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线控变功率镇流器在城市照明中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-01-14  来源:硅谷网-《硅谷》杂志  浏览次数:1793
核心提示:根据国家节能减排,建设低碳绿色照明的要求,结合多年从事道路照明工程的建设和研究的经验,全面综述城市照明的节能措施,详细介绍新型的线控变功率镇流器控制方案。
   0引言
 
  节能降耗,减少污染,是利在当代、造福子孙的大事,也是落实科学发展观的重要举措。由于近来爆发的能源危机,能源显得越来越珍贵。全国的照明用电占整个用电量的19%左右,因而城市公共照明的节能就显得尤为重要了。而随着我国城市建设事业的迅速发展,城市的路灯总数几乎以每年百分之二十的平均速度递增。截止2011年无锡市的路灯总数已超过25万盏,每年还在以2万盏的数量在递增。因此,城市照明的节电问题早已引起政府相关部门的关注。因此我们需要对城市照明中的节能措施做出分析,总结经验,选用适合城市照明的节能方案,向“高效、节能、环保、健康”的“绿色照明”方向发展。
 
  1主要节能措施
 
  1.1设计
 
  从设计方面考虑的节能方案有着立竿见影的效果,一是在满足道路照明功率密度(LPD)和平均照度的前提下,尽可能的选用功率小的光源,例如可以使用150W的高压钠灯时,应尽量避免使用250W的高压钠灯。二是设计时应充分考虑道路的车流量和人流量,设计合适的布灯方式以及路灯的间距。
 
  1.2选材
 
  由于市场上的产品良莠不齐,不同的材料不仅会造成照明效果的不同,同样也会造成节能效果的不同。例如高压钠灯灯泡,有些高压钠灯灯泡的光效可以达到120lm/W,而有一些只能达到90lm/W,同样是高压钠灯,但是照明效果就不同了,造成了能源的浪费。所以我们在选材时需要经过严格的检测,筛选,以保证我们使用节能,质量过硬的产品。
 
  1.3降压节电柜
 
  电网的电压到了后半夜的时候,由于用电负荷的减少,会出现升高的情况,使路灯工作在过电压的状态。不仅影响路灯的寿命,而且造成能源的浪费。通过在线路输入端安装降压节电柜,通过电路控制使节电柜输出的电压稳定在220V左右或者降低10-20V,以达到节能目的。该方法节电效率为12%-25%,但是如果输电线路过长,线路压降就会比较大,在线路的末端,灯泡会因电压低而出现闪烁,甚至会出现路灯熄灭的现象,所以该项技术的节能效果已经到了一定的瓶颈,难以再有突破和提高。
 
  1.4新光源、新能源
 
  LED作为照明行业的“后起之秀”,在近几年迅速崛起。在某些性能上已经超越了传统的气体放电灯。但是其也存在一些缺点,例如:
 
  1)为了达到高光效,其色温会偏高,易给人造成不舒适感。
 
  2)开关电源易损坏,建设维护成本较高。
 
  但我们也应该看到LED的潜力,加以完善将不失为一种节能的光源。
 
  太阳能路灯,风能路灯近几年也在照明行业中开始应用,利用太阳能和风能发电,节约了电能。但是太阳能路灯,风能路灯存在着建设和维护成本高以及发电效率低等缺点。新能源的照明需要因地制宜,在日照充足的地区才适合使用太阳能照明,而在一些多雨潮湿的地区则不适宜。同样,在一些沿海地区才适宜安装风能路灯。
 
  总而言之,新光源和新能源目前均处于“节能不节钱”的状态,使用的时候应该因地制宜,不能盲目跟从。
 
  1.5变功率镇流器
 
  具体做法是采用有抽头的电感镇流器,在车多人多的前半夜使路灯在额定功率下工作,保证道路的光照度满足设计要求;使灯泡在车少人稀的后半夜自动切换到降功率,使灯泡在额定功率的60%左右运行,节能效果显著。
 
  传统的变功率控制方案一般采用定时的方式,定时时间在3-8小时,当达到定时时间,便会自动切换功率,但是该方法存在控制单一,不灵活的缺点。
 
  本文将重点介绍一种新型的线控变功率方案。
 
  2新型的线控变功率方案
 
  2.1方案连线图如图1所示:
 
  图1中K端为控制信号的输入端,当从K端输入220V电压时,线控器将镇流器切换到降功率运行的状态,反之无输入控制信号时,镇流器工作在全功率状态,该方案也可应用于慢车道后半夜关灯的控制。方案需在原来照明供电工程的基础加铺设了一根控制电缆,用于传输三遥或者定时时钟发出的控制信号,控制灵活,方便。
 
  2.2控制器内部电路介绍
 
  1)此控制电路主要由电源电路和继电器电路组成
 
  控制器电路图如图2所示
 
  图2控制器电路图
 
  图2中当输入220V控制信号电压时,经过电容和电阻降压后,再由D1-D4构成全波整流电路,经过C2滤波,ZD1稳压,将电压稳定在47V,提供继电器J1的电源,继电器动作,从而将镇流器切换到降功率运行的状态,以达到节能的目的。
 
  2)电路主要参数
 
  ①工作电压范围:180V-260V;
 
  ②最大切换电流:20A;
 
  ③继电器动作次数:≥2万次;
 
  ④动作延时:≤1S;
 
  ⑤尺寸:30*48mm(线路板),33*55*62mm(产品,引线式),33*55*100mm(产品,接线端子式)。
 
  3)元器件的选用
 
  ①为了解决宽范围的工作电压问题,采用电容降压,交流降压电路。
 
  ②为了提高控制器的IP等级,更好的适应雨、雪、雾、尘天气,电路采用了环氧树脂封装,保证其可靠性。
 
  ③为了解决电路的抗干扰问题,我们在电路的滤波设计中加装了谐波吸收电路,并使用了金属外壳作为控制器的外壳,以起到金属屏蔽作用。
 
  3结束语
 
  节能减排造福子孙的大事,能缓解近来我们所面临的能源危机,具有一定的社会效益和经济效益。城市照明行业的节能更加需要从自身的实际情况出发,选择科学的节能方案,以达到最佳的节能效果。
 
  作者简介:
 
  朱伟敏(1962-),男,工程师,长期从事道路照明技术与管理工作
 
 
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