市政路灯照明电气系统无功补偿技术浅述

李祥1 李芳2

1身份证号码：321027198404154519；2身份证号码：370782198302051827

摘要：市政路灯照明系统属于城市的基础性建设，合理运用照明系统不仅可以起到照亮城市的基本作用，还能够美化环境、亮化城市，提升城市的景观效果。不过，随着城市的发展，路灯越来越多，其能源消耗问题也日益受到关注。因此，必须重要市政路灯系统的节能问题，本文主要探讨无功补偿技术的应用，以降低路灯照明系统的能源消耗，并提高电网运行质量。

关键词：照明；节能；无功补偿

现代化建设中，市政路灯照明的运行效果，与城市夜间道路交通安全有着直接联系，为了更好的提高照明度，必须使用大量的电能，才能满足市政路灯照明的实际需求。因此，调压节能技术的不断应用，使电能得到大大节约，成为当前实现环保与节能政策的有效途径。

一、市政路灯照明的现状

随着经济快速发展，市政路灯照明正向着更明亮、质量更好、照明时间更长方向发展，很好的解决了城市夜间道路照明问题。但是，长时间的照明，带来较大的电能损失，与社会不断发展提出的可持续发展政策不相符，造成严重电能和光能浪费。例如：大型城市在夜间两三点以后、中型城市在凌晨以后、小型城市在夜间十一点以后，很多道路的人流量和车流量几乎为零，特别是在秋季和冬季室外温度较低期间，城市道路夜间的行人和车辆都很少。因此，采用长时间的市政路灯照明方式，会造成电能和光能的大量浪费，使市政路灯照明灯具的使用寿命不断缩短，提高市政路灯照明的运营成本，严重的还会造成光污染，给城市经济可持续发展带来一定的阻碍。

二、目前市政路燈照明中常用节能技术

随着各种节能灯具的不断生产和研发，市政路灯照明中降压节能技术的应用范围变得越来越广，符合了我国建设节约型社会的需求，使市政路灯照明系统变得更加完善。目前，市政路灯照明中所运用的降压节能技术指的是全数字式智能调压节电控制技术和无级差式照明节电系统技术，其中，全数字式智能调压节电控制技术主要包括降压环节、稳压环节和调光环节三个部分，从市政路灯照明的实际情况出发，具有很强的实用性和可行性。无级差式照明节电系统技术是纯电力电子装置，智能化程度高，采用优先保障照明的逻辑控制设计，可以最大限度的保障照明系统的安全；使用过程中无级调控，可以大大提高节电率、最大限度的保障光源寿命；通过输入输出无谐波的形式，可以适应所有光源，不会对电力系统造成任何污染；使电能的转换效率不断提高，从而减少能源和资源的损耗量，真正实现绿色和环保。

在实践应用中，全数字式智能调压节电控制技术，可以在夜间车流量和人流量较大的区域确保照明度满足实际需求，在凌晨左右自动调节照明度，并且在凌晨以后到第二天早上的时间段内适当的降低照明度，以达到节约电能和光能的目的。它的应用原理是通过输入量的大小和输出量大小的相互转换来完成照明度的调节，具有一定智能性和合理性。与此同时，无级差式照明节电系统的技术优势是同类设备无法比拟的，节能效果是目前同类设备中最好的，并且无级差式照明节电系统安装使用方便，能满足不同用户和不同现场的个性化需求，适应所有的照明光源。

在市政路灯照明中，上述降压节能技术的操作流程如下：一是，对城市不同区域道路在各时间段的人流量和车流量进行测试，以推断出各路段在不同时间段内的平均人流量和车流量，从而抓住其中的发展规律，以确定城市道路不同时间段和路段的照明度调整率；二是，通过有效计算后，将相数据输入到智能调压节能相关的计算机程序中，以对市政路灯照明进行自动控制。最后，根据不同路段、不同时间段市政路灯照明的实际情况，对各种信息进行反馈，可以使错综复杂的市政路灯照明网络系统得到有序、稳定的管理，以保证整个运行系统的安全。在实际运行过程中，无级差式照明节电系统的技术不会因本设备的故障损坏而影响其它设备的正常照明和供电，可以使节电率达到30%；通过不同需要设置节能曲线，采用嵌入式软件进行自动控制，可以大大延长光源的使用寿命；在无级调节、精准输出等情况下，可以使光源工作更加稳定，大大提高老化、半老化光源的运行稳定性。

三、无功补偿节能技术在路灯照明系统中的应用

（一）无功补偿的概念及装置

无功功率补偿就是指在电力系统中为了使功率因数作用提升而运用的一种补偿方法，其应用能够使供电效率得到增强，使供电环境得到改善。由此，无功补偿在电力系统中占据的作用非常大，能够最大限度的将电网损耗减少，使电网运行质量提升。

1、低压无功动态补偿装置

在电力、汽车、石油、化工、冶金、铁路等等对电压波动和功率因数都有较高要求的行业来说，鉴于使用的无功动态补偿装置具有较大的负载功率，适合的交流电范围在40HZ左右，其额定电压也要进行有效控制，一般都控制在570V以下，此时的额定电压为最适宜的补偿装置。比如，某供电部门在安装低压无功补偿电柜时，将补偿的限值设定为0.78，按照一定顺序将其并入到电容器组中，如果前部的功率因数靠前，线路则要进行无功功率的返图处理，将电容器切断，使功率因数保持在一个安全区域内，并实现平衡。

2、高压无功补偿装置

高压无功补偿装置比起低压无功补偿装置更适合在变电站内安装使用，尤其适合在电压在7kV～12kV的变电站内使用，可以在母线上配置一个3～6组的电容器，使运行更加安全、可靠。通常，适合的工作温度为-16～+56℃，适合的相对湿度为<77%，海拔高度可控制在3000m，额定电压在8kV～15kV间。0～5A表示的是交流电取样值，（若PT取10kV侧二次A、C线电压时，CT应取B相电流）等。

（二）无功补偿的原理和意义

在电力系统，电网功率的输出方式有两种，即为有功功率和无功功率。而无功功率与有功功率最大的区别就在于无功功率不损耗电能，而是通过其他的形式把电能转化为能够使电气设备运作的其他功能，如电容器建立电场所占的电能就是无功功率。而无功功率补偿，就是使感性负荷所需要的无功功率由容性负荷输出，无功功率补偿不仅减少发电、供电设备的设计容量，可以大幅度地减少资金投入，而且可以减低线损，线损的减低直接关系着供电部门的经济。

（三）无功补偿节能技术在市政路灯照明中的应用

无功功率增加了变压器及导线的容量，由于装置及导线饿电阻，无功电流变成热而直接损失，因此提高功率因数，减少无功功率成了节能很必要的手段，通常采用安装合适的电容，提高功率因数达到节能。

1、集中补偿

集中补偿也是一种较为常见的无功补偿形式，能够结合路灯照明系统中补偿时变压器与高压输电线路的损耗情况进行补偿，这种补偿装置由很多部件组成，有并联电容器、静止补偿装置以及平衡电网的无功功率等部件。其功能与优势是能改善功率因数，易于管理。

2、电容器补偿

电容器，是实现无功补偿的重要工具。在线路塔杆上的电容器不易过多，补偿容量也不易过大，控制方式和保护措施也不易过度复杂。这种电容器补偿投入小、回收快，但适应能力较差。

3、随机补偿

随机补偿比起上述补偿装置更具有选择性，能够将其与发电装置连接，并对控制装置与保护装置进行集中管理与补偿，实现功能作用的发挥。但随机补偿的电容器一定要是低压电容器。这种补偿方式投资小、安装方便、配置灵活、最关键的是事故率低。

四、结语

综上，对路灯照明现状及无功补偿节能技术的应用进行分析，希望有助于道路照明系统合理用电，使路灯工程既满足其功能性要求，又能够实现最大限度的节能。

参考文献：

[1]陈雄.浅议城市道路照明及节能措施[J].中国高新技术企业.2011（02）

[2]邹辉，王峰.节电技术综合应用的探讨[J].自动化技术与应用.2010（01）

[3]姚勇，温俊峰.城市道路照明配电设计若干问题的探讨[J].科技资讯.2010（02）