城市照明在城市中的作用越来越受到重视，由于城市照明的体量大，其能耗也是不容忽视的，自“十一五”到“十三五”的城市绿色照明规划纲要都对城市照明的节电率提出了明确的要求，城市照明中节电技术和节电设备大量的被应用。本文针对节电器在不同的应用场景下，其节电效果到底如何，特别是近来LED路灯的使用，节电器的作用是否还存在等问题进行了研究和分析。
关键词 城市照明 节电器 LED路灯
一、降压节电器的工作原理
照明节电原理是指通过可控硅开关控制，采用瞬变抑制元件及尖端的三阶抑制技术, 实时地监控电源输出的各相电压,清洁去除和吸收系统中破坏性和不经济的电力污染，使得负荷端电压稳定于理想值。 它能过滤其中破坏性的浪涌、 尖刺和谐波干扰并高速吸收高能瞬变而有效滤除电网电路中的瞬变浪涌, 提高设备的运行效率, 延长设备的使用寿命, 具有节电和保护的双重功效。其工作过程为: 负载开始工作时, 采样电路获取当时输出电压, 经检测控制电路与基准电压进行比较判断, 然后输出控制信号, 控制调压电路进行( 无触点) 调压, 使补偿电路产生大小不同的补偿电压, 达到降低和稳定输出电压的目的。工作原理图详见图1。
二、降压节电器在照明中的应用
1、降压节电器执行的标准
（1） 《配电降压节电装置》（GB/T 25099-2010）。
（2） 《电力省电装置节能产品认证技术要求 第1部分：低压配电节电器》（CCEC/T 16.1-2006）。
（3） 江苏宏微科技股份有限公司企业标准：《动态节能照明电源》（Q/320411AYE001-2009）。
（4） 《不间断电源设备(UPS)第2部分：电磁兼容性（EMC）要求 (IEC 62040-2:1999,MOD)》（GB 7260.2）。
（5） 《低压开关设备和控制设备总则》（GB/T I4048.1-2006）。
2、降压节电器节电率限定值
依据《配电降压节电装置》（GB/T 25099-2010）6.5条款和《电力省电装置节能产品认证技术要求 第1部分：低压配电节电器》（CCEC/T 16.1-2006）6.3条款：节电器各电压档次的额定负载节电率应不小于公式1的计算结果。
η=[1-(U2/U1)2-2%]×100%(公式1)
式中：
η——节电率限定值；
U1——输入电压；
U2——输出电压；
以常州市高压钠灯实际应用的情况为例，设定高压钠灯的输入电压恒定为220V时，电网不同的电压对应的节电率限定值见表1
3、降压节电器的适用范围
动态节能照明电源适用于目前市场上大部分光源，例如：高压气体灯（高压钠灯、高压汞灯、金卤灯等）、荧光灯（包含节能荧光灯）等多种交流光源,它不适用于LED等直流光源和配有恒功率镇流器的光源，禁止应用于各类电机负载（空调、水泵、空气压缩机等）。
（1） 降压节电器在高压钠灯照明中的应用
依据《高压钠灯》（GB/T 13259-2005）条款15规定：150W、250W、400W的高压钠灯在220V~250V范围内的标称电源电压，最大功率为120%额定功率，利用线性计算法可以大概得出高压钠灯电源电压与实际功率之间的关系，设定节电器输出电压为220V，详见表2。
从表2中可以看出，电网的电压越高，降压节电器的节电效果越明显，如把高压钠灯的输入电压（即降压节电器的输出电压）进一步降低，降压的效果会更加的明显，降压节电器的节电效果见图2。
（1） 降压节电器在LED路灯照明中的应用
前文在降压节电器的适用范围中已经表述过，在LED路灯中不适用。依据《LED路灯》（CJ/T 420-2013）4.8条款：灯具应能在交流（220±20）V（即在额定电压的-9%，+9%）电压范围内正常工作，在此电压范围内任一电压点对应的输入功率相对于220V对应的输入功率的变化率的绝对值应小于5%。再依据《电能质量 供电电压偏差》（GB 12325-2008）4.2条款：20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%；4.3条款：220V单相供电电压偏差为标称电压的﹢7%，-10%。以飞利浦的LED灯具为例，其LED路灯电源在120V～277V之间均为恒功率输出，而某科技公司的降压节电器的过欠压保护分别为260V和180V，即可以认为降压节电器在180V～260V电压范围内均可以工作，降压节电器过欠压保护检测值结果详见表3。由于LED路灯的电压适应范围远远大于降压节电器的适用范围，故降压节电器应用在LED路灯上的节电效果见图3。
由图中可以看出，在120V～270V之间时，降压节电器的节电效果基本上为零，所以可以证明降压节电器是不能适用于LED路灯的。但是由于我国电源电压的偏差和波动较大，为保证LED路灯工作在最好的状态，使用寿命得到一个最大的保证，降压节电器依旧可以加装在LED路灯的线路上，不过其作用仅仅起到稳压的作用。
三 、降压节电器的使用
某降压节电器的技术参数详见表4，在表中可以看出其最大的负载电流分为30A、60A、100A、150A四个等级，能满足照明（含LED路灯）线路的需求。具体在箱变中使用时，可以通过同相合并的方式满足不同的照明回路共用一个降压节电器来实现，由于降压节电器内部设有过流保护功能，所以在照明回路中使用应根据线路的启动电流来选择降压节电器的最大负载电流。以某箱变为例，详见表5。
其中：L1回路的总启动电流205.2A，L2回路的总启动电流202.8A，L3回路的总启动电流216.6A，可以通过选择六套150A的降压节电器实现全部照明回路的节电或稳压。
四、结论
降压节电器在高压钠灯道路照明中使用时，可以起到一定的节能作用，其节能的效果与输入电压（即市电电压）和输出电压有关，输入电压与输出电压的差值越大，其节电效果越明显，同时降压节电器的输出电压设定好之后，可以保持输出电压不变，可以提高灯具的使用寿命；
降压节电器在LED路灯线路中使用时，由于LED路灯的输入范围已经大大超过降压节电器的电压输入范围，所以降压节电器在LED路灯线路中使用起不到任何节电效果，但是其输出电压不变，同样可以延长LED路灯的使用寿命。
