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照明用电情况调查暨节电改造建议

照明用电情况调查暨节电改造建议

2005/6/2 14:12:00
一、用电情况调查: 某大厦有两路10千伏供电系统,分别供给4台1600KVA变压器;1#、2#变压器供中央空调机组和老报社用电;3#、4#变压器供大厦其它的全部用电。地下3层至地下5层是车库;地下2层是设备层;地下1层、3层和5层全部外租;2层是大型会议报告厅;4层是大厦会议厅;一层是接待大厅,用电量不大;2层是新闻报告厅,这两用的大部分是白炽灯、射灯,由调光器调节亮度; 12层以下是报社和其它办公楼。15层至22层是新闻酒店,23层和24层是一外包餐厅和该大厦会所、会议室。,6层和23、24层有一半外租一半该大厦使用。地下照明二十四小时使用,酒店一般都是晚上用电较多,办公部分是除了应急其它是周一至周五用电,应急照明占极小一部分。 立面照明是晚上开灯,开灯时间根据一年的夜间时间变化而变化.地下三至地下五层和立面照明是纯灯光照明系统.该大厦电费平均每度电1.05元左右. 每层照明用电情况如下:
中央空调用电设备情况如下: 中央空调夏季使用,三台机组轮换使用,二开一备运行.
冬季是政府集中供热,由三台ABB牌75KW水泵供热,这三台做了变频改造. 大厦每层的空调系统情况如下: 每层因使用情况不同风机的大小不同
表中送风机参数没有的是电脑上没有显示。 二、节电工程改造方案: 1、该大厦楼层照明用电: 该大厦的用电特点是,从总配电到楼层配电照明和插座都没有分开供电,这样的缺点是一旦出局促电气故障,房间内会一片漆黑,就连桌上的台灯也没了电。 大厦的十五至二十二层是新闻酒店,酒店一情况是在晚上才有人入住,在白天住在这里的人员不是外出旅游就是外出办公事,不会待在房间里,只有晚上回来休息,在睡觉前要么看电视,要么聊天儿,在晚上十二点前就会洗澡后睡觉。就是说酒店用电量不大,但是用电的容量不会比其它地方小,在节电器的选型是依据用的容量来选的,在电器设备的价格上容量决定价格的高低,节电设备也是一样。由于大厦的十五至二十二层用的容量大,使用的时间短,一天平均最多只有三到四个小时的正常用电时间,这样节电设备的投入和节电设备节省的比例相差过大,失去了节电的意义,大厦的十五至二十二层不做节电改造。 大厦的二十三和二十四有一半是外包,一半是自付电费,在用电上没有和外包完全分开,这一半大厦自用的地方也象酒店一样的情况不适合做节电改造。 大厦的地下1层、3层和5层全部外包这里不做说明,除2层4层外6-12层都是办公使用。2层和4层用电大部分以照明为主,但是使用的灯具是阻性的白炽灯,并采用了调光器控制,节电的空间很小,这两层不做节电改造。办公用电一般是办公设备用电最多,灯光照明只是一小部分,而且办公设备本身有电子开关式恒功率稳压电源,办公设备节电的节电空间很小。这部分楼层不能采用专用型节电设备,只能采用系统保护型节电器,每层用电的不同采用的节电器略有不同,如下:
系统保护型节电器节电原理 浪涌、谐波是瞬流的主要表现形式,瞬流是交流正弦波电路上电流与电压的一种瞬时态的畸变。 瞬流最主要的特点有三个:超高压、瞬时态、高频次。 超高压是指通常的瞬流尖峰,它高出正常电路电压幅值的5-10倍,最高可达数万伏。瞬时态是指瞬流持续的时间非常之短,它可以在数亿分之一秒内完成从迸发到消失的过程。高频次是指瞬流的活动十分频繁,可以说瞬流无时不有、无处不在。经专家测试表明,日光灯一个简单的开关动作,就有24个瞬流产生,电压高达1200V。 概括性地说,瞬流会使用户的用电成本增加;同时,瞬流会破坏设备的安全运行。我们先说瞬 流与用电成本的关系。大量的科学研究已经证明,瞬流使一个用电系统的电耗增加的方式有三 种: ①. 系统效率下降: 美国通用电气公司的《TECHNICAL DATA》(《技术通讯》)杂志上发表的多 篇研究报告证实,瞬流将使一个用电系统的用电效率严重下降。瞬流对所有的开关装置、接触 元件、线包绕组、半导体元件等,都有冲击作用,使电机、灯光及系统中所有的用电装置的用 电效率下降。研究发现,由于经年累月的冲击,瞬流会在开关装置及其它接触性器件上造成氧 化性碳膜层。在电机接触器上,每1欧姆阻抗的氧化性碳膜层的生成和存在,可使电机的效率 损失13%。 瞬流导致系统用电效率下降的另一个例子来自下面这样一个研究结果:在一条120V 的电路中,电流为15A/小时,瞬流发生的频次为40000个/小时,瞬流持续的时间为100微秒。研究人员发现,在这样一个简单的电路中,瞬流导致了8.05%的线路电耗增加。 ②. 电机温度升高:电机的温升还由于瞬流使电感性负载电流损失增加和铜损提高而造成。实 验表明,一个800周的振荡型瞬流会使铁芯材料的能耗由 0.04W/lb提高到3W/lb,能耗增加的 幅度为67%。 常识也告诉我们,由于瞬流高压的冲击,多余的电能转换成热能,因而使电机的 运行温度上升。电机温度每上升一度,大约增加4%的电耗。 ③.避免用电量的过度误计量:美国工程学会会刊AIEE第59卷第460-464页上发表的Keener与 Nelm先生的一份研究报告, 证明瞬流会严重地影响电能表的计量。其结果会导致电能表对一 个系统总的应用电量的过度计量。 瞬流能使电表走快,也被其它一些学者的研究结果所证实。 如Hershfiled博士在《规范工程杂志》发表的一篇论文,就曾详细说明瞬流如何使监测电气负 载的感性电能表对系统的总电量产生过度计量。系统保护型节电器将从两个方面切断瞬间变对电 能表的影响:一是堵截外部的来路;二是切断内部的回路。系统保护型节电器可使电能表的计量恢复正 常,用多少电,电表就正常计量多少。通过前面的叙述,我们已经了解瞬流的危害是不仅会使一 个系统的电耗增加,用户多付电费;而且会严重影响到设备的安全。统计发现,50%-70%的电视 返修及保修索赔,皆起因于瞬流的影响。美国通用电气公司持续7年时间的一系列研究还发现,当 电机线包绕组的耐压从2000V提高到6000V以上的耐压水平时,电机 被烧的机会降低80%。该 项研究不但证明了瞬流对电机安全性的影响,还说明2000V-6000V之间的瞬流对电机安全性的 影响最大。除电机外,但问题是提高了线包绕组的耐压水平意味着电机的制造成本提高,故不 是一个解决问题的实际方法。瞬流还影响到所有的电子设备、电脑系统、灯光系统、配电设备, 使它们荡机、损坏、寿命缩短、发生火灾等。瞬流产生的来源主要有两个方面:一是环境的。 雷电感应电压、输变电站大型开关的开合、邻居大型负载的起停,都会伴随有瞬流进入到用电 系统。环境因素产生的瞬流占一个系统瞬流总量的20%-30%。 二  是用电系统内部产生的, 它占一个系统瞬流总量的70%-80%。任何负载的起停和运行都会有大量的瞬流产 生, 回馈到 本身的用电系统中。大的负载的起停及运行过程中所产生的瞬流还会影响到邻居及电网。 电弧 放电也是瞬流的一个主要来源。它可能是由不良和松动的电气连接引起, 或由老旧的不干净的 电刷引起。由电弧放电所产生的高频电压尖峰脉冲,会通过设备线路扩散,影响到整个系统。 通过瞬流抑制而实现节电,从技术手段上讲,还要满足两个基本的要求。第一,系统保护型节电器的反应速度必须极快, 要超过多数瞬流的速度。多数瞬流的发生速度都非常之快,快到数亿分之一秒。为了保证抑 制的效果,系统保护型节电器采用高科技半导体元件,使得它的反应速度超过10-13秒,比电脑的 速度都要快几倍。
第二,箝位电压要足够低,保证那些电压峰值不高的 瞬流也能被捕捉到,以保证抑制的效果。要做到这两 点,非常的不容易。它对产品的元器件的设计及性能 要求极高。既要极快的速度,又要极低的箝位,对设 计者和制造商的挑战性都相当的大。 随着变频器、SCR、不间段电源(UPS)等电子及整流 设备的日益广泛的普及和应用,工业用电环境中的瞬 流污染也日益严重。系统保护型节电器以其高科技的手段和 优异的性能,为我们开辟了一个通过清除电力污染而 实现节电降耗和保护设备安全的新途径。 地下2层至地下5层和立面照明庭院照明采用灯光照明专用节电器:
灯光照明节电电原理 ①、我们知道功率W=UIcosФ,I=U/R,则W=U²cosФ/R(L)。如果电压U下降,由于电阻(或阻抗L)R的原因,则电流I也下降,那么功率W也就减小。 ②、在用电设备的铭牌上都标有它的额定电压和工作电压范围正负5%或正负10V,我公司也进行了很多现场实验和模拟实验,也借鉴了多家科研单位技术。我们了解到绝大多数用电设备工作在其标称额定电压90%-97%,不仅不影响其工作状况,而且降低了用电、降低了用电设备的自身温度,延长了用电设备的使用寿命。 ③、举例说明:目前国家要求采用的发光效率较高的冷光源如荧光灯、节能灯被广泛使用,下图是荧光灯的寿命、照度与电压的关系,表一进行了总结。由表一可见灯具电压过压10%时,灯具寿命降低一倍,灯具电压为90%时灯具提高一倍,照度降低7%,此时与过压10%相比寿命延长4倍。而且照度值与额定状态相比仅衰减7%,人眼对光线的感觉成
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