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节能技术
城市路灯照明节能技术方案分析

城市路灯照明节能技术方案分析

        我国提出“中国绿色照明工程”,照明节电已成为节能的重要方针。在政府推行 “建设节约型社会”的方针政策之后,全国各地方政府也出台了许多节能政策。为了响应国家的节能号召,广东省政府在2011年的政府工作报告中,明确指出本年度的节能降耗指标,任务也是十分艰巨的。照明节能,尤其是城市道路的照明节能,是显而易见的突破口。提倡照明节能,不等于降低对视觉作业的要求和降低照明质量,因为这样会降低劳动生产率,非但不能达到照明节能的目的,反而影响工作人员的视觉要求。照明节能,需要在保证照度标准和照明质量的前提下,在保证不降低工作场所视觉要求的情况下,力求减少照明系统中的能量损失,最有效地利用电能。

        以下将对我国目前路灯照明工程的技术路线的弊端和危害,进行分析,同时提供Mni智能电感无级纯正弦连续调节技术方案,希望能对道路照明节能工作有所参考。

一、半夜灯隔盏亮控制方法

        在20世纪70年代,由于美英日等国经济的高速发展,在当时爆发过一次严重的能源危机,日本曾使用过路灯隔盏亮控制技术,即上半夜灯全亮,后半夜,隔盏关闭,实现节能。

        这种控制方式,采用特殊布线实现,但由于电力供应是三相线,而要实现1/2的功率控制,因此无论如何,都将导致电力变压器的三相严重不平衡。

        半夜灯控制方式,主要危害有:

        1、变压器寿命缩短,选型困难。工程为了省钱,往往功率选型偏小,变压器寿命缩短。比如4路线路,每路50A,前半夜,三相电路将是50A,100A,50A,后半夜三相电流将是50A,50A,0A,从上面看出,工程选择变压器时,如果选3X100A,成本太高,也觉得浪费,如果选3X50A,又出现过载,一般可能会选择3X70A的变压器,这样,前半夜,变压器一般处于过载状态,发热严重,寿命缩短。

        2、功率总不能平衡,威胁电网安全。路灯变压器一般直接挂在高压线路上,如果大量的路灯供电,都采用这种极端不平衡的方式,很难控制高压侧的线路平衡,极端情况下,将导致电网崩溃。

        3、全半夜以及后半夜不平衡,导致灯具电压过高,灯具烧毁严重。从上面的数据看出,变压器工作总不能平衡,因此上半夜50A的轻载线路上将出现过压,电压高达250伏以上,灯具寿命大大缩短,灯具高温烧毁严重。后半夜,空载的相,如果挂有仪器,也将出现高压,使仪器仪表容易损坏。

        4、后半夜时,道路长达40米的阴影,出现斑马效应,给行车带来安全隐患,也影响社会治安和城市形象。隔盏控制方式在大城市很少采用,但在地级城市和县城比较多。自2002年电荒以来,为了节能,这种控制方式又以节能工程改造理由,通过“节能公司的商务”运作,重新作为一种“高科技”节能技术,被部分地区采纳。据我们所知,改造费用还不低。

二、传统电磁按时段换档控制方案

        目前,市场上大部分照明节能产品,都采用传统电磁换档技术,这种产品大约在2003年下半年进入市场。其中也有公司试图采用碳刷无级自藕方式控制,由于碳刷烧毁严重,导致主变压器燃烧,没有成功的产品。因此现在的产品均是接触器换档方式。

        这种产品的主要缺点是:

       1、灯具寿命缩短。中途变换换档方式,因为接触器的电流被切断,以至于造成故障电力,容易灯灭,烧坏灯具,在节电率高的档位切换时,灭灯烧灯严重,线路末端过低,灯点燃困难。

        2、设备容易烧毁。由于违背电磁基本原理,切换时,冲击电网,过压击穿变压器绝缘,接触器触点啦弧,烧接触器,变压器燃烧。

        3、浪费能源,耗用珍贵资源。耗用大量我国稀有且高能耗的电解铜和矽钢,在节能工作的同时,导致更大的能源浪费和我国稀有资源的匮乏,导致更大的环境破坏问题。

         4、灯具电压随电网电压波动而波动,没有稳压功能。

三、传统电磁固定降压控制方案

        我们认为,传统电磁固定降压产品,具有价格便宜,寿命长的优点,只要能接受开机就降压,还是会有一定市场。但市场以及节能工程反馈的情况,却出乎我们的意料。

       问题的关键在于:新的Hid灯在额定电压下容易点燃,但一个或几个月后就不是新灯了,在低于额定电压以下时,点燃越来越困难。节能是需要降压的,一旦某支灯出现点燃困难,并重复不断点灯,不出两个晚上,这支灯就彻底烧毁。

        因此,我们的问题是:对固定降压传统电磁产品,降多少伏电压合适?如果降5伏,没有节电意义,如果降10伏,节电率太低,如果降20伏,可能新灯过不了多久就无法点燃,一旦不能正常点燃,就面临烧灯问题。因此可工作的灯具寿命很短,半新灯就得更换,换灯成本高,节电不节钱。

        电磁固定降压的缺点是:

        1、灯具的寿命大大缩短。

        2、开灯就降压,导致傍晚太阳刚下山时,交通事故增加。

        3、由于固定降压,不需要高亮度照明的后半夜,由于电网电压升高,灯具反而更亮。

        4、灯具电压随电网电压波动而波动,没有稳压功能。

        5、由于耗用大量铜材和矽钢,被盗和破坏严重。以至于负责的路灯部门(珠海路灯处)坚决拒绝传统电磁节能产品。全国其他路灯部门,也都有类同的观点。

四、硅移相调压控制

        这类使家用调光台灯大功率化的技术早在八年前就已采用。因为路灯强制电容补偿,所以造成可控硅没有办法适应电容负载,使得退出了照明市场。还有就是因为电流电压谐波严重,很多城市已经禁止大量使用。

五、单灯硅移相调压分布式控制

        早在八年前采用的技术,无法适应电容补偿以及谐波严重,目前禁止使用,同时,由于工程改动工作量大,综合改造成本非常高,故障率高,维护成本高,进入市场困难。

六、单灯调压控制

        一种是可以保留Hid的镇流器,另外加一个变压器,这种产品的缺点是成本很高,性能也非常差。因为要使用工程车,在后期维护成本上亦是很高的。还有一种是去除原Hid灯的镇流器,因为要档位切换,会造成灯灭,事故率高,也会造成维修成本很高。这种方法,会出现大量的铜材耗用量大,矽钢也会耗费很大。

七、理想照明节能技术,Mni智能电感

        Mni智能电感技术,是全球理想的照明节能技术,是我国自主创新,具有我国自主知识产权的高新技术,项目获国家科技部创新基金支持,以及珠海高新区创业服务中心入股扶持。

        Mni智能电感技术,代表交流稳压电源的发展方向,耗铜以及矽钢量仅为传统电磁产品的3%,这样可节约大量电解铜和冶炼矽钢所需要的能源,节约我国稀有的铜资源,减少环境污染。

        Mni智能电感,提供高质量的电力电源,而传统电磁换档产品,提供闪断的故障电源,引起照明灯具或负载设备寿命缩短。

        Mni智能电感照明节能产品,是中国节能认证中心指定为,继“可控硅相控电子节电器”,“电磁电抗降压节电器”之后的第三类节电产品,其显著不同与市面上的其它照明节能产品。(常被人误认为又多了一家节电产品)

八、结束语

        城市道路照明是城市夜景照明的一个重要组成部分,并且作为城市最基本的构成要素之一,是展示城市形象的最直观的场所。城市道路照明工程的节能设计,对提高能源利用效率,减少不必要的能源浪费,有很重大的意义。

 注:该文转自《节能环保》2011年第10卷第6期,作者陆华新,广东省中山市南粤建筑设计有限公司

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