电能节能控制仪表设计开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告 题目电能节能控制仪表设计电能节能控制仪表设计 院(系)电气工程学院 专业自动化自动化_ _ 班级 _电自电自 6-16-1 班班_ _ 姓名 _张美玲张美玲 指导教师 _唐耀武唐耀武_ 开题时间 _2010.3.232010.3.23_ 吉林工程技术师范学院教务处制 一、 课题研究意义 随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，现在人们越来越关心我们赖以生存 的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在 采取积极有效的措施改善环境，减少污染。 现在各种节能技术和产品丰富多样，并且不断地在推陈出新。 节能是指加强用能管理，采用技术上可行，经济上合理以及环境和社会可以承受 的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能 源。其中，技术上可行是指在现有技术基础上可以实现；经济上合理就是要有一个合 适的投入产出比；环境可以接受是指节能还要减少对环境的污染，其指标要达到环保 要求；社会可以接受是指不影响正常的生产与生活水平的提高；有效就是要降低能源 的损失与浪费。 节能是我国可持续发展的一项长远发民兵线路，是我国的基本国策。 广义的讲，节能是指除狭义节能内容之外的节能方法，如节约原材料消耗，提高 产品质量、劳动生产率、减少人力消耗、提高能源利用效率等。狭义的讲，节能是指 节约煤炭、石油、电力、天然气等能源。 电能是表示电流做多少功的物理量 电能指电以各种形式做功的能力（所以有时也叫 电功 ）。分为直流电能、交流 电能，这两种电能均可相互转换。 通过设计电能节能控制仪表可以将它将测量信号与给定值比较后，对偏差信号按 一定的控制规律进行运算，并将运行结果以规定的信号输出。工程上将构成一个电能 节能控制过程控制系统的各个仪表统称为电能节能控制仪表。 这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题， 除了寻找新的能源，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施 ，在最近几年,通 过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。所以电能节能控 制仪表的设计不仅仅是工业技术的提高，也在一定意义有效地解决了现在短缺的能源 问题。 道路照明节能设计是在保证上述系统功能的前提下改进和提高系统的能效，而不 是单纯的不顾及照明质量，降低照明标准去实施节约能源。因此道路照明节能设计对 促进电力和能源的可持续利用，保护城市生态环境，具有十分重要的意义。设计中要 综合考虑道路照明系统的性能和节能效果合理选择照明方式， 光源、 灯具及附属装置、 照明供电、照明控制等各技术环节的节能效果和作用；节能设备的推广和使用应以安 全、可靠、成熟为原则，产品应达到国家、行业及企业相关技术标准，优先推广获得 国家节能认证的产品 二、 研究方案 研究内容: 自耦降压式节能装置是通过改变自耦变压器的零线抽头位置实现降压节能 的。一般零线抽头有4-5组，因此。降压也有4-5种。用单片机作为核心器件，外加 适当的接口电路，使用电压互感器器，通过适当的参数设定可以根据输入和输出的 电压关系对电能节能装置进行控制。 设计方案 。一、根据道路等级合理地确定照明标准 根据道路等级合理地确定各级道路照明标准，从而合理地确定灯杆高度及灯 杆间距、光源功率等主要设计参数。各级道路照明标准可参考表 1（机动车交通道 路照明标准值）确定。 级 别 道路类型 路面亮度路面照度眩光限 制 阈值增 量 T1(%) 最大 初始值 环境 比 SR 最小 值 平均 亮度 Lav (cd/ m2) 总均 匀度 Uo 最小 值 纵向 均匀 度 UL 最小 值 平均 照度 Eav(lx ) 维持 值 均匀 度 UE 最小 值 快速路、主干路 (含迎宾路、通向政 府机关和大型公共 建筑的主要道路， 位 于市中心或商业中 心的道路) 1.5/2 .0 0.40.7 20/3 0 0.4100.5 次干路 0.75/ 1.0 0.40.5 10/1 5 0.35100.5 支路 0.5/0 .75 0.48/100.315 注: 1 表中所列的平均照度仅适用于沥青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度 值可相应降低约 30%。根据本标准附录 A 给出的平均亮度系数可求出相同的 路面平均亮度，沥青路面和水泥混凝土路面分别需要的平均照度。 2 计算路面的维持平均亮度或维持平均照度时应根据光源种类、灯具防护等级 和擦拭周期，按照本标准附录 B 确定维护系数。 3 表中各项数值仅适用于干燥路面。 4 表中对每一级道路的平均亮度和平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为 低档值，右侧为高档值。 二、合理选择照明方式 道路照明设计应根据道路和场所的特点及照明要求确定照明方案。 常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心 对称布置和横向悬索布置五种基本方式。采用常规照明方式时，应根据道路横断面 形式、宽度及照明要求进行选择，并应符合下列要求 （一） 灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的 1/4，灯具的仰角不宜超过 15； （二） 灯具的布置方式、安装高度和间距可按表 2 经计算后确定。 配光类型截光型半截光型非截光型 布置方式 安装高度 H(m) 间距 S(m) 安装高度 H(m) 间距 S(m) 安装高度 H(m) 间距 S(m) 单侧布置HWeffS3H H 1.2Weff S3.5H H 1.4Weff S4H 双侧交错 布置 H 0.7Weff S3H H 0.8Weff S3.5H H 0.9Weff S4H 双侧对称 布置 H 0.5Weff S3H H 0.6Weff S3.5H H 0.7Weff S4H 三、合理选用光源 光源节能主要取决于它的发光效率，但光源的选用不能单纯从光效出发，而 应根据显色指数、使用寿命、启动特性等综合考虑，合理运用。而光源的选择直接 影响到照度及照明功率密度值（LPD）,要同时满足新标准对照度和照明功率密度 值的要求，就必须对照明设计进行详细正确的计算. 道路照明系统应积极推广高压钠灯、金属卤化物灯；庭院灯应积极推广使用紧 凑型荧光灯；在特定场合可用无极灯、半导体发光二极管(LED)灯等。 各种光源的适用场所：在快速路、主干路、次干路和支路宜采用高压钠灯；在 市中心、商业中心等对颜色识别要求较高的机动交通道路、商业区步行街和人行道 路宜采用金属卤化物灯；庭院灯宜采用紧凑型荧光灯；对新型光源(如无极灯、半 导体发光二极管(LED)、可再生能源灯具等)可在试点成熟的基础上予以应用 . 四、结合工程实际选用高光输出比的灯具 灯具的选择应满足使用功能和照明质量的要求，便于安装维护且长期运行 费用低。具体应考虑： （一）光学特性，如配光曲线、眩光控制等； （二）经济性，如灯具效率、初始投资及长期运行费用等； （三）特殊的环境条件，如空气中酸碱等腐蚀性气体含量较高的地区或场所宜 采用耐腐蚀性能好的灯具；不方便埋设电缆时可采用太阳能供电的灯具； （四）灯具的外形应与环境相协调。 灯具性能对节能至关重要，衡量灯具优劣的主要参数是灯具光输出比。灯具光 输出比是说明灯具对光源光通的利用程度。灯具的光输出比总是小于 1，越接近 1 说明灯具对光源的利用率越高。 在选择灯具时，首先要满足光强分布和眩光限制的要求，在此前提条件下再选 择灯具效率高的产品(70%)；实际使用中加强灯具的清洁和维护，按不同的环境 状况，每半年或一年进行一次彻底清洗，保持 0.65 以上的维护系数；在保证平均 亮度和均匀度的前提下，路灯的灯间距可以适当增大，通过合理的配光灯间距可以 增加 30%左右。 五、合理选用灯具附件 （一）推广使用电子镇流器、节能型电感整流器和变功率整流器 电子镇流器具有效率高、功率因数高、无频闪、无噪声和节能等优点，用电 子镇流器替代传统电感镇流器可节电 20%30%。由于气体放电灯具有负伏安特 性，而在高频状态下变为正伏安特性，使灯泡能正常启动。与电感式镇流器比较， 具有如下优点：电感式镇流器自身能耗为灯泡的 10%15%，电子镇流器本身能 耗极低，并且有恒功率输出的特点。 如果把传统电感镇流器更新为节能型的，也会取得可观的节能效果。 表 4 普通电感镇流器与节能型电感镇流器的功耗比较表 灯功率 (W) 镇流器功耗占灯功率百分比 (%)节电率(%) 普通电感节能型电感 100 15201149 150 15181236 250 14181048 400 1214935 变功率镇流器是通过一定时控制器(一般在路灯开灯后 46 小时)，在路灯回 路串入一附加镇流器，将灯泡功率降下来，从而达到节能的目的。使用变功率镇流 器会使路面平均照度下降 30%，但均匀度仍保持不变，在后半夜车流、行人较少 时，对使用功能不会有明显影响，如果考虑到后半夜电源电压上升的因素，路面照 度的下降还会小些。但变功率镇流器体积比常规镇流器要大，如灯具电器室如果较 小的话，安装就会有困难。 （二）进行无功补偿 对路灯照明电路进行无功补偿，可采用单灯补偿和集中补偿两种方式。单灯补 偿就是在每盏灯上并联一个电容量适当的电容器进行补偿， 既减少照明电路的无功 功率， 也能降低低压照明线路上的电能损耗和电压损耗。 同时， 因为线路电流降低， 可选用较小截面的导线。单灯补偿的经验值：250W、400W 高压钠灯补偿电容器 电容值分别为 32F 、45/50F。 集中补偿是将电容集中装在配电装置中，其优点是安装简单，运行可靠，利用 率高，缺点是不能减少低压线路上的电压损耗和电能损耗，只能对电网起无功补偿 作用； 另外， 必须加装放电设备。 目前大部分灯具厂家在灯具上已经做到单灯补偿， 集中补偿可在低压侧集中补偿以提高变压器效率。 三、 设计（论文）课题