了解决闪断突变,目前国有几个节能公司,推出“进口〞碳刷的自藕调压器,面对大电流和感性负载,以及灰尘潮湿,产品平安受到质疑和挑战。
理想的照明节能技术,因该是采用电力电子无触点,纯粹弦〔电压、电流〕精细连续调节方式。
(六)电磁固定降压节能的危害
传统电磁调压节电器一般分为:
⑴三相统一调零换档,⑵三相独立调零换档,⑶三相独立补偿换档,⑷碳刷自偶变压器调节补偿调压,这些产品都有调压功能,但由于电磁换档或碳刷闪断冲击,输出故障电力,灯具熄灭,设备冲击,电网浪涌,商场电脑损坏,因此实际使用时都在固定调压位置。
①固定降压节电器,节电不节钱,灯具寿命缩短,换灯本钱和工程费高:
固定降压产品节能产品,如果固定降5V,节电率太低,固定降10V,节电率也不高,如果开灯就降20V,开灯时就有许多灯亮不起来。
即使全部换上新灯,用上3个月就变成旧灯,这些灯在200V下难以点燃,为了节能就得换下,其实这些灯在正常电压可继续使用。
②开灯就降压,影响交通、社会治安、城市繁荣:
黄昏需要高亮度照明时,灯光昏暗,交通事故增加,犯罪率上升,同时影响城市形象和居民生活,群众和公安投诉严重。
③无法按需照明,浪费严重:
上半夜电网负荷重,需要照明时灯光暗,下半夜电压高,不需要照明时,灯光反而更亮。
④不符合环保和可持续开展:
耗用大量高能耗且稀有铜材和矽钢,被盗和破坏严重,同时大量使用,将导致更大的环境污染和能源浪费。
〔七〕碳刷调节补偿调压、以及SCR数控补偿调压面临的挑战
照明节能,尤其是路灯节能,固定降压目前已经表现出许多不能承受的弊端〔有时新灯在低压下也无法启动〕,电磁换档也出现灯灭和设备的损毁。
因此有些节能企业将碳刷补偿无级调压用于照明节能,用伺服电机带动链式碳刷,实现调压稳压,专家对其可靠性存在质疑,以至于厂家在考前须知中也作描述:
“每月至少维护一次,用极细砂纸打磨铜柱外表如新,密切注意,如有异味或冒烟,立即切断电源,并通知厂家〞。
我们想,每个路灯配电柜派一个人值班,是不现实的。
可控硅代替接触器,实现无触点补偿调压,这种技术称为“数控式调压〞,在通讯和电台等IT行业有应用〔后端整流桥电路,无电流滞后〕,但在路灯方面,由于负载为感性,电流电压相位复杂,容易换相失败,需要大功率电阻吸收短路电流,电阻功耗大,设计困难,功率难做大,档位调节还存在电压突变现象。
尽管经过十多年的开展,目前国数控式调压稳压在路灯方面的应用还都不成熟。
(八)“以人为本〞节能和“情景照明〞节能的重要性
如果照明节能使学生视力下降,工厂次品增加,产量下降,商场销售下滑,道路交通事故增加,社会治安变坏,节能带来的一点点收益,将远远抵消不了它的负面作用,其它本钱在不知不觉中猛增,甚至是更大的浪费。
但是,当我们离开现场,或按情景,无人在照明现场时,高亮度的照明就是极大而且无辜的浪费。
因此,我们必须清醒,节能必须是在不影响正常照明的同时,极大限度地节约能源,保护灯具和延长灯具使用寿命。
对不同场合,制定出相应“以人为本〞,“按需调亮〞,“情景控制〞的节能模式,节能技术要保证实现的可行性,这样,才能消除照明节能的负面影响或使影响极小化。
既然照明是以人的感受为目的,根据生物效应,黄昏人眼瞳孔还没开,所以需要高亮照明,商场人少时可以降低亮度,人多的晚上和节假日,需要保照度,路灯是城市文明的象征,同时也要保交通平安和社会治安,但人少的前半夜和没人的后