路灯节能方案.doc

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1、大学新校区生活区一期路灯节能改造方案目录一、用电现状1二、解决方案1三、节能原理分析 13.1、影响用电效率的因素13.2、解决以上问题的办法2四、智能三相终端控制系统(UPC-D)简介44.1、系统概况44.2、系统参数44.3、原理及功效54.4、智能三相终端控制系统的布控6五、生活区路灯进行电效改造的投资回报分析75.1、年节约电费85.2、年节约维护费用85.3、年投资收益85.4、投资成本85.5、投资回报率85.6、投资回报期85.7、静态投资收益9六、结论9 大学校新校区生活区一期共有92盏路灯，使用的150W金属卤化物灯，灯杆中有36W的T12荧光灯作为效果灯，加上整流器的功耗

2、，每盏路灯的有功功率约为210瓦，总功率约为20KW； 照明时间一般在下午六点至次日清晨六点； 电压普遍在400V左右，后半夜更高； 功率因素约在0.85左右，有较大的提升空间； 3次、5次谐波较为严重，超过国家规定的标准； 三相不平衡较为严重，有较大的零序电流； 使用简单控制，存在着较大的浪费； 缺乏相应的维护规定，维护情况较差。二、解决方案传统的节能措施一般为： 隔盏开灯； 分时段控制； 单灯补偿； 更换灯效高的光源。上述方法有的投资大，有的以牺牲舒适度为代价，都不是理想的节能措施。根据现代节能理念 “省着用不如用着省”，建议采用智能三相终端控制系统(UPC-D)进行电效改造，可收到明显的

3、节能效果。三、节能原理分析1、影响用电效率的因素：用电系统及用电设备能否经济有效地运行，取决于供电质量与用电质量。而供电质量是指供电电压的波动、波形的优劣和谐波份量等；用电质量是指用电设备的用电效率。具体可从以下几个方面来分析：u 供电电压：在供配电系统中，供电部门为避免或减少送电过程中的损耗和缓解负荷高峰时未端用户出现电压过低的现象，往往采用提高输送电压的方法，因此用户侧或设备侧实际承受的电压往往会高于用电设备的额定电压值，波动范围约为10%。过高的供电电压不仅不能使设备或电力能源经济有效的运行,反而增加电费开支,并且造成设备的寿命缩短,增加设备维护工作量和维护成本。路灯系统由于其线路长的特

4、点,输出侧的电压较高，路灯的运行需承受230240V的过电压，从P=U2/R得知，用电设备消耗的功率与其电压的平方数成正比，电压加大，大量的电能被浪费，而且灯具长期在过压的情况下运行，灯具和整流器的寿命明显缩短(一般情况下，超过额定电压1%，光源使用寿命减少6%)，造成灯具故障率的增加；同时故障率增加不可避免造成检修任务的加大，致使人力、物力资源的进一步浪费。u 供电的三相平衡：正常情况下，用电设备应工作在三相负载电流平衡、三相电压对称的条件下，这样整个用电系统最为经济。但是事实上，绝大部分用电系统都存在着三相不平衡问题。由于三相电源不平衡造成零序电流过大、零点位移和三相电压不对称，这会引起线

5、路电能损耗增大，比基本损耗大几倍甚至十几倍，是一个不容忽视的环节而应予以克服。u 谐波和功率因数：谐波使电能的生产、传输和使用的效率大大降低；线路功率因数低，造成线损增大。2、解决以上问题的办法：针对以上存在的问题，要让照明系统的电能效率得到有效提升，方法基本有三：n 使用高效光源：使用高效的照明灯具，使其照度增加。n 照明的智能化：即以解决半夜灯问题为主的智能照明系统，依据道路及周边环境的亮度变化，提供满足行人可视要求的自适用照明系统。n 降低线路损耗：可以使线路损耗与整流造成的线路污染与能效降低而使损失最低。四、智能三相终端控制系统(UPC-D)简介1、系统概况某公司提供智能三相终端控制系

6、统采用全固态带微处理器控制，三端双相晶闸管结构和无转折波形切削技术，使得通过灯具的电流有效降低波形更平滑、均匀；确保灯光负荷运行稳定，照度损失最小化。当满电压时晶闸管处于短路状态，以减少不必要的损耗，可使产生的谐波及射频干扰最小化，达到最大的节能效果，并可以延长灯具的使用寿命，降低维护费用。主要设计用于各类灯光的节电控制，可连续监控和调制交流正弦波，通过其独特的软件控制，可有效实现节电、平衡输出功率的功能。并且安装灵活简便，投资回报率高。外壳通风良好，可适应恶劣的工业环境。2、系统参数额定电压220V，单相 50HZ额定电流 16A-250A节电率 ：20%，30%，40%，50%四档可调通电

7、9分钟延时进入节电状态，允许灯具和镇流器有足够的启动和预热时间。带绿色LED诊断指示灯故障自动旁路功能非相控调整专利技术，不产生任何高次谐波自动节电，无需专人看护和维修长达15年的使用寿命3、原理及功效 工作模式图1 数码三相终端控制器的工作模式图2 数码三相终端控制器原理（输出电压及电流波形）UPC-D投入后，首先以满电压在预设的预热时间段内运行（参见图1的j段）；预热时间过后，节电器的输出电压开始平滑下降（参见图1的k段），直至输出电压降至预设的节电水平，并保持这一水平稳定运行（参见图1的l段）；当节电水平设置值改变或节电控制信号断开，输出电压将改变为新的节电水平或恢复满电压输出（参见图1

8、的m段）。 工作原理智能三相终端控制系统采用微处理器控制的三端双向晶闸管结构和无转折波形切削技术，使得通过灯具的电流有效降低，波形更平滑、均匀；确保灯光负荷运行稳定，照度损失最小化。当满电压输出时，晶闸管处于短路状态，以减少不必要的损耗。节电功能是通过调节晶闸管的触发角，使输出的交流电压正弦波产生相应的“切口”，从而降低输出电压的方均根值来实现的。“切口”越大，节电的幅度越高。“切口”或节电幅度可以通过节电水平参数的设置来调整。其原理图如图2所示。UPC-D独特的晶闸管相控技术可使得产生的谐波及射频干扰最小化。 功效： 智能三相终端控制系统自身不产生谐波，不对电网产生任何电磁干扰和污染，同时一

9、定程度上能抑制从电源侧输入的谐波，从而减少了谐波对负载设备的冲击，并一定程度上节约电能。 具备改善负载功率因数的功能，提高幅度约10%，同时吸收无功功率，减少功率损耗，提高设备的电能使用效率。 能大幅度降低用电负载从电网索取的电流，一般要降低10%-30%，达到了节电和降低用电设备、配电线路容量的双重目的，减少增容费用的支出。 运行时能够起到在一定范围内调整三相电源不平衡的作用，使用电设备在三相电源平衡、对称的状态下经济运行。 过对供电电压调整使光源工作在最经济的状态，让光源在功效不变的条件下，从电网汲取较小的能量，也就是提高变压器和用电设备（光源）以及供电线路的用电效率和功效。 用户可以根据

10、自己的实际情况选择一种优质、稳定、最经济的工作电压模式给设备使用，并以此达到节电和电效改善的目的。4、智能三相终端控制系统的布控 布控示意图最有效的布控位置示意 接线示意图A B C N 启动开关 智能三相终端控制系统(UPC-D) WwNC相NB相NA相五、生活区路灯进行电效改造的投资回报分析1、年节约电费(每天按使用12小时、每度电按0.60元计)年用电量=总负载年运行时间=（210W 92盏） （12小时 365天）=8.46(万度)年用电费=年用电量 电价=8.46 0.60=5.08(万元)根据该区用电现状，进行电效改造节电率谨慎测算可在25%以上，按25%进行计算，则年节电费用为：

11、年节约电费=年用电费 节电率=5.0825%=1.27(万元)2、年节约维护费用：电效改造后可节约的维护费用主要体现在延长光源使用寿命方面，根据以上分析，经改造后的光源寿命强延长20%以上，即原可使用两年的光源，改造后可多使用4个月。如果每套灯具按100元计，则每年节约费用1533元。3、年投资收益(节约支出)=年节约电费+年节约维护费用=12700+1533=14233(元)4、投资成本=节电产品价格+安装调试费+辅助材料费=3.25+0.07+0.15=3.47(万元)5、投资回报率=年投资收益 / 投资成本=14233 /34700万元=41.02%6、投资回报期=投资成本/年投资收益=34700/14233=2.43(年)7、静态投资收益=年投资收益使用寿命投资成本=(12700+1533) 1534700=178795(元)六、结论根据某大学城新校区生活区一期路灯的实际情况，建议结合此次电缆改造工程进行路灯节能改造，安装一套智能三相终端控制系统(UPC-D)对该区路灯系统进行集中控制，可收到明显的节能效果。系统可置于控制柜内，安装简便。系统性能稳定，使用寿命长，技术成熟，可满足智控与节能要求。9