紧凑型荧光灯和LED灯电能质量扰动特性与敏感特性研究

目前,紧凑型荧光灯(Compact Fluorescent Lamp, CFL)和发光二极管(Light Emitting Diode, LED)灯正以其巨大优势在世界范围内逐渐取代白炽灯。与白炽灯相比,新型灯具有节能、发光效率高、使用寿命长等优点。随着CFL和LED灯渗透率的逐渐增大,它们的特性也开始引起人们的普遍关注,本文主要研究了CFL和LED灯的电能质量扰动特性和敏感特性,主要内容如下：(1)CFL和LED灯的电能质量扰动特性主要体现在灯具电流中含有大量谐波。首先从电路结构出发分析了CFL和LED产生谐波的原因,并引入了IEC关于照明设备的谐波发射限值。然后搭建实验系统,对单个CFL和LED灯以及灯具组合情况下的谐波特性进行实验,并从功率、波形、谐波畸变率和功率因数四个方面进行了分析。在与IEC标准的比较中发现,现有的IEC标准着重针对气体放电灯设计,对于LED灯适应性并不好,并针对这个问题提出相应的改进建议。(2)开展了电压暂降对CFL和LED灯影响的研究,首先分析了电压暂降对CFL和LED灯的影响,然后搭建了实验系统,对白炽灯、CFL和LED灯电压暂降下的照度变化进行实验研究,并以白炽灯为参考标准进行比较。研究表明,三种类型的灯具均会受到电压暂降的影响。对于相同的电压暂降,白炽灯的照度下降最多,恢复到正常的上升时间最长。虽然CFL和LED灯则在前述两方面都优于白炽灯,但是也会产生比较明显的灯光变化,对电压暂降的敏感性也较高。(3)对CFL和LED灯在间谐波电压下的照度波动进行研究,首先分析了间谐波幅值和频率对电压有效值和峰值的影响,接着以白炽灯为例分析了间谐波电压下的照度波动情况。然后对不同灯具在不同幅值和频率间谐波电压下进行了实验研究,分析其照度波动深度并比较。研究表明,白炽灯的照度受电压有效值的影响较大,因此在低频间谐波下的照度波动情况高于CFL和LED灯；CFL和LED灯受电压峰值的影响较大,因此在整个频段都会受到间谐波的影响,并且在低频间谐波下的波动深度小于白炽灯而在高频间谐波下的波动深度大于白炽灯。总体来说,CFL和LED灯在间谐波电压下的照度波动情况仍然十分严重。