基于稳压技术的智能照明节能配电柜方案及原理介绍-电子工程世界

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Intelligent Lighting Distributor with Saving Energy
Based on Reg ulating Technology

PAN Shengli1, WANG Hongyu2

(1.Shanghai Pandeng Electrical Co., Shanghai 200060, China;
2.Shanghai Instrumentation Institute, Shanghai 200082, China)

　　Key words: saving energy; lighting; distributor; regulater

　　“绿色照明”工程是一项在全国范围内实施的节约照明用电、保护生态环境的系统工程。GGDZ智能照明节能配电柜就是按此要求，并结合无触点稳压器专利技术开发的一种新型节能产品。

　　1.1调压节电

　　由灯具的电功率公式P= U2/Z知，对特定的灯具，它的供电电压U每上升(下降)5%，功耗大约增
　
灯具的供电电压可以节约很多电能。

　　这部分电路主要由采样单元、时控单元、固态继电器单元、主控板、补偿变压器单元和保护电路等组成。其中，一相补偿电路的工作原理图见图2。图中BT1、BT2、BT3是三台独立的补偿变压器(一般为3～4台，根据稳压精度及要求的输入电压范围选择)，它的次级补偿电压一般设置为7V、14V、28V(或5V、10V、20V)等。S1～S12为12只固态继电器(S1～S4与BT1、S5～S8与BT2、S9～S12与BT3分别组成3个功率桥路)。若因输入电压Ui升高或负载变化而使输出电压Uo高于设定值时，主控板经采样、比较、判断，使补偿变压器工作，产生反极性补偿电压，将输出电压降低到设定值之内。如，为了产生7V补偿电压，交替地触发导通S1/S4、S2/S3，使BT1投入工作。当输出电压Uo低于设定值时，经采样、比较、判断，主控板微机以相反的时序触发固态继电器，使补偿变压器产生正极性补偿电压，将输出电压升高到设定值之内。如图所示，BT1、BT2、BT3全部投入工作时产生的补偿电压可达±49V(或±35V)。节电运行时，节电柜按照时控单元输出的指令，改变设定电压。比如，在特定时刻自动输出第一节电电压209V(可调)，来软启动照明灯具，晚上12：00(该时间可由程序任意设定)以前，灯具就一直在这一节电电压下运行。深夜时，电压不断升高，而照度要求降低，于是，节能配电柜在微机和时控单元的作用下，逐渐降低输出电压至另一个适合深夜照明的稳定电压——第二节电电压195V(可调)，以达到更大的节能效果。之后，在黎明前某一设定时刻，再将电压升至第一节电电压，并在指定的时间关灯。何时开灯、何时关灯、何时输出第一节电电压、何时输出第二节电电压及工作模式等，皆可在全中文显示界面上自行设置和更改。采用GGDZ智能照明节能配电柜后，仅智能稳压所实现的节电效果一般就可达20%～30%。

　　1.2提高功率因数节电

　　GGDZ智能照明节能配电柜内设有“功率因数提升单元”，它能根据电路中的负载状况自动调节功率因数，提供足够的无功功率容量。同样的用电负荷，总用电容量可节省约15%～25%，从而满足了电力部门对无功功率补偿的要求，避免了因为功率因数过低而产生的罚款。功率因数改善后，照明线路中总电流减少，无功损耗降低。

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　　浪涌瞬变使一个系统的用电效率严重下降。GGDZ智能照明节能配电柜内部具有独特的浪涌抑制元件和多重滤波器，用来消除浪涌谐波，有效清除瞬变对系统用电设备的干扰或损坏，减少由瞬变浪涌等引起的用电设备和线路损耗的增加，提高了整个系统的用电效率。

　　GGDZ节能配电柜利用无触点稳压专利技术，并选择品质优良的器件制造，产品能在恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作，实现了长期免维护。其他特性见表1。

　　3.1节电柜容量选配

　　假设节电柜向90盏(400W/盏)的高压钠灯供电。查普通型高压钠灯的技术手册知，400W高压钠灯的额定电流为4.6A。

　　每相总电流=4.6A/盏×90盏÷3相×1.1=151.8A

　　节能配电柜的额定电流应大于等于此电流；对照GGDZ配电柜手册，故可选三相100kVA,每相额定电流为152A的GGDZ-3100智能照明节能配电柜。即，三相配电柜的容量可按下式选配：

　　节能配电柜额定电流≥每盏灯的额定电流×盏数÷3×1.1

　　对单相配电柜，可以类似方式选配：

　　节能配电柜额定电流≥每盏灯的额定电流×盏数×1.1

　　假设上述钠灯每天工作13h，节电柜投入运行前的平均照明电压为231V，投入运行后的照明电压为209V、195V，各工作6.5h，则一年即可收回投资成本。加上灯具寿命的延长和维护费用的降低，则总收益更高。而且，GGDZ智能照明节能配电柜的使用寿命长达15年，一次投资即可长期受益。

　　3.2节电柜的使用

　　据统计部门介绍，照明用电约占全国用电量的13%，每年用在照明上的费用约800亿元人民币，仅从这两个数字即可看到对照明产品和照明系统实施节电的重大意义。GGDZ智能照明节能配电柜是一种很实用的节能产品，节电率超过20%(最高可达55%)，将这种产品用在工厂照明、市政照明、交通照明和公共照明等场所，不仅可以节省大笔电费，延长原有照明网络的使用寿命，而且，还可有效地减少火电厂对SO2等的排放量，保护生态环境。

关键字：稳压技术智能照明配电柜编辑：探路者引用地址：基于稳压技术的智能照明节能配电柜方案及原理介绍

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