总投资最少的原则,不能只考虑购买电缆和安装的费用,必须考虑运行期内电能损耗的费用,即采用经济电流密度的计算方法来选择电缆的线芯截面。
传统的设计方法按载流量选择导体截面时只计算初始投资,导体的截面选择过小,将增加电能的损耗;选择过大,则增加初始投资。研究和确定导体电流密度的目的,就是在已知负荷的情况下,选择最佳的导体截面;或是在已选定导体截面的情况下,确定经济的负荷范围,以寻求投资的最优方案,取得最理想的经济效益,这就是经济电流密度衡量的方法。采取这种选择方法选择电缆的截面规格时,不是在符合安全的条件下选得越小越好,而是应当在保证安全的前提下适当的放大截面,这样电缆在经济电流运行时,工作温度远低于载流量工作时的温度,电缆线路的寿命得到延长。不仅电缆运行更加安全,而且也能够取得长期良好的投资效益。
2.3 控制柜的效率在使用者的一般概念中,控制柜可能就是“开关柜”,起到负荷分配、通断、转接控制等目的。随着科技的发展,用电环境的恶化,人们对控制柜也有了更高的要求,如何采用智能化的方法提高管理效率、通断效率、保护效率等,也是目前控制柜的一个发展方向。
电能质量会影响负荷的正常运转,影响供电网络的安全运行,降低电能利用效率,但电能质量是随着用电负荷、用电环境的变化而变化的,如何在用科学的方法进行分析的前提下提升电能质量,这是电力品质分析所描述的内涵。
(1)由于用电负荷的变化性,造成电压经常随负荷的波动而变化,为保证终端电压不至于过低造成设备无法运行,在实际电力传输中一般以较高的电压传送,而对于某些负载特点而言,提高电压也可以大幅降低线损,在许多情况下,每提高一个百分点可降低线损将近2个百分点。比如,将380V电压提高5%(399V),可降低线损9.3%。
(2)另一方面,在用电负荷较小时,负载电压偏高,对设备的正常运行构成威胁,一般情况下,如果电源电压升高10%,则灯具寿命减少50%以上,多耗能20%以上;如电源电压升高20%,则灯具寿命再减少50%以上,多耗能44%以上。图1是电压与功率的关系曲线;图2是电压与灯具寿命的关系曲线线。


(3)由于网络或负载造成的电压不平衡问题,不仅影响系统的安全经济运行和供电质量,而且会成倍增加线损。若一条公用配电线路等值电阻为R,通过最大电流为IA=IB=IC=I,则在三相电流平衡时的有功功率损失△P=3I2R。
在三相电流不平衡时,有负序和零序电流分量,以平衡时的正序电流即I=IA=I1为标准,这时的有功功率损失为:
△P=3(I12R1+I22R2+I02R0)=312[(I+ε22)+ε02K]
式中:R1=R2=R K=R0/Rε2=I2/I1,ε0=I0/I1,负序和零序电流的不平衡系数。
从式中可见,三相电流不平衡程度越大,有功功率损失也越多,所以必须合理调整三相电流基本平衡,尽可能降低损耗。
目前,针对路灯节能的市场需要,已有一些相关公司推出了具有节电功能和多种控制功能的路灯智能控制系统,其在满足控制需要的前提下,集成了多种保护功能,达到了节能降耗目的。
3 负荷效率随着能源的日趋紧张,也考虑路灯长期安全运行成本投入最小的需求,在城市照明工程项目的设计及实施改造中,应把路灯的节能指标作为首要考虑的因素。高效的照明光源电器包括:紧凑型荧光灯、双端荧火灯、高压钠灯、金属卤化物灯等镇流控制电器。
其自身功耗是影响路灯整体功耗的主要性能指标。因此提高光源电器的性能指标,降低镇流器的功耗是节能很重要的一个手段。
因此,在初期投资时,如何科学地选择使用高效节能镇流器也是节能降耗的一个很重要的环节。据测算,使用某高效节能镇流器,综合使用费比传统电感镇流器节省23%,而使用一些劣质的电子镇流器(主要是寿命太短)年使用费却比传统电感镇流器高54%。因此,在道路照明中,采用节能型高压钠灯电感镇流器来替代普通的电感镇流器,虽然在初投资的费用上略有增加,但由于节能型镇流器自身的功率损耗小、温升低,而且由于设计合理,工作电流稳定,镇流器与光源的使用寿命大大延长,所以在一定时期内费用也会有所补偿,而且通过节省的电费在短期内得以偿还。
当道路照明下半夜道路上车少人稀时,在不影响交通安全情况下,可适当降低道路照度,使路灯在50%~60%的额定功率处运行,由此达到节能的目的。
灯泡的功率虽然降低了50%~60%,但灯泡的输出光通量仅降低30%,所以道路照明绝不会低于国家标准所要求的最低极限要求。这样可节省大量电能,又节省大量的道路照明电费。目前,采用变功率镇流器来达到此目的,当然,具体使用时可和监控系统和节能控制系统联合使用。
例如采用国内某企业高压钠灯变功率镇流器(400W/250W)比较,电费按0.6元/kWh假设高压钠灯每日运行为12小时,每年365天,即一年燃点4380小时。功率降低运行时间假设为每天6小时,每年365天,即一年功率降低运行时间为2190小时,节约电能约284kWh,节约电费约170多元,只需要一年左右就可以收回成本。