節(jié)電技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品性能分析

摘要：

為了掌握非線性電路節(jié)能產(chǎn)品的實(shí)際節(jié)電性能和對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響及其改進(jìn)方向，選擇市場(chǎng)上具有一定代表性的不同體制企業(yè)、分布在全國(guó)不同區(qū)域企業(yè)所生產(chǎn)的熒光燈節(jié)能產(chǎn)品作為切入點(diǎn)，采用科學(xué)的測(cè)試方法與手段，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，并予以統(tǒng)計(jì)分析；通過(guò)對(duì)不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品的實(shí)際耗電性能進(jìn)行測(cè)試與對(duì)比，旨在對(duì)其相關(guān)特性給予客觀的評(píng)估，以達(dá)到在關(guān)注真實(shí)的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品的同時(shí)關(guān)注電網(wǎng)污染治理的目的.

關(guān)鍵詞：

節(jié)電技術(shù)； 電能質(zhì)量； 節(jié)能產(chǎn)品； 節(jié)能減排

中圖分類號(hào)：TM 923 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Analysis of electricity-saving techniques and related products

ZHANG Jia-xian， ZHOU Jian-ping， ZHOU Jian-xiong

（Shanghai Power Industrial and Commercial Co.，Shanghai 200001，China）

Abstract：

In this paper，energy-saving fluorescent bulbs produced by companies in different areas across the country were selected for testing， in order to find out the actual power-saving performance of nonlinear circuit electricity-saving products. Based on scientific tests and a subsequent statistical analysis of testing data，the actual power-consumption performance of products by different companies was compared and evaluated objectively.

Key words：

electricity-saving technique； electricity quality； energy-saving product； energy-saving and emission-reduction

隨著全球工業(yè)化的迅猛發(fā)展，可利用的有限能源日趨枯竭.我國(guó)作為世界最大的發(fā)展中國(guó)家，能源問(wèn)題尤為突出.因此，推進(jìn)節(jié)能減排迫在眉睫.在上述背景下，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一大批獲得認(rèn)證的非線性電路高科技節(jié)能產(chǎn)品.這些節(jié)能產(chǎn)品品種齊全、系列豐富，幾乎涵蓋了所有居民日常家用電器及通用機(jī)械，如節(jié)能燈、節(jié)電器、節(jié)能空調(diào)、冰箱等.針對(duì)照明，提出了采用節(jié)能燈替代傳統(tǒng)的白熾燈.然而市場(chǎng)上不少節(jié)能燈往往存在節(jié)能效果不佳的問(wèn)題，個(gè)別產(chǎn)品甚至是打著節(jié)能旗號(hào)的偽劣產(chǎn)品，不僅侵害了消費(fèi)者的利益，嚴(yán)重的還污染了電網(wǎng)的電能質(zhì)量.

因此，采用科學(xué)的測(cè)試方法對(duì)市場(chǎng)上主流節(jié)能產(chǎn)品的節(jié)能特性進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試顯得很有必要.為此，本文對(duì)上海市場(chǎng)上的主流節(jié)能燈產(chǎn)品作了相關(guān)的性能分析.

1 選擇測(cè)試樣本的依據(jù)

照明燈是使用面最廣、使用數(shù)量最多的電器之一，工礦企業(yè)、公用事業(yè)和家庭都要使用.在照明燈具中熒光燈使用量最大，尤其是單端自整流型熒光燈和非自整流型熒光燈的使用量.因此，本文選擇熒光燈作為測(cè)試樣本.

為了保證測(cè)試結(jié)果的合理性、權(quán)威性，首先考慮各個(gè)樣本在市場(chǎng)上的占有率；其次考慮樣本生產(chǎn)企業(yè)的代表性，分為獨(dú)資企業(yè)、合資企業(yè)和國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè).本文共選擇了8個(gè)樣本，包括4種自整流型燈具和4種非自整流型燈具，涵蓋了8家企業(yè)的單端熒光燈產(chǎn)品.樣本分類如表1所示.

表1中的樣本來(lái)自不同的企業(yè)和地區(qū).既有合資、外資企業(yè)的產(chǎn)品，又有國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)的產(chǎn)品.產(chǎn)品的產(chǎn)地分布較廣，來(lái)自中國(guó)東部、南部、中部等不同的地區(qū).另外，這些樣本在中國(guó)的市場(chǎng)均具有一定的占有率，品牌效應(yīng)較強(qiáng).因此，選擇它們作為測(cè)試對(duì)象更具有普遍性和代表性.

2 測(cè)試方案與結(jié)果

本文從每個(gè)樣本生產(chǎn)企業(yè)隨機(jī)選取10只型號(hào)、規(guī)格相同的“13 W單端熒光燈”，其中13 W為銘牌功率.測(cè)試過(guò)程中，使用了高精度數(shù)字萬(wàn)用表、功率因數(shù)表、照度儀和穩(wěn)壓電源等儀器儀表，并按照外部條件一致的原則進(jìn)行.每天測(cè)試1組，測(cè)試前先利用穩(wěn)壓電源將電源電壓穩(wěn)定在220（±1%）V，待測(cè)試樣本穩(wěn)定運(yùn)行1 h后開(kāi)始測(cè)量.主要測(cè)試了樣本在額定電壓下的電功率、功率因數(shù)、照度、比功率照度及諧波含量，共9組，然后將9組測(cè)試結(jié)果平均后作為最終的測(cè)試結(jié)果，如表2所示.

實(shí)測(cè)的功率與功率因數(shù)如圖1和圖2所示.結(jié)果表明，4種非自整流型燈管的實(shí)際功率均高于其銘牌功率，且4#樣本的實(shí)際偏差最大，達(dá)23.08%；而自整流型燈管實(shí)際功率均小于其銘牌功率，其中8#的實(shí)際功率最低（比銘牌功率低20%）.

在所測(cè)樣本中，5#樣本的功率因數(shù)最高，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，而7#樣本最低.由于功率因數(shù)在數(shù)值上可以表征用電設(shè)備消耗無(wú)功功率的大小，因此具有較大功率因數(shù)的燈具，消耗的無(wú)功功率較少，其電能利用率較高.

圖3為各個(gè)樣本照度的測(cè)試平均值.從表2中可以看出，在相同工作電壓、單位功率下，8#樣本的照度最高，而4#樣本的照度最低，兩者在數(shù)值上相差47.3%左右.照度表示單位面積上通過(guò)的光通量，其數(shù)值越大，即表明該燈泡的照明性能越好.照度測(cè)試結(jié)果表明，不同品牌的自整流型燈管盡管其耗電量均小于其銘牌值，但其實(shí)際照明性能則因品牌的差異存在很大變化.

為了檢測(cè)測(cè)試樣本在使用過(guò)程中對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的污染程度，對(duì)各樣本的諧波含量進(jìn)行了測(cè)試，并按IEC/EN61000-3-2：2001、IEC/EN 61000-4-7：2002標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其合格與否進(jìn)行判斷.測(cè)試結(jié)果如表3所示.

表3中數(shù)據(jù)表明，非自整流型燈具的諧波含量均很小，滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，而自整流型燈具的諧波含量明顯超標(biāo).這表明自整流型燈具對(duì)整個(gè)電網(wǎng)存在明顯的諧波污染.

圖4給出了8種樣本的13 W燈泡的平均市場(chǎng)價(jià)格.自整流型燈管由于包含了整流裝置，其價(jià)格往往高于不帶整流裝置的非自整流型燈管.然而1#和2#兩個(gè)樣本，由于其品牌優(yōu)勢(shì)，雖為非自整流燈管，但價(jià)格仍較高；而5#樣本，由于包含了多項(xiàng)專利技術(shù)，并率先發(fā)明了調(diào)光技術(shù)，故價(jià)格最高.

3 結(jié)論

（1） 就耗電功率與電能利用率而言，非自整流型燈管的實(shí)際耗電量均明顯高于其銘牌功率，而自整流型燈管的總功率（包括整流器消耗功率在內(nèi)）則均較低.

（2） 7#樣本的燈管照度明顯低于標(biāo)準(zhǔn).而按照單位功率的條件，4# 樣本的燈管單位功率照度最低.

（3） 非自整流型燈具的諧波含量都很小，而自整流型燈具諧波含量明顯超標(biāo).這表明自整流型燈具對(duì)整個(gè)電網(wǎng)存在明顯污染.

（4） 不管是自整流型燈具還是非自整流型燈具都有待技術(shù)革新，提高其功率因數(shù).

（5） 對(duì)于集中且大規(guī)模使用熒光節(jié)能燈的區(qū)域須落實(shí)無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理措施，否則會(huì)造成有功功率的損耗和電網(wǎng)污染.

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)際電工委員會(huì).IEC/EN 61000-3-2：2001.Limits for harmonic current emissions[S].日內(nèi)瓦：國(guó)際電工委員會(huì)工作中心，2001.

[2] 國(guó)際電工委員會(huì).IEC/EN 61000-4-7：2002.Testing and measurement techniques[S].日內(nèi)瓦：國(guó)際電工委員會(huì)工作中心，2002.

[3] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 17262-2011.單端熒光燈性能要求[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[4] 程浩忠，艾芊，張志剛，等.電能質(zhì)量[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[5] 張家憲，沈勇.軌道交通負(fù)荷電能質(zhì)量檢測(cè)簡(jiǎn)析[C].第六屆電能質(zhì)量國(guó)際研討會(huì)論文集.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012：301-305.

[6] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB17625.1-2003.電磁兼容 限值 波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流≤16 A）[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.