节电技术及相关产品性能的问题和策略分析

　随着全球工业化的迅猛发展，可利用的有限能源日趋枯竭.我国作为世界最大的发展中国家，能源问题尤为突出.因此，推进节能减排迫在眉睫.在上述背景下，市场上出现了一大批获得认证的非线性电路高科技节能产品.这些节能产品品种齐全、系列丰富，几乎涵盖了所有居民日常家用电器及通用机械，如节能灯、节电器、节能空调、冰箱等.针对照明，提出了采用节能灯替代传统的白炽灯.然而市场上不少节能灯往往存在节能效果不佳的问题，个别产品甚至是打着节能旗号的伪劣产品，不仅侵害了消费者的利益，严重的还污染了电网的电能质量.
　　因此，采用科学的测试方法对市场上主流节能产品的节能特性进行详细的测试显得很有必要.为此，本文对上海市场上的主流节能灯产品作了相关的性能分析.
　　1 选择测试样本的依据
　　照明灯是使用面最广、使用数量最多的电器之一，工矿企业、公用事业和家庭都要使用.在照明灯具中荧光灯使用量最大，尤其是单端自整流型荧光灯和非自整流型荧光灯的使用量.因此，本文选择荧光灯作为测试样本.
　　为了保证测试结果的合理性、权威性，首先考虑各个样本在市场上的占有率；其次考虑样本生产企业的代表性，分为独资企业、合资企业和国内民营企业.本文共选择了8个样本，包括4种自整流型灯具和4种非自整流型灯具，涵盖了8家企业的单端荧光灯产品.样本分类如表1所示.
　　表1中的样本来自不同的企业和地区.既有合资、外资企业的产品，又有国内民营企业的产品.产品的产地分布较广，来自中国东部、南部、中部等不同的地区.另外，这些样本在中国的市场均具有一定的占有率，品牌效应较强.因此，选择它们作为测试对象更具有普遍性和代表性.
　　2 测试方案与结果
　　本文从每个样本生产企业随机选取10只型号、规格相同的“13 W单端荧光灯”，其中13 W为铭牌功率.测试过程中，使用了高精度数字万用表、功率因数表、照度仪和稳压电源等仪器仪表，并按照外部条件一致的原则进行.每天测试1组，测试前先利用稳压电源将电源电压稳定在220（±1%）V，待测试样本稳定运行1 h后开始测量.主要测试了样本在额定电压下的电功率、功率因数、照度、比功率照度及谐波含量，共9组，然后将9组测试结果平均后作为最终的测试结果，如表2所示.
　　实测的功率与功率因数如图1和图2所示.结果表明，4种非自整流型灯管的实际功率均高于其铭牌功率，且4#样本的实际偏差最大，达23.08%；而自整流型灯管实际功率均小于其铭牌功率，其中8#的实际功率最低（比铭牌功率低20%）.
　　在所测样本中，5#样本的功率因数最高，具有明显的优势，而7#样本最低.由于功率因数在数值上可以表征用电设备消耗无功功率的大小，因此具有较大功率因数的灯具，消耗的无功功率较少，其电能利用率较高.
　　图3为各个样本照度的测试平均值.从表2中可以看出，在相同工作电压、单位功率下，8#样本的照度最高，而4#样本的照度最低，两者在数值上相差47.3%左右.照度表示单位面积上通过的光通量，其数值越大，即表明该灯泡的照明性能越好.照度测试结果表明，不同品牌的自整流型灯管尽管其耗电量均小于其铭牌值，但其实际照明性能则因品牌的差异存在很大变化.
　　为了检测测试样本在使用过程中对整个电网的污染程度，对各样本的谐波含量进行了测试，并按IEC/EN61000-3-2：2001、IEC/EN 61000-4-7：2002标准对其合格与否进行判断.测试结果如表3所示.
表3中数据表明，非自整流型灯具的谐波含量均很小，满足相应标准，而自整流型灯具的谐波含量明显超标.这表明自整流型灯具对整个电网存在明显的谐波污染.
　　图4给出了8种样本的13 W灯泡的平均市场价格.自整流型灯管由于包含了整流装置，其价格往往高于不带整流装置的非自整流型灯管.然而1#和2#两个样本，由于其品牌优势，虽为非自整流灯管，但价格仍较高；而5#样本，由于包含了多项专利技术，并率先发明了调光技术，故价格最高.
　　3 结论
　　（1） 就耗电功率与电能利用率而言，非自整流型灯管的实际耗电量均明显高于其铭牌功率，而自整流型灯管的总功率（包括整流器消耗功率在内）则均较低.
　　（2） 7#样本的灯管照度明显低于标准.而按照单位功率的条件，4# 样本的灯管单位功率照度最低.
　　（3） 非自整流型灯具的谐波含量都很小，而自整流型灯具谐波含量明显超标.这表明自整流型灯具对整个电网存在明显污染.
　　（4） 不管是自整流型灯具还是非自整流型灯具都有待技术革新，提高其功率因数.
　　（5） 对于集中且大规模使用荧光节能灯的区域须落实无功补偿和谐波治理措施，否则会造成有功功率的损耗和电网污染.
　　参考文献：
　　[1] 国际电工委员会.IEC/EN 61000-3-2： for harmonic current emissions[S].日内瓦：国际电工委员会工作中心，2001.
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