节能问题概述

一、 照明节能中照度损失、电压与节电率 　　采用降压调亮节能的技术中，节能是以降低照明输出功率为代价的，因此照度必然会有损失。 　　在工程实际中，经测量以及人工观测，当电压在220V附近小范围下降时（220V－195V），电压下降，功率成平方快速下降，此时照度只是轻微下降，节电率在15％以内。在195V继续下降，照度出现比较大的下降幅度。因此建议对照度要求比较高的场所，控制电压在195V以上，如果对照度没有要求，可以将电压控制在195V－170V的程度，节电率可达30％或更高。 　　另外，要记住，照明是与人感受相关的概念，一味机械地强调照度是没有实际意义的，也是不科学的，需要将人眼的生物效应，心理效应，实际工况对照明分时段的需求等结合起来考虑。比如人的瞳孔会根据外界光线自动调节，人瞳孔生物调节是需要时间的，也是有一定范围的，在暗环境下会自适应，路灯半夜人少甚至没人，商场不同时间人流量不同等等。 二、 降压照明节能与灯具寿命问题 　　照明灯具设计的额定工作电压为220V，当工作电压太高是，灯阴极高温过渡发射电子，容易引起阴极老化烧伤，灯寿命缩短。 　　当电压过低时，灯启动困难或导致多次熄灭点火，灯点火过程中，高压点火冲击容易引起电极损伤。另外，点灯到稳定照明必须经过弧光放电过渡，而弧光放电是导致灯老化的主要原因。因此电压过低，导致灯频繁点火，灯寿命会大大缩短。常压使用，理想照明电压再195左右。 　　但需要说明的是，以上图标是常压使用下的情况，如果采用照明节电器控制，保证点灯电压在正常电压，充分点灯后，将电压降低到不会熄灭的程度，这样灯温降低，又不会引起再次点火，灯具寿命将大大延长，使用这种模式的节电产品，对保护和延长灯具使用寿命，其这方面的经济价值也是巨大的。 三、 照明系统中有动力，办公设备及其它负载的节能 　　各种电气产品或设备的节电理论不同，采用的技术当然也不同，如果说包罗万象的节电产品，那肯定是在骗人！ 　　目前所知，照明采用高效光源，高效电子镇流器，降压调亮，电机采用降压提升功率因数节能，变频节能，加热通过保温节能，精确控制温度节能，改进生产工艺节能。说不出理由或不想说明理由，或将节能机理说得玄乎的节能技术，都是值得怀疑的。 　　集中控制降压调亮照明节能，由于采用降压技术，因此只能对电压－功耗敏感的设备进行能量控制，据我们了解，目前市场中几乎所有灯具，调节电压都能控制灯光亮度，唯独内置APFC的节能等，节能效果比较差，但市场调查却发现，没有一款节能灯，内置APFC,主要原因是，一来成本高，二来国家没有强制要求。 　　电机动力负载，通过降压调节电机转差率，导致电机速度降低非常有限，电压降低，为维持输出功率不变，电机电流自动增加。电机是频率敏感设备，电压升高许多同时频率轻微降低，结果是转速下降，而电机输出功率是转速的平方，速度不变，有功功率不变。因此电机不适合通过降压技术达到节能目的，或降压节能效果很差。 　　对电脑设备，由于内置开关电源，内部有稳压作用，外部降压内部升压，结果输出功率不变，因此对内部有稳压电路的设备（包括内置APFC），降压是不能节能的。 　　对后端不能节能的设备进行降压，在一定范围可能不影响这些设备的正常工作，但这些电流通过节能设备，势必占用设备有效容量，增加采购节能设备的成本，使综合节电率降低，延长设备的回收周期。 　　因此如果有可能，尽量将非照明设备从线路中分离，这样可以降低节能设备的采购成本，特别是非照明设备所占比重较大时，更是有必要。 　　由于照明节能技术的特点，在今后的照明工程设计时，一定要强调，尽量提供纯照明线路方式的设计，这也是今后节电人需要努力的地方。 　 四、 “以人为本”节能和“情景照明”节能的重要性 　　和电机节能一样，通过控制，转速不变不能节能，在带载情况下，转速减小，才能节能，但影响生产效率，除非工艺上正好需要减速。如果照明节能使学生视力下降，工厂次品增加，产量下降，商场销售下滑，道路交通事故增加，社会治安变坏，节能带来的一点点收益，将远远抵消不了它的负面作用，其它成本在不知不觉中猛增，甚至是更大的浪费。 　　因此，我们必须清醒，节能必须是在不影响正常照明的同时，极大限度地节约能源，保护灯具和延长灯具使用寿命。 　　对不同场合，制定出相应“以人为本”，“按需调亮”，“情景控制”的节能模式，节能技术要保证实现的可行性，这样，才能消除照明节能的负面影响或使影响极小化。 　　既然照明是以人的感受为目的，根据生物效应，傍晚人眼瞳孔还没张开，所以需要高亮照明，商场人少时可以降低亮度，人多的晚上和节假日，需要保照度，路灯是城市文明的象征，同时也要保交通安全和社会治安，但人少的前半夜和没人的后半夜，还有必要那么亮吗？路灯隔盏亮和半夜灯，将导致40多米的阴影，难以保障交通安全和社会治安，是得不偿失的节能方法。 　　总之，照明节能大有可为，我们的节能人和用户，可以想出许多好的节能控制模式，既能保障照明，又能极大限度地节能。 五、 三相平衡，零线电流与节能 　　我们到过许多工厂，发现，工厂电力布线时，三相线比较粗，而零线很小，其理由是当三相平衡时，即三相负载理论一致时，中线电流为零（中线也叫零线，就是这样来的），既然电流为零，剪断零线，不影响设备正常工作，在基本平衡时，零线电流是比较小。 　　在现有的三相变压器中，三个独立单相变压器中心柱子，相隔120度背靠背，由于中心柱中瞬时磁力线总为零，因此将中心柱去掉，然后再等效压平变形，就是现在的日字型，这种变压器，要求工作时，三相负载基本平衡。 　　以上两种情况均是基于理想情况下，为了降低成本而作出的。这就导致了现在的有些公司有意夸大，三相不平衡以及零线电流，可能导致的危害。 　　在后期的三相四线制布线中，将中性线采用和相线一样粗，问题就解决了，因为即使在极端情况下，中性线电流总是小于等于任一相线电流。这时零线电流根本就不产生危害。 　　变压器“偷工省料”的问题就不那么好解决，由于去掉了中心柱，轻载的那相，由于没有足够的反电动势，所以这相电压被“顶起”，电压偏高，而重载的相，电压跌落严重。有些公司采用三相平衡技术，结构类似移相变压器，试图将重载的相转移一些负荷到轻载的相，由于结构的对称性，工作时的静态性和实际工况时那些相重载比例的不确定性，实现起来真是不容易。 　　要解决三相平衡问题，只要简单将省掉的中心柱补上，成本也增加不了多少，但就整个电网而言，必须要求变压器负荷配电就近基本平衡，要不，大家都可以不平衡，整个电网将崩溃，发电机寿命也将大大缩短。 　　在实际工程中，最重要的是设计时做到基本平衡，只要轻载相的电压不要离谱的高就行。 　　三相平衡技术，对照明节能没有太大贡献。 六、 功率因数、浪涌、谐波与节能 　　功率因数，浪涌电压、电流，谐波这些概念，许多人都觉得陌生，正是这些概念比较抽象，才被一些人用来“蒙人”。我们不想说他们是骗钱，是因为股票中“题材”，“概念”往往得到合理合法的解释，“纳米”，“生物科技”股让人产生美好的幻觉，梦醒了才觉得上当，但对知情的操作者来说，这些都是早已定下的结局，有人欢喜有人忧。 　　事实上，我们发现，利用这些抽象概念的人，他们本身对浪涌，谐波，功率因数都不熟悉，这和街头利用伪科学骗人的行为一样，如果它懂了，反而不敢胡说八道。我们也许看到，在菜场或路边，有些骗子在摆弄一些节电产品，说在家插座上插上，就可节电，这就是所谓“并联节电”。 　　我们并不是说，这些抽象概念与节电无关，事实上，这些概念与节电密切相关，但到底是什么关系，需要说清楚，这样才有利于节能企业的发展，有利于行业的发展，要不，只要有骗子存在，人家就不分青红皂白，说我们也是骗子。 　　谐波，通俗来讲，是电流电压波形的接近正弦波的程度，而功率因数，是电压波形与电流波形在时间轴上的重合或移位程度。浪涌是指电压或电流波形上的干扰毛刺。 　　浪涌电压和浪涌电流，通过欧姆定律，有时会相互转换，浪涌电流，对前端电网以及设备，是有伤害，浪涌电压对后端设备安全有影响。浪涌电压直接产生的原因主要是雷电，电网自激振荡，间接产生的原因是，浪涌电流在线路上的浪涌压降。 　　对电网的稳定，是电力系统需要关注和研究的问题，节能行业对电流谐波的产生设备，减少谐波对电网的危害以及本地供电安全更为关心。电流谐波是允许存在的，也是没有必要彻底清除的，不要夸大谐波的危害，同时谐波也是不容易清除的，目前还没有一项简单技术，能处理谐波，利用有源APFC技术，能很好处理谐波，但代价是大家都不能接受的。解决问题的方法是，减少谐波的产生。 　　需要说明的是，谐波与节能没有必然的联系，除非谐波引起导线或设备发热，但消除后产生的节能也是非常少的，更重要的是，谐波导致前端配电设备的过载或不安全，比如，平均电流100A，如果谐波严重，峰值电流可能高达400A或更多，你说前端设备该配多大容量？ 就浪涌而言，电网在稳定情况下，浪涌几乎不存在，或不可能存在，特别是电压浪涌，电网内阻几乎是0欧姆，电压浪涌怎么可能发生？，需要多大能量才可能制造出电压浪涌！反过来说，如果电网不稳定，出现电压浪涌，任何设备都将烧毁，能找到如此大功率的吸收元件吗？ 　　另外，我们的电压浪涌吸收原件在电表的用户侧，任何吸收元件都将使有功表正转，何谈能节能？ 　　更实际的电压浪涌吸收电路，只能吸收如感应雷电的感应过压，这类干扰能量非常小，非常窄，以至于电网分布参数和内阻无法吸收。但这类感应过压，只要非常的成本就可解决，如产品中的输入输出口加TVS管，防雷管，压敏<