关于发电厂节能灯具设计的分析

时间:2022-02-05 03:24:09

关于发电厂节能灯具设计的分析

摘要:近年来,全球高度重视能源问题,各种节能技术的研究水平成为衡量各国综合国力的一个重要指标。节能灯作为一种新型的节能电器,它的研究成为外界的关注焦点。节能灯形式众多,但是专门用于发电厂的节能灯的相关设计却少有报道。为此,文章结合发电厂的环境特点,参照多年的节能灯设计经验,分析了发电厂节能灯的相关设计细节,希望能够为这一新领域节能灯的设计提供参考依据。

关键词:发电厂;节能灯具;设计分析;毛管玻璃;电子镇流器

中图分类号:TM923 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)04-0040-02

随着世界科技的迅速发展以及社会的进步,节能成为各行各业关注的焦点,节能技术的使用不仅能够为企业带来丰厚的利益,还能在一定程度上缓解全球能源危机。照明行业中,各种节能灯的开发水平成为企业能否长期稳定发展的保障。据相关研究表明,一只10W的三基色节能灯和一只50W的普通白炽灯发出光的亮度是相同的,但是三基色节能灯的使用寿命却是普通白炽灯的10倍左右,由此可见,新型节能灯具的开发研究具有重要的意义。我国的发电厂中,一般都运用普通的灯具作为照明用灯,这不仅浪费了能源,还起不到很好的照明效果。为此本文就从节能灯的选材、设计两个方面出发,介绍发电厂节能用灯的相关设计。

1 节能灯关键器件的选用

1.1 毛管玻璃的选用

在毛管玻璃选用方面,应该做到以下三点:

1.1.1 最好选用光通量较高的毛管玻璃,因为光通维持率是衡量毛管质量的一项重要技术指标,它在一定程度上决定了灯具的使用寿命以及效能。在毛管玻璃选材上,最佳的材料是低钠无铅玻璃,相对普通玻璃,该材料具有更好的环保效果,且光通维持率很高。

1.1.2 在荧光粉的选取方面,最好不要选用卤粉材料,三基色粉是最理想的材料。相比卤粉,三基色粉具有很好的热稳定性,此外,三基色粉有着很好的抗紫外线老化性能,光效高且显色性能好。三基色粉的品种较多,最好是选用在验钞机下发光强度高的品种。

1.1.3 倡导研发无汞毛管,就目前我国使用的节能灯毛管来看,大部分都是低汞毛管,致使制造出来的节能灯内含有少量的气态汞,如果发生泄漏,这些气态汞会对人体造成伤害。此外,站在回收的角度看,回收这些汞需要一定的人力物力资源。综合上面两方面原因,无汞毛管的开发具有重要的现实意义。

1.2 电子镇流器制造材料的选用

电子镇流器的主要作用是将交流电转化为频率更高的交流电,此外,镇流器还起着维持节能灯快速启动以及稳定运行的作用,因此电子镇流器是节能灯中的重要结构部位,它的选材将直接影响节能灯的性能。

1.2.1 功率晶体管的选材:作为一种高频开关,功率晶体管在选材上应该重点考虑它的功能损耗、饱和降压、电流增益以及开关速度。三极管的特点表明:当存储时间越小时,它工作时的频率就会越高,所以功率的损耗量就会越小。但是我们也应该明白,不能选用存储时间差异很大的两个三极管,因为这样容易使三极管出现过热现象,会极大地降低三极管的使用寿命。

1.2.2 电容器的选用:在节能灯的所有器件中,电容器是最容易损耗的器材之一,造成电容器损坏的原因有很多,但是高频损耗过度是造成电容器损坏的主要原因,因为一旦出现高频损耗过度现象,电容器就会发热,久而久之,电容器就会被击穿。因此高频损耗低高温性能好、内部升温小的电容器是最佳的选择对象。磁介电容器以及CBB金属聚丙烯电容器基本满足以上要求。

2 节能灯具的设计

上面已经分析,电子镇流器的质量好坏将直接影响节能灯的性能优劣,节能灯设计的关键环节就是电子镇流器的设计。又鉴于文章篇幅有限,本文只讨论电子镇流器的设计。

2.1 提高线路功率的设计

线路功率是镇流器的一项重要指标,为提高镇流器的性能,需要提高其线路功率因素。因为较低的线路功率因素会降低电压质量,并且还会额外增加电压的损失,此外,还可能会降低供电设备的利用率。为提高线路功率因素,可行的设计方案是:运用PFC型电路,IR-2157以及ST-6560型电路就是很好的选择,这种电路类型能够形成功率补偿电路,从而增加了二极管的导通角,此外,还能够有效地防止波形畸变的形成,从而提高线路的功率因素。

2.2 降低谐波危害的设计

对绝大部分谐波电流来说,它们对电网都是一种潜在的危害,能够恶化用电设备周围的环境,具体表现在以下几方面:引发设备产生额外的谐波损耗,从而降低设备的效率;设备启动过程中,容易造成电流增大现象,从而缩短电容器等电器元件的使用寿命;谐波电流会使线路的产热现象加剧,增加了安全事故的发生几率。针对这类情况,可行的设计方案是:在线路上安装EMI滤波器,这样能够在一定程度上保证线路中的谐波频率时刻低于镇流器的正常工作频率。此外,还应该在线路中安装APFC滤波器,该滤波器通过检测线路上的谐波电流,从而产生一个“抵消电流”,该“抵消电流”具有和谐波电流方向相反、大小相仿的特点,最终达到降低谐波分量的作用。

2.3 降低“骚扰电压”的设计

“骚扰电流”指的是晶体管逆变器所产生的开关电流以及线路中的某些“逻辑信号”产生的干扰电流,这些干扰电流能够进入电网系统,并最终形成干扰电压,即“骚扰电压”,“骚扰电压”的存在会影响仪器设备的正常运行,严重的话会导致仪器设备失灵,并造成整个电网系统的崩溃。可行的设计方案是:在电子镇流器与电源线之间安装一个或多个EMI滤波器,EMI滤波器的数量应根据实际情况而定。EMI滤波器的存在能够将线路中的有害能量滤除,使整个线路中的有害能量降低到允许的范围内,消除这些有害能量带来的绝大部分不良影响,最终达到控制电源线上“骚扰电压”的产生目的。

3 结语

能源的综合有效利用是当今世界的主题,节能灯作为一种有效的节能电器,已经广泛运用于各行各业中。本文主要从节能灯关键器件的选材以及设计两方面介绍了发电厂节能灯具的设计,希望本文的提出能为相关部门提供参考依据。

参考文献

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[2] 刘畅.浅谈节能灯的材料选用和设计关键[J].技术创新,2012,(5):22-23.

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[4] 马小强.发电厂节能灯具设计探讨[J].工业技术,2011,(4):264.

作者简介:马小强(1981-),男,安徽宿县人,河北省电力勘测设计研究院工程师,研究方向:火电厂电气一次设计。

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