探討市政路燈照明電氣系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)

李以則

（寧波市市政管理處，浙江 寧波 315000）

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對電能的需求越來越大。電能在生產(chǎn)、傳輸?shù)倪^程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生阻耗。與此同時(shí)，各種電器元件的諧波也對電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量造成了一定的影響。為了減少市政路燈照明系統(tǒng)的電能損耗，提高電能供應(yīng)的質(zhì)量，本文對市政路燈照明電氣系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，并提出了在其應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)的策略措施，希望能有效減少電能損耗。

1 無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展概述

1.1 無功功率的內(nèi)涵

眾所周知，電網(wǎng)所產(chǎn)生的功率可以分為有功功率和無功功率。有功功率是指通過對電能的直接消耗而將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、化學(xué)能、熱能或聲能，并利用這些能做功。只將電能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能，且在這個(gè)過程不消耗電能，同時(shí)，所轉(zhuǎn)化成的這種能也是電氣設(shè)備之所以可以做功的必備條件，并在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換，這部分功率就是無功功率。電磁元件建立磁場占用的電能，電容器建立電場所占的電能等都屬于無功功率。

1.2 無功補(bǔ)償?shù)膬?nèi)涵

在電氣系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)、變壓器等電力負(fù)荷大部分都屬于感性負(fù)荷的范疇，在電氣系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際過程中，需要向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。通過將并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備設(shè)置安裝在電氣系統(tǒng)中，能夠有效提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，從而使得電氣系統(tǒng)系統(tǒng)中的電源向感性負(fù)荷所提供的經(jīng)由電氣線路所輸送的無功功率有所減少。正是因?yàn)闇p少了無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，所以，能使得系統(tǒng)線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗大大減少，這就是無功補(bǔ)償。

1.3 無功補(bǔ)償?shù)幕驹?/h3>

在物理學(xué)中，電感元件經(jīng)由電流進(jìn)行做功時(shí)，電流會(huì)滯后電壓90°；而電容元件經(jīng)由電流進(jìn)行做功時(shí)，電壓則落后電流90°。與此同時(shí)，電感電流與電容電流這二者的方向相反，互差180°。在同一個(gè)電氣系統(tǒng)中，通過在電感元件電路中有比例地安裝電容元件，由于二者所產(chǎn)生的電流方向相反從而可以相互抵消二者所產(chǎn)生的電流。一般而言，在具有感性功率負(fù)荷的電路中并聯(lián)具有容性功率負(fù)荷的裝置，由于能量在兩種負(fù)荷之間相互交換，因此，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償，這就是無功補(bǔ)償?shù)幕驹?。在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償技術(shù)在自動(dòng)化的電氣設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，這樣可以有效減少電氣系統(tǒng)中的電能損耗，并實(shí)現(xiàn)對電壓、電流等重要系統(tǒng)參數(shù)的有效控制。

2 我國市政路燈照明的發(fā)展?fàn)顩r

在我國市政路燈照明系統(tǒng)中，光感控制是被廣泛采用的一種控制技術(shù)。通過在路燈照明電氣系統(tǒng)中安裝光感原件并結(jié)合實(shí)際設(shè)置光感數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)路燈的自動(dòng)開啟或關(guān)閉。當(dāng)外界環(huán)境的光線低于所設(shè)置的光感數(shù)值時(shí)，路燈就會(huì)自動(dòng)開啟；當(dāng)外界環(huán)境中的光線高于所設(shè)置的光線時(shí)，路燈就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。與此同時(shí)，像光感傳感器這樣的感性原件安裝在市政路燈的電氣系統(tǒng)中，也會(huì)不可避免地產(chǎn)生電能損耗。在我國的電氣系統(tǒng)中，主要應(yīng)用并聯(lián)電容器的方式來吸收系統(tǒng)的容性無功補(bǔ)償并提升局部電壓，但是其卻存在著一個(gè)明顯的技術(shù)缺陷，即電容器安裝以后，其電容量也就固定了，不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。如果采用機(jī)械開關(guān)投切來滿足動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男枨螅闳狈B續(xù)性，響應(yīng)速度也相對較慢。也有一些市政路燈電氣系統(tǒng)中采用了可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)撵o止無功補(bǔ)償裝置（SVC），但其設(shè)備的容量相對較小，電壓等級(jí)偏低時(shí)制約了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

3 無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 市政路燈的單燈補(bǔ)償

通過在市政路燈的燈具內(nèi)安裝與燈具規(guī)格相匹配的400 V耐壓的CBB60系列電容器，能夠有效降低配電線路中的電流，進(jìn)而使得線路功率因素獲得很大程度的提高。以市政道路中應(yīng)用廣泛的400 W高壓鈉燈為例，如果不安裝單燈補(bǔ)償電容器，其運(yùn)行電流為4.6A，其功率因數(shù)則為0.46.按照其規(guī)格，選擇與之匹配的容量為50 μF的單燈補(bǔ)償電容器以后，其運(yùn)行電流降低為2.29A，其功率因素也提升至0.91.由此可見，對市政路燈電氣系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償以后，能夠有效降低電能的損耗。

3.2 配電線路的無功補(bǔ)償

在市政路燈線路電氣系統(tǒng)的配電線路的實(shí)際運(yùn)行中，可以采用分支線路補(bǔ)償法來減少分支線路對電氣系統(tǒng)主線路的無功索取，從而降低電能的無功損耗。其具體做法是在分支線路電桿的適當(dāng)位置安裝部分電容器，從而減少無功功率的電能損耗。而在使用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，選擇合適的補(bǔ)償點(diǎn)是補(bǔ)償關(guān)鍵。單點(diǎn)補(bǔ)償選取在線路末端的1/3處，補(bǔ)償容量為無功負(fù)荷的2/3.

3.3 不斷革新和應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)

在市政路燈電氣系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展中，不斷革新和應(yīng)用更加先進(jìn)的無功補(bǔ)償技術(shù)是其發(fā)展的必然趨勢。比如，在市政路燈電氣系統(tǒng)中應(yīng)用靜止無功發(fā)生器（SVG），將電氣系統(tǒng)設(shè)置為自換相變流電路。SVG能夠有效捕捉到容性整個(gè)范圍內(nèi)的無極調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對無功損耗的連續(xù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。比如可以采用光觸發(fā)晶閘管（LTT），其能夠在對市政路燈電氣系統(tǒng)有效進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，還能夠有效降低觸發(fā)電路的故障概率，提升電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

在對市政路燈電氣系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，要從市政路燈的實(shí)際運(yùn)行情況出發(fā)，選擇合適的方式和方法對其進(jìn)行補(bǔ)償，從而降低市政路燈電氣系統(tǒng)中的無功損耗，達(dá)到系統(tǒng)中電能節(jié)省的目的。

參考文獻(xiàn)：

［1］李模林.探討市政路燈照明電氣系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（31）：3.

［2］于學(xué)剛.探討市政路燈照明電氣系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)［J］.中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（24）：72.