本文选自省级期刊《能源与节能》，《能源与节能》创刊于1996年，本刊坚持科学发展观，关注我国能源经济现象，报道能源与节能领域最新科研成果，探求我国该领域的方针、政策和发展 战略，积极普及节能知识。同时为从事教学、管理、科研、以及广大一线工作的技术人员就能源、环保及节能等相关问题提供了一个政策研讨、理论交流及节能和环 保等新技术推广的平台。
摘要：简要介绍新型节电产品-智能照明节能配电柜的工作原理及节电方式。
关键词：绿色照明工程,节能,照明,稳压-调压,功率因数,浪涌谐波
1“绿色照明工程”简介
1.1“绿色照明工程”是一项照明节电、减少对环境污染、保护生态平衡的系统工程。当前我国电力供需矛盾，全国每年照明用电约1500亿度（占总发电量的10%），缺电和照明落后成为制约经济发展的瓶颈。实施“绿色照明工程”，每年可节约原煤1500亿吨，减少污染，保护环境；推动产业结构升级和技术进步，并产生巨大的社会和经济效益。
1.2“绿色照明工程”现阶段重点发展和推广应用的绿色照明产品包括：
a.光效高、光色好、寿命长、安全和性能稳定的节能电光源，如细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯及其它新型光源等；
b.自耗小、省电，对环境、人体无污染和影响的照明电器附件，包括电子镇流器、节能型电感镇流器、电子变压器等；
c.光能利用率高，安全、可靠，美观、适用的照明灯具；
d.传输效率高，电能损耗小，使用安全可靠的配线器材，各种调光装置，感应、光控开关和遥控等控制器具；
e.集光、电、IT技术于一体的智能照明调控系统；
本文所介绍的智能照明节能配电柜就是一种符合“绿色照明工程”主旨-节能、节约的智能照明调控产品。
2现有照明配电的弊端
2.1光源功率因数低。现有常用的照明光源绝大部分是气体放电灯，主要有：日光灯、高压水银灯、金属卤化物灯、高低压钠灯。气体放电灯因为发光效率高而被广泛采用，但这些光源在电能的利用上有着明显的缺陷，即功率因数很低，一般功率因数仅为0.4~0.6。
2.2电能浪费大、光源寿命短。用电低谷时，电网电压会显著上升，一般可达240V，过高的电压会产生不必要的电费开支，也会使光源的寿命严重缩短。
2.3谐波及电压波动：虽然现在很多用户采用节能型光源，但是在实际使用中的运行维护费用并没有减少。原因是没能有效控制电压波动和浪涌瞬变以及谐波污染，使节能型光源的寿命大大缩短。
3智能照明节能配电柜节电、节约方案：
3.1节电原理
图1.智能照明节能配电柜系统框图
智能照明节能配电柜是智能稳压，调压、提高功率因数和消除浪涌谐波等多种技术相结合的节电节能产品，系统结构见图1。其工作原理是：通过[时控单元]、[主控单元]、[电压补偿单元]、[调压单元]和[输入、输出采样]，共同完成智能稳压功能；通过[功率因数提升单元]来提高电路的总功率因数；通过[浪涌抑制单元]和[滤波单元]来抑制浪涌、滤除谐波，最大限度地降低照明电路的电耗。用户可根据需要，由全中文显示界面自行设置节能电压，对运行时间和方式进行编程，修改或读取各种控制和保护的预设值。其特别加强的无触点智能稳压技术，可保证照明系统启动正常、运行稳定，获得更大的节电效果，成功的实现了既保证设备正常用电，又最大限度地节电省钱、提高用户经济效益的目的。
3.2节电途径：
3.2.1智能稳压-调压
由灯具的电功率公式P=U2/Z知，降低灯具的供电电压可以节约很多电能。
另外，目前我国电网电压普遍偏高，特别是在晚上12:00以后。过高的电压不但浪费了电能，产生不必要的电费开支，还缩短了光源的使用寿命。为消除这种现象，必须对照明设备的供电采取智能稳压措施，给灯具提供一个既能节电，又不影响正常使用的供电电压。
智能照明节能配电柜可以智能地控制照明供电电压。其根据电网电压，首先自动输出一个合理的稳定电压--第一节电电压209V（可调），来软启动照明灯具，这样可减少约40％的灯具启动浪涌，提高光源寿命；正常运行后至晚上12:00（该时间可任意设定），灯具就一直在这一节电电压下运行，这样即不影响照明效果，又能节约电能和延长灯具使用寿命，完全符合“绿色照明”的要求。当深夜时，电压不断升高，而照度要求反而降低，于是节能配电柜按设定的程序，自动输出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，节能效果见图2。
图2.以路灯控制为例的节能效果图
3.2.2提高功率因数
功率因数是反映设备的电能利用程度和合理使用状况的一项重要指标。功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，目前常用的荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等都是气体放电灯，因其发光效率高而被广泛使用，但这些光源功率因数很低，一般功率因数为0.4~0.6，无功功率消耗很厉害。
智能照明节能配电柜内含[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，功率因数净提升值为0.15（可根据需要升至0.25）。这样，同样的用电负荷，总用电容量可节省15％~25％，满足了电力部门对无功功率补偿的要求，避免因为功率因数过低而产生的罚款。同时，功率因数改善后，照明线路中总电流减少，温度降低，灯具及附属照明设备的使用寿命大大延长（温度每降低10度，寿命可延长一倍）。
3.2.3消除浪涌谐波：
由于许多照明灯具采用了电子镇流器，因而带来了大量的高次谐波。谐波对照明系统有以下几点危害。
I.谐波电流在照明线路及变压器中产生附加损耗，不利节能。
II.各相的三次谐波，在配电线路的中性线上叠加，导致中性线的电流过大，甚至超过相线电流，使中性线过热，甚至造成火灾。
III.谐波使照明电器，变压器过热，降低寿命，产生噪音。
IV.谐波也会降低照明系统的功率因数。
V.对电网和通信、信息系统带来干扰和危害，或某些保护装置误动。
VI.谐波也会造成电度表中的感应转盘产生额外的电磁转矩。经国内外专家多次试验证明，如谐波分量达到20％，将会使电度表产生10%~15%的误差，过度计量将给用户造成无谓的损失。
智能照明节能配电柜中设计了[浪涌抑制单元]和[滤波单元]，通过采用浪涌抑制元件、多重滤波器等技术，能有效抑制电网电路中的浪涌瞬变，滤除高频谐波，提供了高质量的照明电源，提高了照明设备的运行效率，并能延长其使用寿命，具有节电和保护设备的双重功效。
4经济效益分析
4.1智能照明节能配电柜投入运行后，获得的直观效益是节约了照明电费，节电率为30％~55%（由用户电网的质量和使用环境决定)。
4.2智能照明节能配电柜投入运行后，明显提高了照明系统的功率因数，减少了线路的无功损耗，提高了用电效率。
4.3智能照明节能配电柜投入运行后，照明灯具的工作温度降低，供电质量也得到改善，从而大大延长照明光源的使用寿命、降低日常维护费用。
4.4举例：一台智能照明节能配电柜（30kVA）可带40W含普通镇流器型荧光灯约600盏。
若某商场每天开灯13小时，某工厂每天开灯24小时，电价为0.8元/度，按最少30％节电率计算，一年可节省电费开支：
商场：24(千瓦)×13(小时)×365(天)×0.8(元/度)×30％＝27331.2(元)
工厂：24(千瓦)×24(小时)×365(天)×0.8(元/度)×30％＝50457.6(元)
另外，由于照明节能配电柜投入运行后，降低了灯具和开关的工作温度，其使用寿命能延长两倍以上，从而使照明系统的维护费用至少可降低60％。
5结语
在企业的成本控制中，节电是一种最简单易行的降低成本的方法，企业通过节电改造，不仅能实现长期的成本控制，而且节电作为一种全新的投资方式，将为企业持续的创造财富。使用智能照明节能配电柜，确是一项实实在在、只赚不赔的投资，是精明的用户明智的选择。
参考文献：
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