照明稳压节电器的应用

照明稳压节电器的应用

艾可

艾可（黑龙江省电子技术研究所，黑龙江哈尔滨150040）

摘要：在照明线路中应用稳压节电器可以使电压稳定在最佳电压波动范围内，并可以满足用户不同光源、不同时间的需求，实现最佳照明状态、最大节电率，并延长照明设备的使用寿命。

关键词：稳压节电器；应用；分析

前言

近几年，电能电压的稳定性越来越受到人们的关注。由于电压不稳定，造成电器损坏的情况时有发生，因此在电源末端使用稳压节电器，就可以解决电能电压不稳定的问题。

1应用稳压节电器的必要性分析

在供电线路中产生电能损耗的原因：在电力供电系统中，为了避免送电过程中的线路损耗及用电高峰造成的末端电压过低，往往都是以较高的电压传输，超出用电设备的额定电压，最终导致设备运行温度升高，能耗增加；用户的用电负载在三相上分布不平衡，使得无功损耗增加，供电企业考核的无功电量增加；用电线路带有大量的感性负载，系统功率因数较低，使得线损增大；系统中由于内外部环境影响，存在高次谐波，使得运行设备过热，能耗增加，电度表过度计量。在电力供电系统中，为了减少送电过程线路中的电能损耗，保证末端电压能达到国家的供电标准（国家供电标准单项电压220V，三项电压380V），均采用高压送电，经变压器降压后再配电，由于变压器的工作特点以及负荷量随时变化，低压配电系统电压高于用电设备额定电压，且线路中存在大量谐波、尖峰及浪涌。电压高于照明灯具的额定电压，特别是后半夜在用户用电减少的情况下电压能达到240V甚至更高，这样不仅不能让照明灯具更有效的工作，而且会引起照明灯具过热及过早损坏；由于大量谐波、尖峰及浪涌的存在，使照明灯具的运行不稳定。较高的电源供电电压不仅是导致设备发热，老化及过早损坏的主要原因，而且将产生不必要的电费开支并缩短用电设备的使用寿命。特别是照明系统，若长期工作在过压状态下，将使得节能型灯具的使用寿命大大缩短，造成节能灯具“节能不节钱”的现象，这既浪费了电能，由使照明灯具的寿命缩短，增加了不必要的电费开支及更换灯具的维修成本。因此，在电压末端使用稳压节电器就显得非常必要。

2稳压节电器的工作原理

通过控制电压（稳压供电），抑流（抑制瞬流）和削波（削减高次谐波），即调节电路的电压和电流的幅度，提高电路系统的功率因数，降低电器设备和线路的工作温度，最大限度地降低电耗，从而实现节电目的。稳压节电器采用特殊设计，自动平衡电压，它能够根据电路中的负载状况，利用非相控调整技术，自动调节功率因数；它能够有效地减少电路中的电感性电流，从而能够使功率因数的净提升值达到0.15~0.25。稳压节电器采用智能监测并实现自动化管理，可以根据用户不同的用电情况，设定稳压节电器的节电率范围。智能监测系统在设定的范围内，结合负载的变化和电网的谷峰进行合理调节，通过微处理器（CPU）完成精确计算，并驱动节电器动作。

3稳压节电器的节能分析

当输入电压加到三相线圈上，且从各组线圈之间输出电压，由于各组励磁线圈所产生的磁通交汇在同一个铁芯上，使得三相铁心柱上的电磁势相互平衡，平衡后的感应电动势作用到绕组上，使输出端的电压亦得到平衡，并且能够稳定在设定的工作点电压上。此外，相位调整线圈采用了调整组别接线的方式，来调整各相的电流与电压的相位，从而改善了各相的功率因数，减少了无功功耗，并削减了在负荷上产生的高次谐波分量以及电压电流的相位差，使电网质量得到提高。节电器运用最新的电磁平衡技术原理，通过调整用电设备上的电压平衡度和稳定性来获得节电效应。为什么消减三相电压的不平衡度，就可以取得较理想的节电效益？这是因为，在三相电压幅值相等时，通常三相电压应当是平衡的，其各相电压的矢量都应当相差120°。但是，当出现三相电压不平衡时，将会产生负序电压和零序电压分量，其中负序电压分量U2是一个反时针方向的分量，它可以使设备附加一个反方向施转的制动力矩，若要克服它并且按正方向保持原速度，就需要增加一倍的正序能量才能保持原速度，欲使U2=1.5%U1，则需要增加2×1.5%的功率，而对于零序分量，就是由于电压不平衡所产生的电压中心点的零偏移所导致产生的电压或电流分量，它能够使电路中的用电设备的震动力矩增大，并且增加线圈的漏磁通损耗。因此，消减三相不平衡电压可以带来显著的节电效应。

4照明稳压节电器的应用特性

能减小用电设备的起动电流，通常设备的起动电流是设备额定电流的3~5倍，使用稳压节电器后，能够使设备的起动电流减少到设备额定电流的2~3倍。能消减电网的高次谐波，高次谐波不仅使能量损耗加大，而且影响电表或其他计量装置，使用稳压节电器可消减50%以上的高次谐波分量，可降低送电线路和电机绕组的铜损。稳定最佳工作电压，针对电网电压偏高和波动等现象，调控装置可根据用户现场实际需求，实时在线调控输出最佳照明工作电压，并能将其稳定在2%以内，有效提高电力质量，从而达到节电10%~40%的效果。多时段节能运行，根据用户实际的照明需求，调控装置还可通过程序进行多时段节能电压设置，从而满足用户不同光源、不同时间的需求，实现最佳照明状态和最大节电率。有效保护电光源，延长其使用寿命，影响电光源寿命的一个重要因素是，启动和运行时电流和电压对光源的冲击。为了有效地降低电流冲击和延长灯具的使用寿命，在国外高档灯具产品中，要求灯具有软启动功能。稳压节电调控装置能够实现灯具的软启动和慢斜坡控制过程。灯具在启动时，采用低压软启动，充分预热。该过程可减少40%的启动电流冲击，有效提高光源寿命。在调压、稳压的过程中，稳压节电调控装置采用慢斜坡线性调节的方式处理电压，让开关电源模块电压在设定时间内缓慢过渡，保证光源不受电压、电流波动的冲击，从而降低电光源损坏，延长使用寿命。实时稳压、控压，在电压波动较大的地方，如电气设备比较多的场所，有些时段1min内的电压波动甚至高达15%以上;后半夜的供电电压有些道路会达到240V以上。稳压节电调控装置高稳定的最佳输出电压，能够延长电光源寿命2~4倍，能极大地降低运行、维护成本30%~50%。适用性强、可靠性高，稳压节电器每相可独立调节，可操作性强，可以承受三相100%的不平衡负载，且保证单相的故障不影响其他两相的正常运行。同一个装置可以带不同类型光源负载，还可以独立调节每相的输出电压，以保证照明设备不断电，正常安全运行；稳压节电器控制部分不含交流接触器，无触点和移动元件，保证高可靠性和低功耗。稳压节电器安装方便，不用改变原有线路的控制状态，不用改变用户的用电习惯和使用方式，无须专人操作管理，使用安全，性能稳定，在各种环境中都能正常运行工作。稳压节电器的标称节电率分为若干个档位，可供用户按需选择，稳压节电效果能够即刻检验，使用寿命平均在10年以上。使用稳压节电器可以延长电器设备的使用寿命，减少可能由于过压而使电器设备烧坏所造成的费用开支，降低用电成本，投资少，见效快。

结束语

应用照明稳压节电器的直接效果，经安装使用开关电源模块照明稳压节电器后，可以降低能耗，达到预期的稳压节能效果；间接效果，安装使用照明稳压节电器，大大降低了灯泡的损坏和更换率，可以很大程度的降低用电费用。