市政路燈照明電氣系統無功補償技術淺述

李祥1 李芳2

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摘要：市政路燈照明系統屬于城市的基礎性建設，合理運用照明系統不僅可以起到照亮城市的基本作用，還能夠美化環境、亮化城市，提升城市的景觀效果。不過，隨著城市的發展，路燈越來越多，其能源消耗問題也日益受到關注。因此，必須重要市政路燈系統的節能問題，本文主要探討無功補償技術的應用，以降低路燈照明系統的能源消耗，并提高電網運行質量。

關鍵詞：照明；節能；無功補償

現代化建設中，市政路燈照明的運行效果，與城市夜間道路交通安全有著直接聯系，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際需求。因此，調壓節能技術的不斷應用，使電能得到大大節約，成為當前實現環保與節能政策的有效途徑。

一、市政路燈照明的現狀

隨著經濟快速發展，市政路燈照明正向著更明亮、質量更好、照明時間更長方向發展，很好的解決了城市夜間道路照明問題。但是，長時間的照明，帶來較大的電能損失，與社會不斷發展提出的可持續發展政策不相符，造成嚴重電能和光能浪費。例如：大型城市在夜間兩三點以后、中型城市在凌晨以后、小型城市在夜間十一點以后，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，采用長時間的市政路燈照明方式，會造成電能和光能的大量浪費，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營成本，嚴重的還會造成光污染，給城市經濟可持續發展帶來一定的阻礙。

二、目前市政路燈照明中常用節能技術

隨著各種節能燈具的不斷生產和研發，市政路燈照明中降壓節能技術的應用范圍變得越來越廣，符合了我國建設節約型社會的需求，使市政路燈照明系統變得更加完善。目前，市政路燈照明中所運用的降壓節能技術指的是全數字式智能調壓節電控制技術和無級差式照明節電系統技術，其中，全數字式智能調壓節電控制技術主要包括降壓環節、穩壓環節和調光環節三個部分，從市政路燈照明的實際情況出發，具有很強的實用性和可行性。無級差式照明節電系統技術是純電力電子裝置，智能化程度高，采用優先保障照明的邏輯控制設計，可以最大限度的保障照明系統的安全；使用過程中無級調控，可以大大提高節電率、最大限度的保障光源壽命；通過輸入輸出無諧波的形式，可以適應所有光源，不會對電力系統造成任何污染；使電能的轉換效率不斷提高，從而減少能源和資源的損耗量，真正實現綠色和環保。

在實踐應用中，全數字式智能調壓節電控制技術，可以在夜間車流量和人流量較大的區域確保照明度滿足實際需求，在凌晨左右自動調節照明度，并且在凌晨以后到第二天早上的時間段內適當的降低照明度，以達到節約電能和光能的目的。它的應用原理是通過輸入量的大小和輸出量大小的相互轉換來完成照明度的調節，具有一定智能性和合理性。與此同時，無級差式照明節電系統的技術優勢是同類設備無法比擬的，節能效果是目前同類設備中最好的，并且無級差式照明節電系統安裝使用方便，能滿足不同用戶和不同現場的個性化需求，適應所有的照明光源。

在市政路燈照明中，上述降壓節能技術的操作流程如下：一是，對城市不同區域道路在各時間段的人流量和車流量進行測試，以推斷出各路段在不同時間段內的平均人流量和車流量，從而抓住其中的發展規律，以確定城市道路不同時間段和路段的照明度調整率；二是，通過有效計算后，將相數據輸入到智能調壓節能相關的計算機程序中，以對市政路燈照明進行自動控制。最后，根據不同路段、不同時間段市政路燈照明的實際情況，對各種信息進行反饋，可以使錯綜復雜的市政路燈照明網絡系統得到有序、穩定的管理，以保證整個運行系統的安全。在實際運行過程中，無級差式照明節電系統的技術不會因本設備的故障損壞而影響其它設備的正常照明和供電，可以使節電率達到30%；通過不同需要設置節能曲線，采用嵌入式軟件進行自動控制，可以大大延長光源的使用壽命；在無級調節、精準輸出等情況下，可以使光源工作更加穩定，大大提高老化、半老化光源的運行穩定性。

三、無功補償節能技術在路燈照明系統中的應用

（一）無功補償的概念及裝置

無功功率補償就是指在電力系統中為了使功率因數作用提升而運用的一種補償方法，其應用能夠使供電效率得到增強，使供電環境得到改善。由此，無功補償在電力系統中占據的作用非常大，能夠最大限度的將電網損耗減少，使電網運行質量提升。

1、低壓無功動態補償裝置

在電力、汽車、石油、化工、冶金、鐵路等等對電壓波動和功率因數都有較高要求的行業來說，鑒于使用的無功動態補償裝置具有較大的負載功率，適合的交流電范圍在40HZ左右，其額定電壓也要進行有效控制，一般都控制在570V以下，此時的額定電壓為最適宜的補償裝置。比如，某供電部門在安裝低壓無功補償電柜時，將補償的限值設定為0.78，按照一定順序將其并入到電容器組中，如果前部的功率因數靠前，線路則要進行無功功率的返圖處理，將電容器切斷，使功率因數保持在一個安全區域內，并實現平衡。

2、高壓無功補償裝置

高壓無功補償裝置比起低壓無功補償裝置更適合在變電站內安裝使用，尤其適合在電壓在7kV～12kV的變電站內使用，可以在母線上配置一個3～6組的電容器，使運行更加安全、可靠。通常，適合的工作溫度為-16～+56℃，適合的相對濕度為<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側二次A、C線電壓時，CT應取B相電流）等。

（二）無功補償的原理和意義

在電力系統，電網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化為能夠使電氣設備運作的其他功能，如電容器建立電場所占的電能就是無功功率。而無功功率補償，就是使感性負荷所需要的無功功率由容性負荷輸出，無功功率補償不僅減少發電、供電設備的設計容量，可以大幅度地減少資金投入，而且可以減低線損，線損的減低直接關系著供電部門的經濟。

（三）無功補償節能技術在市政路燈照明中的應用

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

1、集中補償

集中補償也是一種較為常見的無功補償形式，能夠結合路燈照明系統中補償時變壓器與高壓輸電線路的損耗情況進行補償，這種補償裝置由很多部件組成，有并聯電容器、靜止補償裝置以及平衡電網的無功功率等部件。其功能與優勢是能改善功率因數，易于管理。

2、電容器補償

電容器，是實現無功補償的重要工具。在線路塔桿上的電容器不易過多，補償容量也不易過大，控制方式和保護措施也不易過度復雜。這種電容器補償投入小、回收快，但適應能力較差。

3、隨機補償

隨機補償比起上述補償裝置更具有選擇性，能夠將其與發電裝置連接，并對控制裝置與保護裝置進行集中管理與補償，實現功能作用的發揮。但隨機補償的電容器一定要是低壓電容器。這種補償方式投資小、安裝方便、配置靈活、最關鍵的是事故率低。

四、結語

綜上，對路燈照明現狀及無功補償節能技術的應用進行分析，希望有助于道路照明系統合理用電，使路燈工程既滿足其功能性要求，又能夠實現最大限度的節能。

參考文獻：

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