智能照明節(jié)電器的技術(shù)特征與應(yīng)用

張國(guó)文

（赤峰學(xué)院 后勤與基本建設(shè)處，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 節(jié)電的原因所在

在當(dāng)前新時(shí)代的新階段中，新技術(shù)與新材料的開(kāi)發(fā)利用，進(jìn)一步推動(dòng)了電力供需矛盾的加深.之所以要提倡節(jié)電，其原因主要有兩點(diǎn)：一為電能過(guò)度消耗的現(xiàn)狀，二為控制成本的初衷.因而，致力于可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展目標(biāo)，面對(duì)電能使用的嚴(yán)峻情狀，各行各業(yè)只有積極采取措施，減緩電能過(guò)度消耗和有效控制用電成本，才是真正地解決電能問(wèn)題.

1.1 電能過(guò)度消耗的現(xiàn)狀

一般情況下，供電單位傳輸?shù)碾妷憾急容^高，經(jīng)用戶變壓器變電后，輸出的電壓會(huì)高于額定的電壓值.在這種情況下，用戶所使用的各種電器設(shè)備，在實(shí)際中承受的電壓要高于初始設(shè)計(jì)的額定電壓.例如：學(xué)校樓宇電能的使用，為保證所有用電設(shè)備的正常運(yùn)作，加上大型設(shè)備的啟動(dòng)電流較大，因此，常采取高于額定值的狀態(tài).長(zhǎng)期的高電壓使用，不僅會(huì)破壞各種電器設(shè)備的高效使用，還會(huì)縮短它們的壽命年限.

1.2 有效控制成本的初衷

節(jié)電投資，作為一種全新的投資方式而存在，其方便、易操作、周期短和回報(bào)高的優(yōu)勢(shì)，使得這一方式在國(guó)內(nèi)外得以迅速普及.較高電壓的長(zhǎng)期使用，不僅會(huì)加劇電器設(shè)備的損耗，特別是照明系統(tǒng)，長(zhǎng)時(shí)間不間斷地工作，燈具壽命會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)時(shí)的年限額度，同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生不必要的費(fèi)用開(kāi)支，這是不符合各行各業(yè)的節(jié)電投資初衷的.因此，“節(jié)能燈不節(jié)能”的現(xiàn)象，足以引起相關(guān)人員的重視.

2 關(guān)于現(xiàn)有節(jié)電器的技術(shù)特征

2.1 節(jié)電器的技術(shù)分類

就目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)使用的照明節(jié)電器，應(yīng)用的技術(shù)主要有兩種：其一是可控硅技術(shù)，其二是電磁轉(zhuǎn)換技術(shù)，以下進(jìn)行分開(kāi)闡釋.其中，“電抗式節(jié)電設(shè)備”中應(yīng)用到的電磁轉(zhuǎn)換技術(shù)，是智能照明節(jié)電器的首選技術(shù).

2.1.1 可控硅技術(shù).應(yīng)用可控硅技術(shù)的“可控硅斬波型節(jié)點(diǎn)設(shè)備”，成本低，利潤(rùn)高，因此得到了某些廠家的青睞.但是，在客觀的利潤(rùn)背后隱藏的是潛在的污染問(wèn)題.可控硅技術(shù)主要應(yīng)用的是斬波型降壓原理，也就是說(shuō)，斬除完整正弦波的一部分.這樣會(huì)造成大量的電力污染，還會(huì)嚴(yán)重影響對(duì)電力波型要求較高的電器設(shè)備的使用壽命，會(huì)出現(xiàn)諸如燈光閃爍、噪音加劇以及突然閃停等問(wèn)題.此外，情節(jié)嚴(yán)重時(shí)還會(huì)埋下安全隱患，極易發(fā)生火災(zāi).

2.1.2 電磁轉(zhuǎn)換技術(shù).與以上探討的“可控硅斬波型節(jié)點(diǎn)設(shè)備”相比，應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)換技術(shù)的“電抗式節(jié)電設(shè)備”則顯得安全可靠.由于其輸出的是完整的正弦波，這樣就不會(huì)產(chǎn)生任何的電力污染，而且，使用“電抗式節(jié)電設(shè)備”，有助于在不降低用戶體驗(yàn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)燈具的使用壽命，也有助于降低電能損耗，減輕額外的費(fèi)用負(fù)擔(dān).雖然“電抗式節(jié)電設(shè)備”的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于“可控硅斬波型節(jié)點(diǎn)設(shè)備”，但是前者的使用壽命至少是后者的三倍，也就顯得更為經(jīng)濟(jì)適用.

2.2 基本技術(shù)特征

應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)換技術(shù)的“電抗式節(jié)電設(shè)備”，以其不可取代的優(yōu)勢(shì)占據(jù)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng).這一技術(shù)主要采用的是美國(guó)的電源核心技術(shù)，以微處理器的數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，優(yōu)化照明供電系統(tǒng)的電壓，確保供電系統(tǒng)自始至終能夠維持正常的工作運(yùn)行.以下主要聚焦于“電抗式節(jié)電設(shè)備”，分別從降低損耗和提升效率兩個(gè)角度，深入解析節(jié)電器的基本技術(shù)特征.

2.2.1 降低損耗.當(dāng)前廣泛使用的燈具主要是日光燈、高壓鈉燈和金鹵燈等，它們的發(fā)光效率雖高，但在電能的使用上有著相對(duì)明顯的缺陷.第一，0.6左右的功率因素是相對(duì)較低的；第二，只有消耗大量的電能，才能夠保證鎮(zhèn)流器的正常發(fā)熱；第三，燈具的工作時(shí)間長(zhǎng)，溫度高，壽命縮短較快，大大提高了維修的成本費(fèi)用.為真正達(dá)到節(jié)電投資的目的，真正降低電能損耗，可以通過(guò)提高照明電路系統(tǒng)的功率因素，合理調(diào)節(jié)電壓與電流的可控幅度，降低燈具與線路使用中的工作溫度來(lái)實(shí)現(xiàn).應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)換技術(shù)的“電抗式節(jié)電設(shè)備”就是最理想的首選，不僅可以滿足用戶電器設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，而且可以最大限度地降低損耗，節(jié)約電費(fèi)支出.“電抗式節(jié)電設(shè)備”在降低損耗方面最顯著的成果在于，它可根據(jù)電路負(fù)載情況有效調(diào)節(jié)功率因素，凈提升值為0.05到0.25，極大地減少了電路中電流的感性電流.由于電路系統(tǒng)中功率因素的提高，使得燈具在低電流狀態(tài)中也能維持正常運(yùn)行，其中，電流幅度降低，電路系統(tǒng)的工作溫度也隨之降低，這樣一來(lái)，電路系統(tǒng)的有功損耗得到了降低，無(wú)功損耗也得到了降低.

2.2.2 提升效率.第一，普通的變壓器要想達(dá)到節(jié)能的目的，只能通過(guò)降低供電系統(tǒng)電壓這一方式，但是，這樣的話，勢(shì)必會(huì)降低同等比例的功率因素，還會(huì)影響電器設(shè)備的正常使用.然而，“電抗式節(jié)電設(shè)備”可以在低電流的情狀下依舊正常運(yùn)行，因此要想達(dá)到節(jié)能的目的，節(jié)電器可以通過(guò)提高電器設(shè)備使用效率這一方式，在使用過(guò)程中充分利用電能資源，真正降低電能消耗.第二，普通的電容補(bǔ)償器只是單純的對(duì)電路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，不會(huì)降低任何的有功損耗.與此不同的“電抗式節(jié)電設(shè)備”，它不僅可以降低有功損耗，還可以降低無(wú)功損耗.它適用于各種氣體放電類燈具的純光源或者混合光源，并有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，（1）通過(guò)提高照明系統(tǒng)的功率因素，減少無(wú)功損耗.（2）降低工作時(shí)的電器溫度，諸如燈具、鎮(zhèn)流器、開(kāi)關(guān)和線路，延長(zhǎng)電器的使用壽命，減少了維護(hù)的成本費(fèi)用.（3）操控方便省心，性能穩(wěn)定安全，受環(huán)境的影響比較小.

3 智能照明節(jié)電器的相關(guān)應(yīng)用

3.1 節(jié)電器的運(yùn)行原理

現(xiàn)階段，照明電路有兩大致命缺陷：一是浪費(fèi)電能，二是縮短電能壽命.因而選用智能照明節(jié)電器，可以有效解決或規(guī)避這兩個(gè)問(wèn)題.首先，智能照明節(jié)電器主要是通過(guò)電磁感應(yīng)的方式，優(yōu)化供電系統(tǒng)的輸入電壓，其次，智能照明節(jié)電器將采用變換技術(shù)調(diào)整電壓，以此為燈具輸入設(shè)計(jì)的最佳電壓值.運(yùn)用智能照明節(jié)電器，可以在保證照明這一基礎(chǔ)功用上，最大限度地延長(zhǎng)燈具壽命，也可以降低用戶的用電成本，符合經(jīng)濟(jì)與適用的雙重利益.

以熒光燈管為例，它只需要在啟動(dòng)時(shí)有足夠的額定電壓去激發(fā)熒光物質(zhì)，使其發(fā)光以供照明之用即可.也就是說(shuō)，當(dāng)智能系統(tǒng)在預(yù)置時(shí)間內(nèi)感應(yīng)到燈管功用已經(jīng)充分發(fā)揮時(shí)，就會(huì)自動(dòng)調(diào)整負(fù)載電壓，這個(gè)時(shí)候，熒光燈管轉(zhuǎn)入了節(jié)電模式，節(jié)電器也同時(shí)處于自動(dòng)檢測(cè)狀態(tài).人眼對(duì)光線的感覺(jué)呈對(duì)數(shù)關(guān)系，因而在一定范圍內(nèi)合理降低燈具的輸入電率，人的肉眼是察覺(jué)不到的，就這個(gè)角度而言，選用熒光電器，有助于延長(zhǎng)燈具的使用壽命，也有助于減少維護(hù)的成本費(fèi)用，對(duì)于這兩個(gè)方面具有積極的意義，當(dāng)然，這也是選用智能照明節(jié)電器的重要意旨所在.

3.2 節(jié)電器的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.2.1 智能化的控制系統(tǒng).智能照明節(jié)電器具有智能化的控制系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)，（1）在保證燈具正常使用的基礎(chǔ)上，用戶可以根據(jù)自身需求，選擇軟啟動(dòng)或全壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)時(shí)間可以自己調(diào)置.（2）不同的智能照明節(jié)電器，有著不同程度的節(jié)電率，節(jié)電率最高可達(dá)40%.（3）節(jié)電器會(huì)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，自動(dòng)追蹤輸入電壓數(shù)據(jù)，并且智能調(diào)節(jié)節(jié)電檔位，達(dá)到節(jié)電的最大功效.（4）節(jié)電器具備多層保護(hù)功能，包括了低電流、低氣壓、過(guò)流和故障自動(dòng)旁通系統(tǒng)，兼具報(bào)警功能，當(dāng)然，用戶可以自主開(kāi)啟或關(guān)閉這項(xiàng)功能.（5）自動(dòng)恢復(fù)斷電之前的所有設(shè)置，不需要重新設(shè)置，耗時(shí)耗力.（6）可遠(yuǎn)程控制升級(jí)，也可以現(xiàn)場(chǎng)電腦修改程序.運(yùn)用智能照明節(jié)電器，智能化的控制系統(tǒng)，使得用戶具有較大的選擇性，他們可以根據(jù)個(gè)體的實(shí)際需求進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，諸如開(kāi)關(guān)功能、防盜和報(bào)警功能.

3.2.2 有效延長(zhǎng)使用壽命.采用智能照明節(jié)電器，可以有效延長(zhǎng)燈具的使用壽命.分開(kāi)來(lái)說(shuō)，（1）不會(huì)造成任何的電力污染，有效擴(kuò)大了電容的寬裕度.（2）有效降低無(wú)功損耗，優(yōu)化電網(wǎng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo).（3）降低燈具的工作溫度，有效延長(zhǎng)燈具的使用壽命.

3.2.3 投資風(fēng)險(xiǎn)小、回報(bào)高.智能照明節(jié)電器的使用壽命較長(zhǎng)，具有良好的性價(jià)比優(yōu)勢(shì).用戶可以在半年到一年之內(nèi)收回投資成本，投資風(fēng)險(xiǎn)小.此外，在用戶回收成本之后，會(huì)獲得持續(xù)的利潤(rùn)，效益是可觀的.

3.2.4 外形美觀，安裝方便，維護(hù)費(fèi)用低.智能照明節(jié)電器外觀美觀精巧，引人眼球，同時(shí)在安裝時(shí)，只需要安裝在供電系統(tǒng)線路上，而且便于調(diào)整.由于其具有完整的工藝流程和嚴(yán)格的品質(zhì)保障，安裝簡(jiǎn)便，安全可靠，后續(xù)所用的維護(hù)費(fèi)用低.

3.3 節(jié)電器的具體應(yīng)用

智能照明節(jié)電器應(yīng)用廣泛，適用于學(xué)校、醫(yī)院等各種照明場(chǎng)所的負(fù)載節(jié)能，特別是節(jié)能燈、白熾燈等各種燈具，倘若用于夜間連續(xù)作業(yè)，效果會(huì)更好.除此以外，還適用于以感性負(fù)載為主，并且供電電壓長(zhǎng)期高于額定電壓的混合型照明系統(tǒng).

適用于學(xué)校圖書館的Acrel-Bus智能照明系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)共同控制，實(shí)現(xiàn)了在智能移動(dòng)設(shè)備上的便捷控制，控制界面更具人性化.這一系統(tǒng)在運(yùn)行中，主要有三大系統(tǒng)部件組成，分別是驅(qū)動(dòng)器、傳感器和系統(tǒng)元件.驅(qū)動(dòng)器的功能在于接受和處理傳送的信號(hào)，并執(zhí)行相關(guān)的操作；傳感器的功能在于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情形手動(dòng)操作，向驅(qū)動(dòng)器發(fā)射控制信號(hào)，比如光線與溫度的變化；系統(tǒng)元件是核心組成部分，主要功能在于搭建系統(tǒng)平臺(tái).當(dāng)然，為保證學(xué)生的安全，該系統(tǒng)與消防系統(tǒng)有效聯(lián)動(dòng)，一旦出現(xiàn)消防警報(bào)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并且強(qiáng)制打開(kāi)所有回路，方便學(xué)生及時(shí)疏散.

4 結(jié)語(yǔ)

如何合理高效地利用電能資源，如何解決電能應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，等，不僅是各行各業(yè)推動(dòng)發(fā)展的必經(jīng)難題，也是新時(shí)代拋出的新的追問(wèn).筆者身為學(xué)校后勤的一名電工，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決電力問(wèn)題，是自身不可推卸的責(zé)任.身處智能化的“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，智能照明節(jié)電器應(yīng)當(dāng)?shù)玫礁玫?、更為廣泛的應(yīng)用，筆者期待智能照明節(jié)電器的進(jìn)一步發(fā)展.