校園路燈的能耗測試與節(jié)能措施

校園路燈的能耗測試與節(jié)能措施

智燕陵,蔣斌，王沖，智皓

(淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院 節(jié)能辦，安徽 淮北235000)

摘要：節(jié)約型校園建設(shè)是一項任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)，校園路燈能耗較大，而且每個學(xué)校都必不可少，故針對校園路燈節(jié)能措施的研究具有重要意義。在此通過校園路燈現(xiàn)場環(huán)境模擬試驗，我們獲得了相關(guān)測試數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行較為詳細(xì)的對比、分析后得出試驗結(jié)論，提出了如何減少校園路燈能耗的建議，為節(jié)約型校園建設(shè)提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：校園;路燈;測試;節(jié)能

收稿日期：2015-05-20

作者簡介：智燕陵(1959-)，男，北京人，淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心主任兼節(jié)能辦主任，高級工程師，研究方向為數(shù)字化校園及節(jié)約型校園建設(shè)。

中圖分類號：TN712+.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

當(dāng)前，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會是黨中央、國務(wù)院在新形勢下作出的重大戰(zhàn)略決策，建設(shè)節(jié)約型校園就是各類學(xué)校落實這一戰(zhàn)略決策的重要舉措。高等學(xué)校是培養(yǎng)各類人才和促進(jìn)科技進(jìn)步的主要陣地，深入開展高等學(xué)校建設(shè)節(jié)約型校園工作，不僅可以促進(jìn)學(xué)校本身能源資源的節(jié)約，降低辦學(xué)成本，在社會起到示范和帶動作用，還有利于提高在校師生的節(jié)能環(huán)保意識，掌握節(jié)能環(huán)保技能，對我國經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

節(jié)約型校園建設(shè)是一項任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)，由于學(xué)校用能單位較多，要想做好節(jié)能工作，需要各用能單位共同努力來完成。其中校園路燈能耗較大，而且是每個學(xué)校都必不可少的，故針對校園路燈節(jié)能措施的研究具有重要意義。通過近期對某學(xué)校路燈能耗的能源審計，發(fā)現(xiàn)該校所用的高壓鈉燈在既無電容就地補(bǔ)償，也無其他節(jié)能控制措施的狀態(tài)下運(yùn)行，由觸發(fā)器、鎮(zhèn)流器、燈管組成的基本單元運(yùn)行。為此，我們針對目前校園保有量較多的高壓鈉燈，做了一次較為詳細(xì)的校園路燈能耗模擬試驗。通過試驗得到了在幾種電源電壓條件下有、無電容補(bǔ)償時，燈具的電流和能耗情況。為今后校園路燈節(jié)能措施的改進(jìn)提供了有效的參考數(shù)據(jù)，為節(jié)約型校園的建設(shè)做出有益工作。

一、測試過程

此次模擬實驗選擇測試的燈具為校園路燈中常用的250W高壓鈉燈，測試線路見圖1：

圖1　250W高壓鈉燈測試線路圖

注： DK：雙極空氣開關(guān)；

T：單相調(diào)壓器，0-250V，1KVA；

V：單相交流電壓表，0.5級，0-75V-150V-300V；

A：單相交流電流表，0.5級， 0-1A-2A；

W：單相交流功率表，0.5級，0-2.5A-5A ，0-75V-150V-300V；

kWh：單相電能表，2.0級，5(20)，720r/ kWh；

C：補(bǔ)償電容，24μF/470V；

K：電容接入開關(guān)

L：鎮(zhèn)流器

CF：觸發(fā)器

D：250W高壓鈉燈燈具一盞。

由于高壓鈉燈啟動過程需要10分鐘以上，才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此，以下的試驗數(shù)據(jù)的測試均是在燈具點亮10分鐘后開始的，這樣保證了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

模擬試驗測試數(shù)據(jù)如表1～表4所示：(以下為現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，僅供參考。)

1.無補(bǔ)償電容條件下，輸入電壓與電流、功率的關(guān)系

補(bǔ)償電容：C=0μF ，K打開。

表1　無補(bǔ)償電容條件下，輸入電壓與

2.有電容補(bǔ)償條件下、輸入電壓與電流、功率的關(guān)系

補(bǔ)償電容：C=24μF ，K閉合。

表2　有電容補(bǔ)償條件下、輸入電壓與

3.輸入電壓與電流、能耗的關(guān)系

無補(bǔ)償C=0μF，K打開。

表3　無補(bǔ)償 C=0 μF 輸入電壓與電流、

4.輸入電壓與電流、能耗的關(guān)系

有補(bǔ)償C=24μF，K閉合。

表4　有補(bǔ)償C=24μF 輸入電壓與電流、

二、測試結(jié)果

模擬試驗的數(shù)據(jù)表明：

1.以單燈為例，無電容補(bǔ)償時，在額定電壓220V的條件下，燈具工作電流為3.03A，有功功率290W；合上開關(guān)K，投入24μF的補(bǔ)償電容，仍是在額定電壓220V的條件下，此時容性電流與感性電流相位相反，燈具工作電流下降至1.75A，下降了42%，由于電流的有功分量沒有改變，因此有功功率不變?nèi)詾?90W。這組數(shù)據(jù)表明，采用電容補(bǔ)償后，燈具啟動電流降低，啟動時對電網(wǎng)沖擊減小。配電箱至燈具線路的電流下降，線路的損耗下降了67%，但是，現(xiàn)場檢查的結(jié)果是全部燈具均沒有安裝補(bǔ)償電容，這就是運(yùn)行線路電流產(chǎn)生異常的原因。如果線路上每盞高壓鈉燈安裝相應(yīng)容量的補(bǔ)償電容，這將大大降低啟動及運(yùn)行時的線路電流，以及由此產(chǎn)生的線路損耗。

2.仍以單燈為例，被測試燈具在額定電壓220V的條件下，有功功率為290W，每小時耗電0.288 kWh；當(dāng)電壓升至240V時，有功功率上升至360W，每小時耗電0.36 kWh，比額定狀態(tài)耗電量上升25%；當(dāng)電壓下降至200V時，有功功率下降至240W，每小時耗電0.238 kWh；比額定狀態(tài)耗電量降低17%。該組數(shù)據(jù)表明，在允許范圍內(nèi)通過改變燈具的輸入電壓，可以改變燈具的能耗。

3.通過夜間測試，晚上零點以后，隨著校園內(nèi)用能單位逐漸減少，線路負(fù)荷隨之下降，電網(wǎng)電壓逐漸升高，路燈兩端電壓可達(dá)240V左右。過高的電壓會大大增加燈具的能耗，所以在零點后應(yīng)采取降壓供電。由于零點以后行人、車輛大幅度減少，適當(dāng)降壓供電后燈具亮度有所降低的影響可忽略不計，而降壓后燈具的能耗卻大幅度降低。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)采用降壓至200V比240V耗電量降低33.9%，一般學(xué)校的路燈都在200盞以上，所以通過降壓節(jié)能效果明顯。

三、整改建議

1.立即對所有高壓鈉燈進(jìn)行徹底檢查，測試查看是否安裝合適的補(bǔ)償電容、能否正常運(yùn)行，若沒有或已損壞要立即安裝或更換新的補(bǔ)償電容。

2.對于夜間照明，配置節(jié)能控制器，在合適的時段自動降壓供電。

3.如條件許可，淘汰舊的鎮(zhèn)流器，更換新型節(jié)能鎮(zhèn)流器。

4.加強(qiáng)計量管理，安裝計量儀表對路燈能耗進(jìn)行專線計量，以利監(jiān)測管理。

5.調(diào)整路燈三相負(fù)荷，使之做到三相基本平衡供電，最大限度降低零線電流。

6.加強(qiáng)管理，經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，以防止故障長期存在，造成電能的浪費。

該單位接到整改建議后，按照要求進(jìn)行了整改。通過此事說明建設(shè)節(jié)約型校園需要學(xué)校各個用能部門認(rèn)真去做長期、細(xì)致的工作，強(qiáng)化管理，從細(xì)微之處抓起，節(jié)約工作無小事，發(fā)現(xiàn)問題要及時解決，以免造成大的能耗及經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)管理與技術(shù)導(dǎo)則:試行[EB/OL].(2015-05-08).http://www.mohurd.gov.cn/zcfg/jsbwj_0/jsbwjjskj/200805/t20080519_168885.html.

[2]關(guān)于推進(jìn)高等學(xué)校節(jié)約型校園建設(shè)進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校節(jié)能節(jié)水工作的意見[EB/OL].(2015-05-08).http://www.21caas.com/details/index.php/news/2010-02/36004/.

[3]城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)CJJ-2006[EB/OL].(2015-05-08).http://www.bzfxw.com/soft/softdown.asp?softid=64503.

責(zé)任編輯：錢炳蕓