一、路燈節電的目的和意義
  近年來,我國的路燈建設取得了飛速的發展,道路照明質量不斷提高,高強度氣體放電燈被廣泛使用,對改善我國的投資環境,促進經濟快速發展,方便群眾生活,美化城市和作為一個外向型現代化城市的建設起了很大作用,但是伴隨而來的是能耗的大幅度提高,特別是近年來能源價格大幅度提升,使電力耗費成為負擔,因此,有必要加強技術改進,以期減緩能">

      技術頻道

      論節電器技術指標

      一、路燈節電的目的和意義
        近年來,我國的路燈建設取得了飛速的發展,道路照明質量不斷提高,高強度氣體放電燈被廣泛使用,對改善我國的投資環境,促進經濟快速發展,方便群眾生活,美化城市和作為一個外向型現代化城市的建設起了很大作用,但是伴隨而來的是能耗的大幅度提高,特別是近年來能源價格大幅度提升,使電力耗費成為負擔,因此,有必要加強技術改進,以期減緩能耗上升的趨勢。在我國政府建立節約型社會的號召下,路燈的節能必然成為一種趨勢。
        二、路燈節電的理論依據
        由于氣體放電燈消耗的功率是和它的輸入電壓有關的,以鈉燈為例見下圖c,從圖上可以看出當電壓降低10%時,鈉燈的電流降低10%,而此時功率降低達25%,光通量則降低30%。由于在設計道路照度時已考慮到正常的照度需要,所以不應以降低照度來節約能源消耗。但考慮到在后半夜時車輛人流都大為減少,此時供電電壓由于用電負荷減少而升高,所以此時采用降低供電電壓而適當降低光源的光通量也是可行的,假設在后半夜供電電壓升高10%,此時再降低供電電壓10%來運行,則光通量減少為額定值70%,而消耗功率此時可減少50%。

        以下是一組實測數據,見下表,采用西安無線電二廠及南京三樂的節能型電感鎮流器,250瓦鈉燈。由表中可看出當電壓從242伏降到198伏時輸入功率降低了140.6瓦。比220伏時額定功率值降低了53%。

      無線電二廠
      南京三樂
      電壓(V)
      220
      198
      242
      220
      198
      242
      輸入電流 (A)
      2.82
      2.5
      3.33
      3.16
      2.73
      3.43
      輸入功率 (W)
      228.2
      179.4
      303.2
      265.4
      210.2
      350.8
      功率因數
      0.365
      0.382
      0.382
      0.381
      0.386
      0.424

        通過調整供電電壓,降低不必要的損耗,不僅可以達到節電的目的,同時,還能保護終端設備,延長設備的平均使用壽命。
        在目前的路燈供電系統中,由于供電電壓不能調節,使得光源往往不能工作在較合適的狀態,現在的光源的壽命已很長,如GE的鈉燈壽命已達28000小時,國產的也達18000小時,但實際使用中往往達不到,主要原因是它的工作狀態達不到理想狀態,光源長期工作電壓過高的情況下,將會大大減低它的使用壽命且浪費了大量的能源。所以,通過調節供電電壓的方法不但可以節能,還可延長光源的壽命,是一種較好的節能方式,
        但是必須強調,節電多少是完全由路燈供電電壓決定的,當供電電壓高時,通過降壓可節電,電壓越高,降壓越多,則節電率愈高,供電電壓低時就有可能達不到應有的節電指標。舉例來說,一臺節電器放在供電電壓為250伏的地方,節電率有可能達到40—50%,而同樣的節電器放在供電電壓為200伏的地方節電率就有可能0。
        三、節電器的技術指標
        目前,市面上的節電器產品主要強調了它的節電率指標,但從以上的討論我們可以看出,節電器的節電率實際和節電器本身沒有太大的關系(當然不是完全沒關系,從后面的技術指標調壓范圍可看出),那么,我們應當如何確定一臺節電器的技術指標呢?由于節電器是近幾年才推廣應用的,目前,還沒有這方面的國家標準,這給我們在采買時造成了很大困難,如何制定合理的節電器技術指標是一個需要考慮的問題,最近我們在節電器招標時參照電力交流穩壓器制定了招標時的節電器技術指標,介紹出來供同行們參考:
        主要指標及技術要求
        1、執行技術標準:
        ² GB17625.1-2003《電磁兼容限值諧波電流發射限值》
        ² GB17743-1999《電器照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》
        ² GB7251.1-1997《低壓電器開關設備和控制設備》
        ² GB4942.2-1993《低壓電器外殼防護等級》

      序號
      項目
      技術要求
      2
      輸入電壓范圍:
      三相380VAC(相電壓)±15%
      3
      外殼防護等級
      不低于IP54(戶外型)
      4
      電壓調整速率
      ≤5V/分鐘
      5
      輸出電壓調節范圍:
      190--225伏(相電壓,輸入電壓大于225伏時),190--輸入電壓(相電壓,輸入電壓小于225伏時)
      6
      輸出穩壓精度:
      ≤±3%
      7
      介電強度:
      能承受2500V/1min;
      8
      承載能力
      能承受瞬時1.5倍~2倍的超載
      9
      使用環境溫度:
      -25℃~50℃
      10
      具有時鐘程序控制
      可設置任意時段輸出電壓值
      11
      負載功率因數絕對值
      ≥0.8
      12
      三相平衡
      采用分相調節,具有三相自動平衡功能
      13
      旁路功能
      具有自動和手動旁路功能
      14
      EMC檢測:
      符合GB17743-1999的要求
      15
      諧波檢測:
      符合GB17625-2003的要求
      16
      防盜功能
      17
      防雷防浪涌功能
      18
      效率
      >98%
      19
      門開、旁路開關信號
      提供無源開關信號
      20
      設備外觀要求
      鋼板(不少于2毫米厚度),表面熱鍍鋅、噴塑處理,淺灰色
      21
      其他
      具有外箱防腐、防鼠、防高溫性能,產品最大允許溫升:800C。
      22
      可長期連續工作,具有過壓、欠壓、過流、缺相、故障診斷,報警和保護功能。

        節電設備安裝要求:
        ² 節電設備外漏金屬部件都必須安全接地,接地電阻小于4歐姆
        ² 節電設備安裝及電纜敷設應滿足《城市道路照明工程施工及驗收規范》CJJ89-2001的要求。
        ² 節電設備運行不應影響正常照明,不應造成路燈熄滅而無法啟動。
        
        下面對一些主要技術指標作一個說明:
        1、電壓調整速率:由于氣體放電燈的特性需要在每個周期進行點燃,所以,要求它的供電電壓應比較穩定,當進入節能狀態時,電壓從高往低調節時我們希望這個過程比較緩慢,如電壓急劇下降則有可能對燈的工作狀態造成影響甚至熄滅,根據美國通用電氣公司(GE)提出的要求我們制定出這個指標。
        2、輸出電壓調節范圍:由于節電器主要是要調低輸出電壓而不需要升高電壓,所以調節范圍只是從輸入電壓往低調節,當輸入電壓大于225伏時,輸出電壓調節范圍為190--225伏,當輸入電壓小于225伏時,輸出電壓調節范圍為190--輸入電壓。此時最大電壓調節范圍為63伏,這個指標直接確定了節電器的容量,因為節電器的容量等于調節最大電壓乘于輸出電流,當輸出電流不變時,調節范圍越大,節電器的容量越大,此項指標制定的有點苛刻了,實際調節范圍40伏就應該滿足一般要求了,追求過大的調節范圍會造成節電器成本上升。
        3、輸出穩壓精度:這項指標是保證當供電電壓波動時節電器輸出電壓保持穩定,顯然穩壓精度越高越好,但會帶來成本的上升,實際路燈工作也不需要太高的精度,我們取≤±3%應該可以滿足路燈的工作要求了。
        4、三相平衡:由于負載不平衡或其他原因有時會造成供電電壓三相不平衡,如果節電器能夠分相獨立調節,則可使得輸出電壓保持三相平衡,這對負載是有利的。
        四、 節電器運行時的要求
        因為每條道路的照度在設計時都有要求,我們應用節電器的目的是在保證路面照度的前提下來進行節電,在前面理論分析時我們已經指出,在后半夜車輛人流減少時可適當降低路面照度,所以我們要求節電器在運行時前半夜必須保證輸出電壓為額定電壓220伏,此時是為保證路面的設計照度,當后半夜時保證輸出電壓為200伏,這主要是考慮到在在有線路電壓損失的情況下線路末端的電壓應能保證光源的正常運行。
        以上是我們的一些粗淺認識,供大家參考和討論。
        作者簡介:午崇軍,西安路燈管理處高級工程師,從事城市照明工程研究。

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