市政路燈照明電氣系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)淺述

李祥1 李芳2

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摘要：市政路燈照明系統(tǒng)屬于城市的基礎(chǔ)性建設(shè)，合理運(yùn)用照明系統(tǒng)不僅可以起到照亮城市的基本作用，還能夠美化環(huán)境、亮化城市，提升城市的景觀效果。不過，隨著城市的發(fā)展，路燈越來越多，其能源消耗問題也日益受到關(guān)注。因此，必須重要市政路燈系統(tǒng)的節(jié)能問題，本文主要探討無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，以降低路燈照明系統(tǒng)的能源消耗，并提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：照明；節(jié)能；無功補(bǔ)償

現(xiàn)代化建設(shè)中，市政路燈照明的運(yùn)行效果，與城市夜間道路交通安全有著直接聯(lián)系，為了更好的提高照明度，必須使用大量的電能，才能滿足市政路燈照明的實(shí)際需求。因此，調(diào)壓節(jié)能技術(shù)的不斷應(yīng)用，使電能得到大大節(jié)約，成為當(dāng)前實(shí)現(xiàn)環(huán)保與節(jié)能政策的有效途徑。

一、市政路燈照明的現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，市政路燈照明正向著更明亮、質(zhì)量更好、照明時(shí)間更長方向發(fā)展，很好的解決了城市夜間道路照明問題。但是，長時(shí)間的照明，帶來較大的電能損失，與社會(huì)不斷發(fā)展提出的可持續(xù)發(fā)展政策不相符，造成嚴(yán)重電能和光能浪費(fèi)。例如：大型城市在夜間兩三點(diǎn)以后、中型城市在凌晨以后、小型城市在夜間十一點(diǎn)以后，很多道路的人流量和車流量幾乎為零，特別是在秋季和冬季室外溫度較低期間，城市道路夜間的行人和車輛都很少。因此，采用長時(shí)間的市政路燈照明方式，會(huì)造成電能和光能的大量浪費(fèi)，使市政路燈照明燈具的使用壽命不斷縮短，提高市政路燈照明的運(yùn)營成本，嚴(yán)重的還會(huì)造成光污染，給城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展帶來一定的阻礙。

二、目前市政路燈照明中常用節(jié)能技術(shù)

隨著各種節(jié)能燈具的不斷生產(chǎn)和研發(fā)，市政路燈照明中降壓節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍變得越來越廣，符合了我國建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的需求，使市政路燈照明系統(tǒng)變得更加完善。目前，市政路燈照明中所運(yùn)用的降壓節(jié)能技術(shù)指的是全數(shù)字式智能調(diào)壓節(jié)電控制技術(shù)和無級(jí)差式照明節(jié)電系統(tǒng)技術(shù)，其中，全數(shù)字式智能調(diào)壓節(jié)電控制技術(shù)主要包括降壓環(huán)節(jié)、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)和調(diào)光環(huán)節(jié)三個(gè)部分，從市政路燈照明的實(shí)際情況出發(fā)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可行性。無級(jí)差式照明節(jié)電系統(tǒng)技術(shù)是純電力電子裝置，智能化程度高，采用優(yōu)先保障照明的邏輯控制設(shè)計(jì)，可以最大限度的保障照明系統(tǒng)的安全；使用過程中無級(jí)調(diào)控，可以大大提高節(jié)電率、最大限度的保障光源壽命；通過輸入輸出無諧波的形式，可以適應(yīng)所有光源，不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成任何污染；使電能的轉(zhuǎn)換效率不斷提高，從而減少能源和資源的損耗量，真正實(shí)現(xiàn)綠色和環(huán)保。

在實(shí)踐應(yīng)用中，全數(shù)字式智能調(diào)壓節(jié)電控制技術(shù)，可以在夜間車流量和人流量較大的區(qū)域確保照明度滿足實(shí)際需求，在凌晨左右自動(dòng)調(diào)節(jié)照明度，并且在凌晨以后到第二天早上的時(shí)間段內(nèi)適當(dāng)?shù)慕档驼彰鞫?，以達(dá)到節(jié)約電能和光能的目的。它的應(yīng)用原理是通過輸入量的大小和輸出量大小的相互轉(zhuǎn)換來完成照明度的調(diào)節(jié)，具有一定智能性和合理性。與此同時(shí)，無級(jí)差式照明節(jié)電系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是同類設(shè)備無法比擬的，節(jié)能效果是目前同類設(shè)備中最好的，并且無級(jí)差式照明節(jié)電系統(tǒng)安裝使用方便，能滿足不同用戶和不同現(xiàn)場(chǎng)的個(gè)性化需求，適應(yīng)所有的照明光源。

在市政路燈照明中，上述降壓節(jié)能技術(shù)的操作流程如下：一是，對(duì)城市不同區(qū)域道路在各時(shí)間段的人流量和車流量進(jìn)行測(cè)試，以推斷出各路段在不同時(shí)間段內(nèi)的平均人流量和車流量，從而抓住其中的發(fā)展規(guī)律，以確定城市道路不同時(shí)間段和路段的照明度調(diào)整率；二是，通過有效計(jì)算后，將相數(shù)據(jù)輸入到智能調(diào)壓節(jié)能相關(guān)的計(jì)算機(jī)程序中，以對(duì)市政路燈照明進(jìn)行自動(dòng)控制。最后，根據(jù)不同路段、不同時(shí)間段市政路燈照明的實(shí)際情況，對(duì)各種信息進(jìn)行反饋，可以使錯(cuò)綜復(fù)雜的市政路燈照明網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到有序、穩(wěn)定的管理，以保證整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的安全。在實(shí)際運(yùn)行過程中，無級(jí)差式照明節(jié)電系統(tǒng)的技術(shù)不會(huì)因本設(shè)備的故障損壞而影響其它設(shè)備的正常照明和供電，可以使節(jié)電率達(dá)到30%；通過不同需要設(shè)置節(jié)能曲線，采用嵌入式軟件進(jìn)行自動(dòng)控制，可以大大延長光源的使用壽命；在無級(jí)調(diào)節(jié)、精準(zhǔn)輸出等情況下，可以使光源工作更加穩(wěn)定，大大提高老化、半老化光源的運(yùn)行穩(wěn)定性。

三、無功補(bǔ)償節(jié)能技術(shù)在路燈照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）無功補(bǔ)償?shù)母拍罴把b置

無功功率補(bǔ)償就是指在電力系統(tǒng)中為了使功率因數(shù)作用提升而運(yùn)用的一種補(bǔ)償方法，其應(yīng)用能夠使供電效率得到增強(qiáng)，使供電環(huán)境得到改善。由此，無功補(bǔ)償在電力系統(tǒng)中占據(jù)的作用非常大，能夠最大限度的將電網(wǎng)損耗減少，使電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量提升。

1、低壓無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置

在電力、汽車、石油、化工、冶金、鐵路等等對(duì)電壓波動(dòng)和功率因數(shù)都有較高要求的行業(yè)來說，鑒于使用的無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置具有較大的負(fù)載功率，適合的交流電范圍在40HZ左右，其額定電壓也要進(jìn)行有效控制，一般都控制在570V以下，此時(shí)的額定電壓為最適宜的補(bǔ)償裝置。比如，某供電部門在安裝低壓無功補(bǔ)償電柜時(shí)，將補(bǔ)償?shù)南拗翟O(shè)定為0.78，按照一定順序?qū)⑵洳⑷氲诫娙萜鹘M中，如果前部的功率因數(shù)靠前，線路則要進(jìn)行無功功率的返圖處理，將電容器切斷，使功率因數(shù)保持在一個(gè)安全區(qū)域內(nèi)，并實(shí)現(xiàn)平衡。

2、高壓無功補(bǔ)償裝置

高壓無功補(bǔ)償裝置比起低壓無功補(bǔ)償裝置更適合在變電站內(nèi)安裝使用，尤其適合在電壓在7kV～12kV的變電站內(nèi)使用，可以在母線上配置一個(gè)3～6組的電容器，使運(yùn)行更加安全、可靠。通常，適合的工作溫度為-16～+56℃，適合的相對(duì)濕度為<77%，海拔高度可控制在3000m，額定電壓在8kV～15kV間。0～5A表示的是交流電取樣值，（若PT取10kV側(cè)二次A、C線電壓時(shí)，CT應(yīng)取B相電流）等。

（二）無功補(bǔ)償?shù)脑砗鸵饬x

在電力系統(tǒng)，電網(wǎng)功率的輸出方式有兩種，即為有功功率和無功功率。而無功功率與有功功率最大的區(qū)別就在于無功功率不損耗電能，而是通過其他的形式把電能轉(zhuǎn)化為能夠使電氣設(shè)備運(yùn)作的其他功能，如電容器建立電場(chǎng)所占的電能就是無功功率。而無功功率補(bǔ)償，就是使感性負(fù)荷所需要的無功功率由容性負(fù)荷輸出，無功功率補(bǔ)償不僅減少發(fā)電、供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量，可以大幅度地減少資金投入，而且可以減低線損，線損的減低直接關(guān)系著供電部門的經(jīng)濟(jì)。

（三）無功補(bǔ)償節(jié)能技術(shù)在市政路燈照明中的應(yīng)用

無功功率增加了變壓器及導(dǎo)線的容量，由于裝置及導(dǎo)線餓電阻，無功電流變成熱而直接損失，因此提高功率因數(shù)，減少無功功率成了節(jié)能很必要的手段，通常采用安裝合適的電容，提高功率因數(shù)達(dá)到節(jié)能。

1、集中補(bǔ)償

集中補(bǔ)償也是一種較為常見的無功補(bǔ)償形式，能夠結(jié)合路燈照明系統(tǒng)中補(bǔ)償時(shí)變壓器與高壓輸電線路的損耗情況進(jìn)行補(bǔ)償，這種補(bǔ)償裝置由很多部件組成，有并聯(lián)電容器、靜止補(bǔ)償裝置以及平衡電網(wǎng)的無功功率等部件。其功能與優(yōu)勢(shì)是能改善功率因數(shù)，易于管理。

2、電容器補(bǔ)償

電容器，是實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)闹匾ぞ?。在線路塔桿上的電容器不易過多，補(bǔ)償容量也不易過大，控制方式和保護(hù)措施也不易過度復(fù)雜。這種電容器補(bǔ)償投入小、回收快，但適應(yīng)能力較差。

3、隨機(jī)補(bǔ)償

隨機(jī)補(bǔ)償比起上述補(bǔ)償裝置更具有選擇性，能夠?qū)⑵渑c發(fā)電裝置連接，并對(duì)控制裝置與保護(hù)裝置進(jìn)行集中管理與補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)功能作用的發(fā)揮。但隨機(jī)補(bǔ)償?shù)碾娙萜饕欢ㄒ堑蛪弘娙萜鳌＿@種補(bǔ)償方式投資小、安裝方便、配置靈活、最關(guān)鍵的是事故率低。

四、結(jié)語

綜上，對(duì)路燈照明現(xiàn)狀及無功補(bǔ)償節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望有助于道路照明系統(tǒng)合理用電，使路燈工程既滿足其功能性要求，又能夠?qū)崿F(xiàn)最大限度的節(jié)能。

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