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1產品名稱 ILUEST(伊路斯特)智能照明調控裝置 2照明電源的特點 燈光照明已經成為人類生活、工作、生產、娛樂等所有社會活動中必不可少的重要措施,隨著社會與科技的飛速發展,人們對燈光的要求不僅僅局限于借助它來看清物體,已經上升到要求明亮、柔和、環保并給人以視覺美的高度。工業生產規模的擴大,要求與之相配套的照明容量也必然隨之增加。近年來,城市夜景照明已經成為夜間供電的主流,明亮的燈光已經使大多數城市成為不夜城,這些給人們的生活、工作、生產、娛樂帶來了巨大的經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很多亟待解決的問題: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;強烈燈光產生的光污染;大面積照明燈具產生的熱輻射等等。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、環保的要求。 針對上述問題,用電單位已經采取了一些措施來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。 從實際應用的角度來看,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)是傳統光源價格的5～10倍,如果采購的節能型燈具本身質量有問題或是電網供電質量不好,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”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濟實用。目前國內銷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: (1)晶閘管斬波型照明節能裝置 采用晶閘管斬波原理,通過控制晶閘管(可控硅)的導通角,將電網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,可分時段實時調整,有穩壓作用,因為主要是電子元器件,相對來說體積小、設備輕、成本低。 但該調壓方式存在一個致命的缺陷:由于斬波,使電壓無法實現正弦波輸出,會出現大量諧波,形成對電網系統的諧波污染,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 現在市場上最多的照明節電產品就是此類產品。其原理是,通過一個自耦變壓器,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等幾個檔,從而達到降壓節電的目的。 這類產品最大的優點是克服了晶閘管斬波型產品產生諧波的缺陷,實現了正弦波電壓輸出,結構和功能都很簡單,當然可靠性也比較高。但存在明顯的技術缺陷: ①固定多檔型降壓器 由于其核心部件是一個多抽頭變壓器,變壓比是固定的,一般副邊有3到5個降壓抽頭,分別降5V、10V、15V、20V,一旦接線端固定,降低電壓就是固定值。當電網電壓波動時,調控裝置的輸出電壓也會上下波動,這樣照明燈具的工作電壓處在不穩定的波動狀態,無法起到對電光源的保護作用。當電網電壓較高時,節電率不是最佳狀態;而電網電壓較低時,可能出現欠壓現象,造成燈具無法正常點亮,反而降低燈具壽命,這是這類調控裝置存在的最大缺陷。當用電高峰時,電網電壓過低,照明設備無法正常運行。 ②接觸器型降壓器 這類調控裝置為了能做到額定電壓正常啟動,并在過電壓和欠電壓時跳到旁路(設備的安全保護),一般都用交流接觸器來進行切換,這是最簡單和常用的辦法。但是,如果用接觸器作為節電產品的電壓調整裝置的話,其安全性、可靠性和無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作時,是機械的吸合和斷開,會有短暫的10～20ms斷電,一般稱之為“閃斷”,這樣的斷電會導致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亮,一般需要5～10min,在使用中,這將是個嚴重故障。 根據以上原因,不能用交流接觸器來控制照明調控裝置進行頻繁切換。所以,生產和銷售此類節電產品的廠家,一般做不到實時穩定電壓、多時段調控等功能,這也是這類節電產品的嚴重缺點。 (3)采用塞里克魯生產的智能照明調控裝置可以解決傳統照明方案存在的問題(后述) 綜上所述,這些節能方案均不能達到節能、環保的要求,為此西班牙塞里克魯公司研制生產的ILUEST(伊路斯特)智能照明調控裝置,科學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�/軟過渡功能 減少燈具壽命的最重要的因素之一是來自電網的過電壓,特別是照明系統正處于啟動過程中的過壓。ILUEST的高質量軟啟動功能可以大大緩解燈具啟動過程中冷啟動大電流對光源的沖擊,從而延長光源的使用壽命,同時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。可以說幾乎每個人都見過燈具啟動時打火花和不穩定重復啟動的現象,這種現象對燈具是致命的打擊,嚴重時燈具可能一次就被打壞。通常，啟動一次相當于燈具點燃2～3h，如果出現上述現象對燈具壽命的損傷更是無法估量，而軟啟動功能則可以很好地避免上述現象。 �、诜�壓功能 設備的工作狀態分為穩壓軟啟動、穩壓預熱狀態(穩定在90%額定電壓狀態)、穩壓運行狀態(穩定在額定電壓狀態)、穩壓軟過渡1(斜坡方式的平穩降壓)狀態、節能穩壓工作狀態、穩壓軟過渡2(斜坡方式的平穩升壓)。不論設備工作在哪一階段，電網電壓如何波動，其輸出電壓精度均為±2%。 燈具在工作過程中的電壓波動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,不但會減少燈具的壽命,而且還會造成因電壓升高而產生的能源浪費,通過計算可以得知電壓與功率(即耗電量)的關系: 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:過壓10%,功率損耗增加21%! ③節能功能 通過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的經度、緯度準確地自動預知每天的日升日落時間，從而控制線路的開閉時間和節能時間。 �、菥G色環保設備 ILUEST的諧波畸變為零,不會對供電系統造成污染,同時能避免燈具閃爍、炫光等光污染對人類的危害,是綠色電源設備。 3.2ILUEST智能照明調控系統的技術特點 (1)功率范圍 3.5～150kVA,可滿足用戶各種功率等級要求。 (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 可以升降壓,輸出電壓質量高(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關,調壓速度快 保證負載在額定電壓下工作,瞬間的過壓不會傳輸到負載,瞬間的電壓跌落不會使燈具熄滅。 (5)高智能化控制系統 可以根據世界各地的經緯度預知每天日升日落時間,從而控制線路的開閉時間。 (6)節電功能 根據現場需要,可以在適當時候實行節電控制,其節電可達30%以上。當氣體燈完全啟動以后,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,照度不會有明顯的變化。 (7)軟啟動功能 根據氣體放電燈的特點,在啟動時有一定的預熱時間,可以延長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行調控時,可以通過RS232接口實行遠程控制。 (10)自動靜態旁路 固態旁路無噪音零切換,三相負載各相均配有靜態旁路,保證輸出電壓無間斷,更好地滿足現場的需要。 3.3ILUEST的工作原理 ILUEST智能控制器的主要結構有(見圖3-2): 
·多抽頭變壓器 ·自動靜態旁路 ·帶有微處理器的電子組件(每一相上) ·時間程序器 設備通電后,每日正常的循環工作過程即可開始。系統的軟啟動從200V開始并在這個水平上保持2.5min,在這之后5min進入“慢斜坡”點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出(如智能控制器、遙控裝置等),這個外部設備可作為遙控裝置與ILUEST設備的接線端子相連接。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。這個過程設定為多次重復,即使在出現電源故障的情況下也可以做到。 通過調節系統的輸出電壓來達到軟啟動、軟過渡、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開關的位置,進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 以廠房使用較多的熒光燈為例: 每年照明的總時間(平均每天12h)為4380h， 在額定電壓下工作的總時間為1095h， 在節能電壓下工作的總時間為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2～3倍,按2倍計算,一般燈具的實際使用壽命為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,而且還會減少維護人員的工作量。 如果電網電壓經常在230V上下波動,則節能收益更為明顯,如表3-1所示。
可見,兩年以內就可以收回成本,而此設備的使用壽命長達15年。 5ILUEST的安裝方法 ILUEST的安裝或在原線路中加裝均非常簡便,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上,組成照明控制配電屏;室外型為高級聚脂材質,防護等級為IP54的機箱結構,可根據用戶需要選擇安裝位置。 用戶既可單獨采購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主要技術參數(見表2)
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