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1產(chǎn)品名稱(chēng) ILUEST(伊路斯特)智能照明調控裝置 2照明電源的特點(diǎn) 燈光照明已經(jīng)成為人類(lèi)生活、工作、生產(chǎn)、娛樂(lè )等所有社會(huì )活動(dòng)中必不可少的重要措施,隨著(zhù)社會(huì )與科技的飛速發(fā)展,人們對燈光的要求不僅僅局限于借助它來(lái)看清物體,已經(jīng)上升到要求明亮、柔和、環(huán)保并給人以視覺(jué)美的高度。工業(yè)生產(chǎn)規模的擴大,要求與之相配套的照明容量也必然隨之增加。近年來(lái),城市夜景照明已經(jīng)成為夜間供電的主流,明亮的燈光已經(jīng)使大多數城市成為不夜城,這些給人們的生活、工作、生產(chǎn)、娛樂(lè )帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟效益和種種便利與享受。 然而,目前許多單位的燈光照明仍然存在著(zhù)很多亟待解決的問(wèn)題:大量的電能損耗造成電費居高不下;頻繁的更換燈具使單位不得不支付更多的燈具及其附屬器材的費用;燈具維修與保養所導致的人力資源的增加;強烈燈光產(chǎn)生的光污染;大面積照明燈具產(chǎn)生的熱輻射等等。為了解決這些負面影響,國家能源辦公室強制提出了照明工程必須達到綠色、節能、環(huán)保的要求。 針對上述問(wèn)題,用電單位已經(jīng)采取了一些措施來(lái)改善并緩解這些矛盾。 3節能型照明電源的工作原理 3.1照明節能的主要途徑 照明節能的途徑一是采用高效的節能型光源,也就是使用發(fā)光效率高的燈泡或燈管;二是在現有照明系統上加裝節能控制設備。 從實(shí)際應用的角度來(lái)看,第一種方案適用于新設計的照明回路。對于已有的照明系統,因需要更換所有燈具,初期投入資金和人力比較大,在不能分批分次更新燈具的照明場(chǎng)所,這樣做一次性投入太大,使許多單位望而卻步。高效節能光源(燈管、燈泡)是傳統光源價(jià)格的5～10倍,如果采購的節能型燈具本身質(zhì)量有問(wèn)題或是電網(wǎng)供電質(zhì)量不好,節能型燈具使用壽命很短,這樣就可能造成使用單位出現“節能不省錢(qián)”的不正�，F象。 對現有照明系統的節能改造,采用加裝節能設備較為經(jīng)濟實(shí)用。目前國內銷(xiāo)售的照明節能設備很多,其中照明控制調控裝置所占比例最大。從工作原理上大致分為三大類(lèi): (1)晶閘管斬波型照明節能裝置 采用晶閘管斬波原理,通過(guò)控制晶閘管(可控硅)的導通角,將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分,從而降低了輸出電壓值,達到控壓節電的目的。 這類(lèi)節能調控設備對照明系統的電壓調節速度快、精度高,可分時(shí)段實(shí)時(shí)調整,有穩壓作用,因為主要是電子元器件,相對來(lái)說(shuō)體積小、設備輕、成本低。 但該調壓方式存在一個(gè)致命的缺陷:由于斬波,使電壓無(wú)法實(shí)現正弦波輸出,會(huì )出現大量諧波,形成對電網(wǎng)系統的諧波污染,危害極大,不能用在有電容補償的電路中(現代照明設計要求規定,照明系統的功率因數必須達到0.9以上,而氣體放電燈的功率因數一般在0.5以下,所以都用電容器補償功率因數)。在國外,已有明文規定對電氣設備的諧波含量作出限制。在國內,北京、上海、廣州等大城市,已對諧波含量超標的設備限制接入電網(wǎng)使用。 大功率晶閘管斬波型節電設備,因其自身存在諧波污染的缺陷,如果加裝濾波設備,成本太高,所以此類(lèi)設備不宜用于照明電路中。 (2)自耦降壓式調控裝置 現在市場(chǎng)上最多的照明節電產(chǎn)品就是此類(lèi)產(chǎn)品。其原理是,通過(guò)一個(gè)自耦變壓器,根據輸入電壓高低情況,連接變壓器不同的固定抽頭,將輸入電壓降低5、10、15、20V等幾個(gè)檔,從而達到降壓節電的目的。 這類(lèi)產(chǎn)品最大的優(yōu)點(diǎn)是克服了晶閘管斬波型產(chǎn)品產(chǎn)生諧波的缺陷,實(shí)現了正弦波電壓輸出,結構和功能都很簡(jiǎn)單,當然可靠性也比較高。但存在明顯的技術(shù)缺陷: �、俟潭ǘ鄼n型降壓器 由于其核心部件是一個(gè)多抽頭變壓器,變壓比是固定的,一般副邊有3到5個(gè)降壓抽頭,分別降5V、10V、15V、20V,一旦接線(xiàn)端固定,降低電壓就是固定值。當電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí),調控裝置的輸出電壓也會(huì )上下波動(dòng),這樣照明燈具的工作電壓處在不穩定的波動(dòng)狀態(tài),無(wú)法起到對電光源的保護作用。當電網(wǎng)電壓較高時(shí),節電率不是最佳狀態(tài);而電網(wǎng)電壓較低時(shí),可能出現欠壓現象,造成燈具無(wú)法正常點(diǎn)亮,反而降低燈具壽命,這是這類(lèi)調控裝置存在的最大缺陷。當用電高峰時(shí),電網(wǎng)電壓過(guò)低,照明設備無(wú)法正常運行。 �、诮佑|器型降壓器 這類(lèi)調控裝置為了能做到額定電壓正常啟動(dòng),并在過(guò)電壓和欠電壓時(shí)跳到旁路(設備的安全保護),一般都用交流接觸器來(lái)進(jìn)行切換,這是最簡(jiǎn)單和常用的辦法。但是,如果用接觸器作為節電產(chǎn)品的電壓調整裝置的話(huà),其安全性、可靠性和無(wú)故障工作壽命都不能保障,存在安全隱患,因為交流接觸器在切換動(dòng)作時(shí),是機械的吸合和斷開(kāi),會(huì )有短暫的10～20ms斷電,一般稱(chēng)之為“閃斷”,這樣的斷電會(huì )導致HID燈(HighIntensityDischargedLamp—高壓氣體放電燈,如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等)熄滅。這種燈的特性決定,在熄滅以后,必須等到燈管冷卻,蒸氣壓下降后才能再次點(diǎn)亮,一般需要5～10min,在使用中,這將是個(gè)嚴重故障。 根據以上原因,不能用交流接觸器來(lái)控制照明調控裝置進(jìn)行頻繁切換。所以,生產(chǎn)和銷(xiāo)售此類(lèi)節電產(chǎn)品的廠(chǎng)家,一般做不到實(shí)時(shí)穩定電壓、多時(shí)段調控等功能,這也是這類(lèi)節電產(chǎn)品的嚴重缺點(diǎn)。 (3)采用塞里克魯生產(chǎn)的智能照明調控裝置可以解決傳統照明方案存在的問(wèn)題(后述) 綜上所述,這些節能方案均不能達到節能、環(huán)保的要求,為此西班牙塞里克魯公司研制生產(chǎn)的ILUEST(伊路斯特)智能照明調控裝置,科學(xué)地解決了這一系列矛盾與難題。 ILUEST智能照明調控系統,具有如下功能: �、佘泦�(dòng)/軟過(guò)渡功能 減少燈具壽命的最重要的因素之一是來(lái)自電網(wǎng)的過(guò)電壓,特別是照明系統正處于啟動(dòng)過(guò)程中的過(guò)壓。ILUEST的高質(zhì)量軟啟動(dòng)功能可以大大緩解燈具啟動(dòng)過(guò)程中冷啟動(dòng)大電流對光源的沖擊,從而延長(cháng)光源的使用壽命,同時(shí)減少了燈具及其附屬器件的更換費用和人工維護費用,如圖3-1所示的采用ILUEST供電的燈具,將有80%的燈具能夠工作到24000h。采用市電直接供電的燈具,80%的燈具只能工作到8000～12000h�？梢哉f(shuō)幾乎每個(gè)人都見(jiàn)過(guò)燈具啟動(dòng)時(shí)打火花和不穩定重復啟動(dòng)的現象,這種現象對燈具是致命的打擊,嚴重時(shí)燈具可能一次就被打壞。通常，啟動(dòng)一次相當于燈具點(diǎn)燃2～3h，如果出現上述現象對燈具壽命的損傷更是無(wú)法估量，而軟啟動(dòng)功能則可以很好地避免上述現象。 �、诜�壓功能 設備的工作狀態(tài)分為穩壓軟啟動(dòng)、穩壓預熱狀態(tài)(穩定在90%額定電壓狀態(tài))、穩壓運行狀態(tài)(穩定在額定電壓狀態(tài))、穩壓軟過(guò)渡1(斜坡方式的平穩降壓)狀態(tài)、節能穩壓工作狀態(tài)、穩壓軟過(guò)渡2(斜坡方式的平穩升壓)。不論設備工作在哪一階段，電網(wǎng)電壓如何波動(dòng)，其輸出電壓精度均為±2%。 燈具在工作過(guò)程中的電壓波動(dòng)也是縮短燈具壽命的主要因素之一。當燈具在高于額定電壓下工作時(shí),不但會(huì )減少燈具的壽命,而且還會(huì )造成因電壓升高而產(chǎn)生的能源浪費,通過(guò)計算可以得知電壓與功率(即耗電量)的關(guān)系: P=I2R=U2/R 例:電壓上升10%→U2=U1×1.1 P2=U22/R=(U1×1.1)2/R=(U12×1.21)/R=P1×1.21 結論:過(guò)壓10%,功率損耗增加21%! �、酃澞芄δ� 通過(guò)調低電壓達到節能目的,節能效果可以達到30%～70%。 例:電壓下降16%→U2=U1×0.84 P2=U22/R=(U1×0.84)2/R=(U12×0.7)/R=0.7P1 結論:減壓16%,節省功率竟達30%! �、苤悄芸刂乒δ� ILUEST具有可編程天文控制器，可以根據設備使用地點(diǎn)的經(jīng)度、緯度準確地自動(dòng)預知每天的日升日落時(shí)間，從而控制線(xiàn)路的開(kāi)閉時(shí)間和節能時(shí)間。 �、菥G色環(huán)保設備 ILUEST的諧波畸變?yōu)榱?不會(huì )對供電系統造成污染,同時(shí)能避免燈具閃爍、炫光等光污染對人類(lèi)的危害,是綠色電源設備。 3.2ILUEST智能照明調控系統的技術(shù)特點(diǎn) (1)功率范圍 3.5～150kVA,可滿(mǎn)足用戶(hù)各種功率等級要求。 (2)輸入電壓范圍寬 按輸出額定電壓而言,其輸入范圍可達+25%～-5%;按汞燈節電輸出電壓而言,其輸入范圍可達+11%～-19%;按鈉燈節電輸出電壓而言,其輸入范圍可達+10%～-25%。 (3)采用多抽頭變壓器補償技術(shù) 可以升降壓,輸出電壓質(zhì)量高(精度小于±2%), 效率高(大于97%)。 (4)由于采用快速晶閘管作為電子開(kāi)關(guān),調壓速度快 保證負載在額定電壓下工作,瞬間的過(guò)壓不會(huì )傳輸到負載,瞬間的電壓跌落不會(huì )使燈具熄滅。 (5)高智能化控制系統 可以根據世界各地的經(jīng)緯度預知每天日升日落時(shí)間,從而控制線(xiàn)路的開(kāi)閉時(shí)間。 (6)節電功能 根據現場(chǎng)需要,可以在適當時(shí)候實(shí)行節電控制,其節電可達30%以上。當氣體燈完全啟動(dòng)以后,再降低電壓到節能電壓,從而達到節能目的。根據氣體燈特性,鈉燈節能電壓設為180V,汞燈節能電壓設為190V,照度不會(huì )有明顯的變化。 (7)軟啟動(dòng)功能 根據氣體放電燈的特點(diǎn),在啟動(dòng)時(shí)有一定的預熱時(shí)間,可以延長(cháng)氣體放電燈的使用壽命,減少維護費用,節省人力資源。 (8)三相獨立調節功能 對于三相負載設備,具有三相獨立調節功能,可操作性強,可以承受100%三相不平衡負載。 (9)計算機遠程控制及遙控功能 在需要對智能照明調控裝置進(jìn)行調控時(shí),可以通過(guò)RS232接口實(shí)行遠程控制。 (10)自動(dòng)靜態(tài)旁路 固態(tài)旁路無(wú)噪音零切換,三相負載各相均配有靜態(tài)旁路,保證輸出電壓無(wú)間斷,更好地滿(mǎn)足現場(chǎng)的需要。 3.3ILUEST的工作原理 ILUEST智能控制器的主要結構有(見(jiàn)圖3-2): 
·多抽頭變壓器 ·自動(dòng)靜態(tài)旁路 ·帶有微處理器的電子組件(每一相上) ·時(shí)間程序器 設備通電后,每日正常的循環(huán)工作過(guò)程即可開(kāi)始。系統的軟啟動(dòng)從200V開(kāi)始并在這個(gè)水平上保持2.5min,在這之后5min進(jìn)入“慢斜坡”點(diǎn)亮模式直至電壓緩慢上升到220V的額定電壓為止,如圖3-3所示。
該指令由外部設備發(fā)出(如智能控制器、遙控裝置等),這個(gè)外部設備可作為遙控裝置與ILUEST設備的接線(xiàn)端子相連接。之后,電壓處于“慢斜坡”降壓模式并持續10min,直至電壓降至節電水平。這個(gè)過(guò)程設定為多次重復,即使在出現電源故障的情況下也可以做到。 通過(guò)調節系統的輸出電壓來(lái)達到軟啟動(dòng)、軟過(guò)渡、穩壓、節能的目的。采用微處理器控制與多抽頭變壓器各抽頭相連接的晶閘管靜態(tài)開(kāi)關(guān)的位置,進(jìn)而調節補償變壓器的補償電壓△U,從而達到調節輸出電壓的目的。因此， Uout=Uin+△U(△U可正可負) 4ILUEST的節能效果 以廠(chǎng)房使用較多的熒光燈為例: 每年照明的總時(shí)間(平均每天12h)為4380h， 在額定電壓下工作的總時(shí)間為1095h， 在節能電壓下工作的總時(shí)間為3285h， 每kWh費用為0.9元， 照明燈具的設計壽命為3000h， 40W的熒光燈費用為10元， 節能百分比(額定220V,節能190V)為26%。 4.1直接節能效益(40W/盞,1500盞) 照明總功率為60kW,每天按用電12h計算,每天用電量:60kW×12h=720kWh。 每度電費按0.9元計算, 每天用電費用:720×0.9=648元。 采用本系統后,節能按26%計算: 每天節約電費:60kW×9h×0.9×0.26=126.36元。 每年節約電費:126.36×365=46121.4元。 4.2間接效益 采用本系統后,燈具壽命延長(cháng)2～3倍,按2倍計算,一般燈具的實(shí)際使用壽命為4000h,采用本系統后可達8000h,燈具總數為1500盞。 采用本系統前,每年更換燈具約1.09次。 采用本系統后,每年更換燈具約0.54次。 每盞熒光燈(40W)按10元計算(以1500盞為例): 每年節約燈具費用:10×1500×(1.09-0.54)= 8250元 這樣每年直接和間接總節省費用達54371.4元,而且還會(huì )減少維護人員的工作量。 如果電網(wǎng)電壓經(jīng)常在230V上下波動(dòng),則節能收益更為明顯,如表3-1所示。
可見(jiàn),兩年以?xún)染涂梢允栈爻杀?而此設備的使用壽命長(cháng)達15年。 5ILUEST的安裝方法 ILUEST的安裝或在原線(xiàn)路中加裝均非常簡(jiǎn)便,如圖3-4所示。
ILUEST分為室內型與室外型兩種,配置靈活。室內型可安裝在室內的控制配電盤(pán)上,組成照明控制配電屏;室外型為高級聚脂材質(zhì),防護等級為IP54的機箱結構,可根據用戶(hù)需要選擇安裝位置。 用戶(hù)既可單獨采購ILEUST照明調控器和智能控制器,自行配置低壓照明供電裝置,也可訂購ILUEST成套裝置。 6ILUEST主要技術(shù)參數(見(jiàn)表2)
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