摘 要 随着城市照明设施的不断增加，做好城市照明节能工作也就成为了当前的一个重要课题。因此，我们急需寻找出新的节能方式来满足现阶段不断发展的需求。本文通过技术人员长期跟踪测试，对常州市节电器和变功率镇流器的运行情况进行了评价，并提出了建议。
关键词 城市照明 节电器 变功率镇流器
节能环保、低碳照明的理念已成为当前的一个重要课题。过去，节能措施采用在后半夜间隔交错关灯的方式，虽然可以很好地达到节能效果，但对均匀度有极大的影响；而旧式的路灯节电器均为固定档位调节，无法很好地满足各种道路照明情况的需求，且故障率较高。因此，我们急需寻找出新的节能方式来满足现阶段不断发展的需求。
一、节能措施分析
1、全半夜间隔关灯
在后半夜采取间隔交错关闭一半路灯的节能方式，实施简单、控制方便，可直接通过“三遥”进行控制，节能效果明显，且不需要增加额外投资。但存在的缺陷十分明显：导致路面照度均匀度下降，影响道路行车安全。同时，在控制回路上的电流造成供电三相不平衡。
2、变功率镇流器
变功率镇流器通过分时段控制输出功率，可以在不改变道路照明系统的情况下，达到节电的效果，同时保证路面照度均匀度。当前，我们常用的有单灯控制变功率镇流器与集中控制变功率镇流器两种方式。
（1）单灯控制变功率镇流器
使用单灯控制变功率镇流器仅需对原有常规镇流器进行更换，从而在预先设定的时间点上实现光源输出功率的变化，达到节能的目的。由于仅需更换镇流器，因此该种方式安装、改造、维护方便。如图一所示，路宽21m、间距为42m、灯具安装高度11m,为城市主干道，灯具安装为双侧布灯、400w 高压钠灯光源。单灯变功率镇流器设定为开灯5小时后由400w降至250w运行。变功率前后平均照度和照度均匀度详见图二、图三所示。虽然变功率后平均照度会有所减少，但道路照明均匀度基本不变，在节能的情况下极大地保证了道路的行车安全。
通过一个月的跟踪测试，对用电量进行对比分析可知，使用变功率镇流器后节电效果十分明显，该配电箱共有六个回路安装72盏400w高压钠灯，计31.07kw,之前每月用电为12989KWH,采用变功率镇流器后，月用电量为10893KWH,月节电2096KWH,节电率在16.13%左右。
使用单灯变功率镇流器有如下优缺点：
① 上半夜交通高峰时到深夜照明满功率工作；午夜过后车少人稀时灯功率由400w降至250w、250w降至150w、150w降至100w进行照明，节电明显；
② 变功率后仍保持良好的路面均匀度，保证了道路照明水平；
③ 安装、使用、管理、维护方便；
④ 当变功率转换器损坏，灯具仍可正常点亮，不易发现故障，即无法达到节能的效果；
⑤ 变功率时间设定后，难以变更。
（2）集中控制变功率镇流器
集中控制变功率镇流器通过增加控制模块和控制线，由总控制中心发指令遥控来控制变功率时间，实现变功率时间可调。工作原理如图四所示，假设18:30开启路灯，此时，变功率镇流器处于全功率输出状态；到23:30午夜时分，总控制中心发出变功率指令，X号配电终端接到指令通过⑥接口传输至每个变功率镇流器的功率转换器，使每个灯处于降功率输出状态。早晨关闭路灯电源后，功率转换控制器自动切换恢复正常状态。如在降功率输出的过程中，有特殊情况要求恢复全功率输出状态，总控制中心发出恢复全功率指令即可。
使用集中控制变功率系统，在原有常规变功率的前提下，具有可控的优势，是当前节能技术的一个方向。但是由于集中控制变功率系统需要在电缆中增加一芯线为变功率控制线，因此只能在新建工程中实施。采用了集中控制变功率系统，既增加了控制线路和控制接口，也增加了故障点。如某配电箱在投运以后曾发生电缆碰线情况，导致变功率无法启动，甚至造成灭灯现象，稳定性有所下降，因此我们需利用智能监控系统对变功率情况进行实时监控，及时发现故障并加以排除。
3、智能型无级调压节电器
从九十年代末期，我市已开始推广使用路灯节电器装置，针对下半夜电网负荷小、电压高和交通流量低的情况，采用调压的方法来达到节电的目的。随着科技的快速发展，我们从2010年开始逐步使用新颖的智能型节电器来替代原有节电器。其主要特点是采用电子技术调压，核心是高频PWM调剂斩波技术，它可精确控制输出电压，动态稳定；同时，可实现多时段电压往复调节，并与监控系统对接，实现实时监控。具体原理如图五所示：
由于采用专用变压器电压普遍偏高，需要运用路灯节电器通过降压方式来稳定电压输出。同时，通过降低系统输出电压，可明显降低系统功率，实现节能的目的。
智能型无级调压节电器在降压幅度设置上，采取开灯预热30分钟后，输出电压降至210v运行，即实现了节能，又保证了末端电压不低于规范的要求。
4、各种节能方式对比分析
以一条回路上总计安装20套400w高压钠灯进行对比分析如下：
注：（1）设定供电输入电压为220v;
（2）通过对2008年开灯时间统计，全年开灯时间为4067小时，半夜状态运行1200小时，全夜状态运行2867小时；
（3）电费按0.52元/度计算。
从表中对比各种节电方式年用电量情况及它们的节电率，我们认为：
全半夜间隔关灯模式逐步被淘汰后，新型的节能方式在不降低照度均匀度的条件下实现节能的目的，既保证了道路的行车安全，又提升了整体照明水平。
实行单灯变功率镇流器的节能方式施工简单，投入成本较低，通过在安装时使用变功率镇流器并设定变功率时间来达到节能的目的，在一般道路上均可使用，但其变功率时间一旦设定即难以调整。
实行集中控制变功率镇流器的节能方式由于需要在电缆上增加一根芯线作为变功率控制线，故投资成本比单灯变功率镇流器略微有所增加，但其实现了变功率时间可调这一根本性的变革，使灯具可以根据要求随时调节输出功率。但由于需增加控制芯线，该种方式仅适用于新建道路。
路灯节电器在配电箱内需降压节电的线路出线端进行安装，无需在每套灯具上进行施工，施工方便。但为保证线路末端电压不能低于规范要求，降压效果不明显，且节电器价格较高、投资相对较大，故适用于市电电压较高或无法使用变功率镇流器的区域。
二、未来城市照明节能的发展方向
随着世界能源危机的出现和全球变暖日趋严重，“绿色照明”已成为照明设计的重要理念。绿色照明简而言之就是减少不必要照明的用电，在光源电器使用上，尽可能选择能效高、寿命长、二氧化碳排放量低的产品，未来还可考虑将风能和太阳能等清洁能源应用到城市照明中来，以实现城市照明绿色、低碳化以及可持续化的目标。
同时，要减少能耗，实现绿色照明，不仅依靠节能灯具，还要对照明系统进行统一控制和管理。未来城市照明将越来越趋向集中化管理，并更多使用弱电技术对灯光进行控制，根据不同时段调整灯光亮度，做到每个配电甚至每条回路都能独立控制。
另外，我们也应尽量在照明中避免产生光污染。过去我们的城市照明更多注重在照明设备的帮助下，为夜晚的城市营造出接近白天的光亮效果，这种做法导致了严重的光污染，损害了居民身体健康。为避免光污染，提高光能效，未来我们应在照明总体规划中有所考虑，根据实际情况调整照明的需要量。
相信在不久的将来，随着照明节能技术的不断更新、照明设计方案的不断进步，我们在美化城市夜景、保证城市道路照明水平的同时，可以做到最大程度的节约我们的能源，实现资源利用的最优化。
参考文献：
[1]《常州市城市照明专项规划》
[2]《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006