关于呼和浩特市城市路灯照明系统节能、节电改造方案的探讨.docx

关于呼和浩特市城市路灯照明系统 节能、 节电改造方案的探讨 (1.呼和浩特市市政工程设计研究院；2.呼和浩特市市政公 路工程有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010020) 摘 要：文章对呼和浩特市的路灯照明系统选用智能路 灯节电器提出建议，并对节电器节电原理进行了介绍，同 时还对节电效益进行了分析。 关键词：智能路灯节电器；节能措施；节能原理；节 能效益 中图分类号：TU113.6+66(226) 文献标识码：A 文章 编号：10076921(XX)02005801 能源是人类赖以生存的物质基础，是国民经济持续发 展的命脉。伴随着人类生产力的进步和工业现代化的发展， 世界能源消耗的速度越来越快，远远超过了人口增长的速 度。 当前，我国是世界上第二能源消费大国，同时也是能 源效率低浪费最严重的国家之一。为了提高能源利用率、 减少环境污染，各级政府都将节能工作当成“功在当代， 利在千秋”的头等大事来抓。 呼和浩特市作为内蒙古的首府，路桥及夜景照明的耗 电量非常大，而随着城市的发展，此类支出与日俱增。庞 大的路灯照明系统不但会消耗大量的电能，而且还需要投 入巨额的日常维护费用，这无疑将会给城市带来电力供应 和财政支出的双重压力。如何缓解这一矛盾，并平衡好二 者之间的关系，实现“按需照明”，显然就成为摆放在城 市路灯管理者们面前的重要课题。 1 节能措施 1.1 设计方案 设计选用照明系统灯光节电器一智能路灯节电器，它 适用于路灯、日光灯和高强度放电灯照明系统。采用电感 绕组线圈，不产生任何高次谐波，并有助于抑制电网申高 次波，只需串联于照明配电箱开关处即可，无须改动其他 电路;可实现手动/自动切换，多回路输出，方便灵活，运 行十分可靠。使用方便:节电和旁路手动调节，节电率达 20%45%，无需专人看护。在节省 20%以上的电费的同时， 对灯具电器使用寿命延长 23 倍，大大降低运行费用，减 少维护工作量。 1.2 节电原理 任何灯具都存在最佳的工作电压区，但在电力供电输 送过程中，为了避免送电过程中供电线路的损耗，要以较 高的电压传送以确保用电设备达到额定电压，因此用户实 际的承受电压通常会高于用电设备的额定电压。由于供电 系统供电高峰期用电量较大，造成末端用户电压较低，为 保证用电高峰系统能正常工作，要求变压器输出电压设计 值高于电器额定值。较高的电压不仅不能让负载设备有效 的工作，而且会引起发热及过早损坏，还会产生不必要的 电费开支。基于以上原因，很有必要适当降低用电设备的 终端电压。 根据目前我国电网运行的现状，一般在用电高峰期的 部分灯具工作在额定电压或超压范围动作，尤其路灯在下 半夜当用电低峰期电压升高后路灯处于超压环境工作，增 加了不必耍的电能损耗，并容易造成路灯设施的损坏。智 能路灯节电器通过借助扼流器作用，在灯具满电压启动预 热并工作稳定后适当调整灯具两端电压，保持灯具工作最 佳有效值电压，减少多余的功率消耗、灯具损耗及人工维 护费用相应降低。达到合理调节电压，发挥灯具电器最佳 作用。 由于气体放电光源，采用自藕变压器式镇流器作为扼 流圈，限制流过灯丝的电流，而这些镇流器扼流能力差， 自身压降大，会产生大量的热，灯具的用电率随之下降。 智能路灯节电器通过内置的扼流器，用于减少灯具系统的 感抗，令消耗在单个镇流器上的热耗大大减少，从而提高 灯具系统的用电率。降低电感镇流器热耗。 另外，照明系统中各种非线组件的存在及大量设备的 频繁启动，使得电网中总存在着高次谐波、瞬流等干扰。 驱动电度表力矩大小，正是由于高次谐波、瞬流的存在， 它会导致作用于电度表盘上的力矩突然发生变化，从而导 致电度表产生阶段的冲击式跳动，产生过度计量。智能路 灯节电器针对性地进行了部件优化组合，主部件扼流器与 效率提升器相当于滤波器件，加上特有的氧化物变阻体组 件，这些结构能有效抑制所控电路中杂波和电涌，从而最 大限度的消除过度计量。 传统的气体放电光源，因为结构的特点，功率因数较 低。在负荷需用的有功功率不变的情况下，无功功率和视 在功率将增加，从而增加线路电流，增大线损，耗电量也 增多。智能路灯节电器采用了特殊的结构设计，靠特有的 辅助绕组件产生激磁电流，吸收系统中部分反向电流用以 提供负载运行需要的无功率，从而达到改善功率因数。 1.3 系统设计原则 本着以可靠性、实用性为前提，兼顾先进性的原则制 订本系统设计方案。 先进性:整个系统在五年内保持先进，系统所采用的设 备与技术能适应以后发展。 可扩展性:能够适应不断增加的业务需求，当增设新的 监控终端时，只需简单地增加少量部件。 开放性:整个网络是一个开放系统，能容入不同厂商的 产品，而不是由个别供应商提供的系统。 灵活性:系统组网方式灵活，系统功能配置灵活，利用 现有资源灵活，将各类型资源的利用，都溶入组网方案之 中。能满足不同监控终端的业务需要，软件功能全面，配 置方便。 可靠性：组网设备可靠，组网方案可靠，可根据路灯 管理处需要采用备份路由。 可操作性和可维护性：系统操作简单易学，操作人员 可快速掌握使用方法，监控器本身和现场设备之间具有明 晰的接口，出现问题时可迅速找出故障原因，便于使用维 护。 实用性：从用户角度出发，系统能使路灯控制箱少人 值守和无人值守成为可能。充分利用现有资源，尽量降低 选购设备成本，使系统具有较高的性能价格比。 实时性：系统具有很快的响应性能。 2 节能效益分析 2.1 节电效益 直接经济效益(以 3 300 万 kWh 为例)以节电率最少 25%计 算，每年节约电费最少可达 825 万 kWh，市财政每年可减 少电费支付 330 万元。 年内市财政至少可节约路灯照明电费支出1 650 万 元。5 年内呼和浩特市收益最少在 2 000 万元以上，(该设 备设计寿命 10 万 h，每天 24h 用电，可用 11 年)后五年最 少可节支 4 000 万元。 2.2 社会效益 本项目响应了国家发展改革委员会关于“节能中长期 专项规划”中包含的绿色照明工程：“十一五”期间重点 推广灯光节能，本项目作为中国绿色照明工程的示范项目， 对社会将产生积极影响。呼和浩特市作为内蒙古省会，5 年 累计节约用电 4 380 万 kWh，相当于节约 1.8 万 t 标准煤， 减排二氧化碳 0.99 万 t，由此产生的社会效应十分明显。 2.3 间接经济效应 2.3.1 功率因数的提高，可以减少因功率因数较低而 带来的供电局罚款并获取收益，功率因数变化可以由电力