摘 要 近几年来，随着城市道路、公园绿地的不断新建和改造，城市道路照明及景观照明有了巨大的发展，涌现了一大批城市亮点。然而“景观工程”均需要较高的运行成本，特别是城市照明的电费支出明显增加，采取合理的节能控制措施、正确地运用光源、改善灯光环境，实现绿色照明，成为目前追求的目标。这其中“节电器”已成为照明节电中的一个重要环节。本文从当前市场上节电器工作原理、产品发展过程以及相关问题分别做了详细阐述。
关键词 道路照明 节电器 工作原理
一、道路照明节电器工作原理道路照明节电器工作原理是集电磁技术、智能化控制技术、数据控制技术于一体，在可控和平缓的方式下智能调节，使输出电压稳定在设定的额定值范围之间，实现公共照明系统的工作电流与亮度需求的理想结合，达到节电和优化供电目的，以对用电系统起到一定的保护作用。
二、目前市场上的路灯节电器的几种类型（一） 可控硅斩波采用可控硅斩波原理，通过控制晶闸管(可控硅)的导通角，将电网输入的正弦波电压 斩掉一部分，从而降低了输出电压的平均值，达到控压节电的目的。 这类节能调控设备对照明系统的电压调节速度快，精度高，可分时段实时调整，有稳压作用，因为主要是电子原件，相对来说体积小、设备轻、成本低。
但该调压方式存在一致命缺陷，由于斩波，使电压无法实现正弦波输出，还会出现大量谐波，形成对电网系统谐波污染，危害极大，不能用在有电容补偿电路中。
大功率可控硅斩波型节电设备，因其自身存在谐波污染的缺陷，如果加装滤波设备，成本太高，是不经济的，所以此类设备是不宜用于照明电路中。目前，大多已被淘汰。
（二）自耦降压式调控装置它的原理是，通过一个自耦变压器机芯，根据输入电压高低情况，接连不同的固定变压器抽头，将电网电压降低5、10、15、20V等几个档，从而达到降压节电的目的。这类产品最大的优点是克服了可控硅斩波型产品产生谐波的缺陷，实现了电压的正弦波输出，结构和功能都很简单，当然可靠性也比较高。却不能实现电压的自动精确控制，只能固定降电压，不能升压和稳压。现在市场上最多照明节电产品就是此类产品。
（三）智能照明节电器智能照明调控装置工作原理，采用微电脑控制系统，实时采集输出、输入电压信号与最佳照明电压比较，通过计算进行自动调节，从而保证输出最佳的照明系统工作电压。
1、补偿变压器调节：补偿变压器的二次绕组串联在主电路中,相位和输入电压相反，补偿式调压变压器的一次绕组接入一个补偿电压。若不计补偿变压器阻抗压降，输出电压=输入电压-补偿电压，补偿电压可通过在输出电压或输入电压上取出，当补偿电压等于输入电压时，输出电压=输入电压-补偿电压，当补偿电压等于零时，输出电压=输入电压。由于它的调节是在一次线圈，所以在主回路中是没有任何触点的。
2、矩阵形调节器：此类调节器在电路中串入了多组补偿变压器，通过调节不同的继电器触点，便可在输出端得到不同的电压组合，输出可以等于输入减去u1,或减去u2,或减去(u1+u2)。当补偿变压器组数足够多时可得到需要的任意调节精度，缺点是电压调节为有级调节，当补偿变压器组数少时，一级调节的电压可能产生跳跃，电路复杂，且为有触点切换，当切换大电感的初级线圈时，容易产生过电压和冲击电流，使得运行不稳定。
3、无触点补偿式调压器：是用可控硅代替了上述的继电器触点，可控硅工作在全导通状态，因此无谐波产生，可控硅交流稳压器，是针对目前大部分电网电压不稳定、突变频繁的状况而研制生产的新一代交流稳压器，它集合了微机测控、可控硅无触点开关和变压器技术于一体，具有容量大、体积小、响应快、无噪声等特点。但可控硅作为电子设备，容易损坏且寿命较短。
4、常用调节器分析继电器调节：对电压要求较高，自身具有防尘措施，工作温度较高。
接触器调节：设备简单，但需配置防尘装置，可实现实时调控可控硅调节：价格便宜，响应快，但容易产生谐波，寿命短。
三、几个值得关注和思考的问题由于目前各级政府都非常重视节能减排，市场上混杂着各类节电器，作为城市照明专业人士，在选用产品时，不得不关注以下几方面问题：
（一）降压调亮的“节能”
“降压节能，影响照度，这算不算节能？”我认为照明是与人感受相关的概念，如果在适当的时间，比如夜深人静，人流、车流稀少，在不影响人的感受时，可以适当降低亮度，按人的需要，降压调亮，还是可以节约许多电能。但是降压对于照度的损失，是线性的关系，还是怎样的情况？应该针对不同产品做一定周期的跟踪测试。
（二）关于 “节电率”问题“节电率”对照明节能是一个十分重要的指标，节能产品不节能，或节电率过低，就失去节能产品的主要功能。如果节电率过低，将延长产品的成本回收期。但一味追求节电率，亮度太低，影响正常照明，也是得不偿失的。
如果节能产品能满足照度要求，又有比较大的节电率，那是最好不过，但现有许多产品，由于固定降压，或分大档调压，很难兼顾照度和节电率。
例如，电磁调压有一个很难解决的问题是，节电率是20％的产品，成本和重量是10％节电率产品的双倍，降压幅度越高，成本越高，即如果要求节电率高，成本将大幅上升。我们要的是选用合理价位的产品为我们提供最有效的节电率。
（三）功率因数、浪涌、谐波与节能的关系对于电网的稳定，是电力系统需要关注和研究的问题，节能行业对电流谐波的产生，减少谐波对电网的危害以及本地供电安全更为关心。另外，功率因数、浪涌也是高质量的电网系统非常重要的参数。那么，功率因数、浪涌、谐波与节能之间具有怎样的关系？
谐波，通俗来讲，是电流电压波形接近正弦波的程度，而功率因数，是电压波形与电流波形在时间轴上的重合或移位程度。浪涌是指电压或电流波形上的干扰毛刺。浪涌电压和浪涌电流，通过欧姆定律，有时会相互转换，浪涌电流，对前端电网以及设备，是有伤害，浪涌电压对后端设备安全有影响。浪涌电压直接产生的原因主要是雷电、电网自激振荡，间接产生的原因是，浪涌电流在线路上的浪涌压降。
（1）谐波与节能有没有必然的联系？谐波导致前端配电设备的过载或不安全，比如，平均电流100A，如果谐波严重，峰值电流可能高达400A或更多，因此，我认为消除谐波对于节能是有贡献的。
（2）就浪涌而言，电网在稳定情况下，浪涌几乎不存在，或不可能存在，特别是电压浪涌，电网内阻几乎是0欧姆，电压浪涌怎么可能发生？需要多大能量才可能制造出电压浪涌！反过来说，如果电网不稳定，出现电压浪涌，任何设备都将烧毁，能找到如此大功率的吸收元件吗？
另外，我们的电压浪涌吸收原件在电表的用户侧，任何吸收元件都将使有功表正转，何谈能节能？
更实际的电压浪涌吸收电路，只能吸收如感应雷电的感应过压，这类干扰能量非常小，非常窄，以至于电网分布参数和内阻无法吸收。但这类感应过压，只要非常低的成本就可解决，如产品中的输入输出口加TVS管、防雷管、压敏电阻、高频电容等，在一般产品内都会有这些元件，由于突发高频，布线要十分讲究，要不就如同虚设。
但对雷电直击的过压，任何人都无法解决，如果碰到，任何设备都将烧毁，不是人力所能解决的，属天灾情况。
（3）功率因数与节能密切相关。由于储能原件，如电感、电容的存在，它们不象电阻需要多少电就用多少电。在交流电中，电感和电容在交流电的一些时刻储存电能，而在另一些时刻向电网“发电”，即在隧道中有“闲杂”人员，一会儿来，一会儿去，一会儿使电表正转，一会儿使电表反转，我们把这些能量叫“无功能量”或“无功电流”，而真正有来无去的电流才是有功电流，总是使电表正转。
如果“闲杂人员”太多,总是在发电机和储能设备间，象幽灵一样游荡，我们可以想象，沿途的通道导线都要加宽，设备都要选大，发电机要发出更多的电力，以便储存这些“小金库”，发电机有效容量的不当使用，导致电力更加紧张。
提高功率因数，就是减少“闲杂人员”。通过电容对感性负载进行补偿，电感设备需要储存电能时，不用电网供电，而有电容供给，当电感在下一个时刻向电网馈电时，不直接馈送到电网，而是储存在电容中，这样“闲杂人员”没有了，电流急剧下降，配电系统容量变小，也不需要那么大容量的发电机。对容性负载，同上，需要电感进行就地补偿。
因此，电网补偿对缓解能源紧张和电网稳定有十分重要的意义，能非常高效快速低成本地增加发电机有效容量，无功功率是电网十分重要的参数。但无功补偿不能节约有功功率，对小用户来说，只有节约有功功率，才能使电表慢走。但同样具有节电意义，因为对用电大户，电力部门是按功率因数收费的，提高功率因数，就是省钱，就是节能。
在照明节能中，由于无功补偿能大大降低视在电流，通过无功补偿，可大大降低设备的采购成本，比如说，某照明系统中，视在电流为100A，功率因数为0.70,则有功电流为100×0.70=70A,理论上，我们可以通过补偿，使视在电流降为70A，因此补偿后，我们可以采购70A的节能设备，节电率以及节电效果不变，供电系统更安全，设备回收期更短。
（四）电压突变、闪断、电流切断与设备安全和灯具安全电路在稳态和暂态下，工作情况是不同的，在建立稳态工作前有个通电的暂态过程，在此过程，往往导致不可预知的结果，设备的损毁常在这时发生。
电路中有大量电容，在合闸瞬间，电容瞬时短路，出现无穷大电流，烧毁供电设备和用电设备。因此电路中往往设置启动保护电路，但即使有启动保护电路，也是假设通电不是频繁发生的，如果经常发生，这种电路也不能保障设备安全。
如果电路中有电感或变压器等，断电和通电冲击也是致命的，为了降低成本，在设计时，电磁材料的饱和磁通密度，往往取得较大，断电再来电时，由于无法预知剩磁的方向，很容易使铁芯饱和，线圈如同导线一样失去电感特性，产生过流烧毁设备。
从理论上讲，电感电流的切断(突变)导致高压，即V＝L×dI/dt,电容电压的合闸（突变）导致过流，即I＝C×dV/dt,因此，电感电流的切断和电容电压的合闸，对节电器以及节电器后面的灯光等负载，都是致命的损伤。
从一般人的角度理解，有些照明节电器，本身就是电源故障发生器，这种电源故障发生器，也导致自身变压器的击穿和接触器触点的粘结烧毁。
总之，照明节能的技术在不断发展，新技术新概念会不断出现，照明节能也会朝着科学规范的道路前进。我们在及时学习和掌握照明节能新技术的同时，要关注产品对于应用各环节的深入影响。
