路灯照明节能设计应用

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摘 要：一个发展中国家,能源是国民经济的基础,节能环保是社会经济发展的前提.电能是能源中具有安全性、环保性、经济性、广泛性的重要商品之一,是国民经济脊梁.为此节约电能,科学利用电能,同时保护生态环境.关键字：软启动,节电,路灯控制器1概述一个发展中国家,能源是国民经济的基础,节能环保是社会经济发展的前提.电能是能源中具有安全性、环保性、经济性、广泛性重要商品之一,是国民经济脊梁.为此节约电能,科学利用电能,同时保护生态环境.在石化城市,各类照明类消耗的电能比例很大,对其进行科学的管理,最佳实用效果、并节能环保.不但降低了企业电能成本及维修成本的支出,而且是利国、利企、利民的大事.在长期供电运行管理工作中,深知能源的不可再生性.而石化辖区道路照明及亮化工程的各种型号光源5602盏,在线容量820KW,每年能源费和维修费支出均在420.6万元以上.所以必须尽快进行节能改造意义之重大.2论述城市道路照明及建筑亮化工程系统的技术节能,不是取消或减少照明数量或缩短供电时间以求节电,而是要以功率小效率高电光源和有效控制方式来满足建筑物的照明效果,满足人体视觉所需的环境照度.就是要以最小的电能进一步提高照度效率.为此必须努力减少无效照度和减少照明系统中光能的损失,努力寻求光能的有效综合利用和科学控制程序.众所周知,照明设备的耗电量是照明消耗的电能与照明时间的乘积.因此,要使照明设备节能,就要从减少设备消耗的电能和缩短照明时间两方面着手.3技术分析重点考虑照度标准及照度分区光照标准越高,对肉眼观察越有利,但是,实际上受经济效益的限制,无限增加照度标准是不可取的.因此,我国根据作业种类和场所,在劳动安全卫生条例中规定了最低照度.在采用一般照明的同一照明区域中,照明目的和可视作业内容完全相同的场合是不多的.如果在照明区中,有通道和仓库,就要把精密作业区分出来.在这种场合,把所有作业区都按最高照度作为必要的视作业照明是不经济的.在视作业地点固定的工厂和事务所,对照度标准进行极仔细的分区是很容易的,特别是需要高照度部分,可以在一般照明基础上,增加局部照明；照度要求不高的部分,可以和其他部分分开,进行单独配线,采用相间点灯或调光.在视野内,如果亮度相差很大,作业者眼睛极易疲劳,要引起注意.一般来说,一般照明和局部照明照度之比为1：10以下.4改善照明设备的效率提高照明设备效率可以从光源、照明灯具、控制设备等硬件解决,如何把不同时段的所需照度自动完成,用软件控制硬件既满足工作所需同时又节能,组成一个系统加以有效利用.4.1采用高效光源光源效率包括灯具效率和综合效率两种,都可用1m/W表示.除白炽灯外,放电式灯在工作时需要镇流器,灯的效率就是指灯管本身的发光效率（灯光通量/灯功率）.综合效率可用光通量和包括镇流器损耗在内的实际消耗功率之比（灯光通量/消耗电功率）来表示.从节能观点出发,比较各种光源的综合效率比讨论灯本身效率要合适.从节电观点对各种光源的特性及原有设备的适用性分析上述光源的具体节能方法归纳如下：1）用高效荧光灯和HID灯（水银灯、金属卤化物灯、高压钠灯等高亮度放电灯）代替低效率的白炽灯（例如：住宅白炽灯—荧光灯；体育馆、灯光球场的白炽灯—金属卤化物灯或高压钠灯）.2）即使用同种灯,也可采用高效率的节电灯代替（例如：白炽灯100W—节电型65W或氪灯60W；快速起动荧光灯40W—节电型30W或20W）.3）在诸如眩光和照度均匀性等照明质量允许范围内,尽可能使用灯数量少的高瓦数灯.因为光源功率越大,效率越高.4）采用混光照明,不会降低显色性,改善了综合效率.4.2提高照明率所谓照明率就是射到被照面上的光通量与灯泡总光通量之比,此值决定于灯具效率（灯具反射的光通量与灯光通量之比）、照明灯具的配光、房间形状、房间内的表面反射率.要提高照明率,可采取以下措施：1）采用效率高的照明灯具；2）房间装修要明亮；3）使用适合房间形状的配光照明灯具.5妥善维护保养,减少设备负荷照明设备随工作时间的增长,原有照度逐渐下降,其主要原因有两个：1）灯体本身工作时间长了,有效光通量会减小.2）由于照明灯具和灯的污脏,使效率降低.6进行开闭控制,缩短用电时间只在必要时间、必要场所,根据使用目的以适当亮度开灯就足够了.因此要对照明设备进行极细致的开闭管理.最简单的方法是根据时间、场所、目的、有无自然光等操纵手动开关控制不必要的人工光.自动开闭控制由顺序定时器,根据场所、目的及时间段的照明图进行自动开闭,称照明控制式和用光敏元件测知自然光采光状态,根据自然光射入状态自动开闭射入区内的电源光.两种控制都需要根据使用状况和使用目的、自然光射入状态,对照明设备按照明图配线.白炽灯和荧光灯照明,采用上述方式是容易控制,但HID灯（水银灯、金属卤化物灯、高压钠灯等高亮度放电灯）因瞬时点燃有困难,故采用上述控制方式会产生一些困难和限制.现在推荐软启动节能系列智能调压照明调控装置,来对气体放电光源进行调控.中国国际GB50034-92及行业标准C45-91在针对城市道路及工业企业户外道路照明的条款中指出：对于供电与控制,要求稳定的电压并实现自动时钟控制及光控.对于深夜照明,要求有节能措施.针对气体放电光源制定出了最佳调控方案,开发了软启动节能系列智能调压照明调控装置.该智能照明调控装置已成功地应用于化工厂区各重要照明场所,并取得了良好的经济回报.智能照明调控装置以电源系统控制为中心,在对气体放电光源实现自动调控满足不同厂所照度的同时,切实现节电达20%--40%,并使光源及附件的寿命延长一至二倍,它具有以下十大基础功能：1）可编程的智能控制器,可以根据设备使用地的经度、纬度准确地编程本地区每天日升日落时间,控制供电的开闭时间.这项功能特别适用于厂矿及城市不同辖区.2）独立的节能时段设定,适用于不同场所照明节能控制.3）对于特定场合的照度按所需时间自动控制.4）控制功能可用面板按键进行设定,亦可以用微机WINDOWS平台上的专用软件设定.5）最多两次单击操作键盘或平台窗口标识,即可实现各种功能的手动插入控制.6）卓越的软启动点亮功能保证光源不受冷启大电流冲击,大幅度减少光源毁损率,延长了光源及附件的工作寿命.7）高速电子检测及稳压执行系统,绝对保证负载在设定工作电压值工作,电源侧的电压变化与负载隔离.8）降压限流节能功能.是在夜深时段在不影响日体视觉的情况下,适当降低输出工作电压、限制输出工作电流实现达到节能的目的.9）控制设备不论工作在哪一时段,均能输出精度+2%的稳定电压.10）完善的保护功能.当检测到运行故障时,将自动转到热备支路工作,以保护对光源的连续供电；可由智能控制器储存故障时段记录,便于维修和故障处理.其设备控制过程如下：在线设备每日正常的循环工作过程,开启设备软启动程序工作时,首先经0-10分钟加0-100V设定电压预热后,再经设定0-5分钟进入点亮模式电压阶段后,缓慢上升到设定电压值工作.运行中根据照度需要设定多时段的降压或升压限流运行,作到照度按需编程值自动调节控制,实现节电目的.在启动过程当中,输出电压稳定在与之相应的编程控制值上,启动过程完成,设备将会给所供负荷提供稳定的电压,直至设备收到降低供电电压的指令.该指令由外部设备发出（如智能控制器、遥控装置等）,这个外部设备可作为遥控装置与设备的接线端子相连接.电压处于“慢斜坡”升压或降压模式并持续10分钟,直至电压降至节电编程控制值.这个过程是通过设定为多次重复自动循环过程.软启动节能路灯控制器自动控制过程简述如下（见附图）：第一步启动开灯（编程预设经纬仪等）第二步预热系统启动（0-10分钟预设）第三步点亮系统启动（0-3分钟预设）第四步自动稳压运行（预先设定电压186-220V）第五步自动降压后稳压运行（预先设定电压186-200V）第六步停止关灯（编程预设经纬仪等）7应用实例大庆石化公司物业管理中心龙凤机电车间路灯节电改造方案投资与收益分析根据龙凤机电车间辖区路灯的实践调研,发现路灯存在着使用寿命短、耗电量大、维护费用高等原因,建议公司对龙凤机电车间辖区卧龙路路灯做如下节能试验：路灯用电现况龙凤机电车间卧龙路段路灯采用三相电源供电,有97根路灯杆,每根路灯杆有2盏,每盏路灯均为400W的高压钠灯,全年平均日运行约11小时,平均电价约为0.374元.节电产品选择根据该路段的路灯负载特性为高压钠灯,拟选用LDJD型高性能控制柜：其规格为：LDJD型-200A节电柜名称型号电流价格节电率路灯节能控制柜LDJD-2003×200A44000.0033.3%投资回报分析我们针对卧龙路段路灯做运行测试进行节电效果分析,以实测节电率33.3%计算投资回报期如下：1、路灯年用电量：等于总功率（KW）×年运行天数（D）×每天运行小时数（h）等于（0.8KW×97）×365×11等于31.1564万（KW）2、系统年节电效益等于系统年用电量×节电率×电价等于31.1564×33.3%×0.374等于3.8802（万元）3、投资成本：一台LDJD-200型的节电控制柜的价格是44000.00元人民币.4、投资回报期等于投资成本/年节电效益等于4.4÷3.8802等于约1.133（年）按节电率33.3%计算,投资回报期1.133年.若节电率上升则投资回报期更短.根据卧龙路段的路况,在夜间人流、车辆稀少的情况下可以提前进入节能状态.经过综合布控后,节电率可稳步上升到40%以上,则会在更短的时间内收回投资成本.大庆石化公司物业管理中心龙凤机电车间所管辖的龙凤区路灯控制有挂式控制箱与柜式控制箱共有76个,年用电费为165万元.以节电率为33.3%计算,年节约费用165万元×33.3%等于55万元.76台智能照明控制柜,平均价格为3.4万元,分期投资如下表：备注：投资回报期等于投资成本/年节约费用×12月节能就是创造效益：经过投资回收计算,综合的节电效果,路灯的节电改造投资回收期不到一年的时间,节能效果显著,一次投资,长期受益,这项节能改造在减少电费的同时,节电控制柜也起到优良的安全保护作用,延长灯具使用寿命,降低维护费用,减少维修工作量.采用智能照明控制器可节能、且节省人工维护费用；程序化调控器的软启动、稳压、减压减流,还可延长照明光源及附属器具寿命,节省更换照明器具所需的人力物力,是一种较好的照明方案.参考消息[1]杨旭.浅谈城市道路照明设计与节能[J].科技创新与应用,2012（12）.