路灯系统节能探讨

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查看1068 | 回复2 | 2011-9-7 21:46:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
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摘要:本文从工程实际出发,对路灯系统的多种节能途经和方式进行了探讨。

关键词:路灯 系统节能 照度 电容补偿
1 引言
  近年来,道路照明设施随着各地经济和交通的发展,其规模及数量越来越大,道路照明耗电在迅速上升。
  以深圳市为例。2002年统计的四区(罗湖、福田、南山、盐田)路灯系统光源安装总功率为10294KW,镇流器损耗按光源安装总功率18%计算,照明线路损耗按5%考虑,路灯每年亮灯小时数按4000小时计,则:
  路灯系统电气安装总容量为10294X(0.18 0.05)=12661千瓦。
  路灯系统每年耗电为12661X4000X10-4=5064.4万度。
  年耗电5064.4万度是什么概念呢?大亚湾核电站年发电能力约为140亿度,5064.4万度占其0.36%。
  由上可见,路灯系统的耗电相当可观。正因为此,道路照明节电已成为日益受到重视的话题。近年来很多地区发生的日益严重的电荒,更使许多部门认识到这一当务之急。
  本文站在技术角度,分别从路灯布置方式、配电系统、灯具配件等方面,就如何以科学、合理的方式,实现道路照明系统节能,阐述个人的一点体会。
2 合适的照度
  合适的照度,是我们在道路照明节电工作中首先需要重视的问题。它包括两个方面。其一是为所设计的道路选择合适的照度标准;其次,是采用适当的计算及设计方式,实现合适的照度。我们不难观察到,国内不少城市道路照度偏高,既增加了路灯照明的耗电,也削弱了道路两侧景观照明的效果。
  现行有效的标准《城市道路照明设计标准》还是早在94年制定的。不可否认,相对于我国沿海一些近年来交通发展较快、经济较发达城市,由于其出行时间延长、交通量大、交通情况复杂,其中的照度标准要求偏低。但我们也不应过分的选择较大的照度。根据正在修订的《城市道路照明设计标准(征求意见稿)》以及我们工程中的实践,推荐按表1的标准选择照度。具体工程中,可视道路所在城市的性质和规模、交通信号的完善程度、道路与周边环境分隔状况在表中高档值与低挡值之间选取照度。
表1



级国家行业标准推荐做法适用道路
平均照度Eav(lx)照度均匀度Emin/Eav平均照度Eav(lx)照度均匀度Emin/Eav
一级200.420∽300.5快速干道
二级150.3520∽250.4主干道
三级80.3510∽150.35次干道
四级50.308∽100.30支路
五级50.20住宅区机动车道
六级2∽30.1住宅区人行道或非机动车道

  照度标准确定后,如何进行照度计算,是设计师们头疼的问题。常规的利用系数法计算粗糙,且无法确定均匀度。手工逐点计算法计算精度虽高,但需要收集大量的灯具资料,计算工作量也很大。以上两种计算方式在工程实践中均不适用。笔者建议,目前已有多家国内外灯具厂家编制了照明计算软件,计算中虽然只能对相对应厂家生产的灯具进行照度计算,但对于路灯系统设计还是有相当的参考意义。建议在设计中选择一到两家的软件对照度进行计算,从而快速方便地确定灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量,实现合适的照度,避免或减少路灯系统设计的盲目性。
3 电容补偿
  路灯采用的光源,基本是气体放电灯,其功率因数相当低,一般在0.45以下,从而使回路电流大,在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中,要求气体放电灯应加电容补偿,补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是在路灯电源处集中补偿,还是在灯具处分散补偿。目前国内城市路灯系统采用的电容补偿方式两种均有。笔者认为,由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧,由路灯电源至路灯灯具的低压配线较长,道路照明系统产生的损耗主要发生在这一段。采用路灯电源处集中补偿方式,并不能减少低压配线的耗电。而采用单灯分散补偿,无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗,将起到较好的节电效果。电容量与路灯常用光源---高压钠灯的配套建议按表2选择,补偿后单灯功率因数将不小于0.85。


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表2
70W100W150W250W400W
10∽12μF13∽15μF20∽22μF34∽36μF53∽55μF



4 关闭半数光源
  显然,关闭半数光源的方式节电效果直接而且显著,节电运行时段节电达50%,总体约在30%左右。在电力紧张的背景下,政府出台了一些文件,要求在后半夜,采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施,关闭部分光源。笔者认为,这只能作为缓解电力紧张局面的权宜之计。因为,“亮一隔一”或“亮一隔二”不仅减小照度,同时区别于不同的灯杆布置方式,照度均匀度将不同程度、甚至是严重的下降,对交通、行人安全、对维护社会治安产生不利影响。七十年代的世界性能源危机中,日本曾在道路上进行间隔点灯的试验,结果导致治安、道路交通事故的大幅上升。另外,这种方式由于需要在同一路径上敷设两根路灯供电电缆,也增加了建设投资。
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