[發明專利]一種城市路燈無功補償方法及其所需的容性鎮流器

無效

• 申請號: 200910181025.5
• 申請日: 2009-10-28
• 公開（公告）號: CN102056382A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 張焱智
• 申請（專利權）人: 張朝輝
• 主分類號: H05B41/14
• 分類號: H05B41/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種城市路燈無功補償方法及其所需的容性鎮流器。

目前，國內國際電力能源的12～20％用于照明，我國照明用電約占全國總用電量的12％，近幾年的年增長率達16％，遠遠大于發電量的年增長率。其中城市公共照明約占照明耗電的30％，對電能供應的壓力很大，同時節能空間也很大。我國“十一五”計劃中，節能降耗是一項重要任務，并且已納入政府的政績評價體系。建設部的《關于進一步加強城市照明節電工作的通知》，要求各城市實施城市照明集中管理、集中監控和分時控制模式。建設部在《城市綠色照明工程規劃綱要》中明確規定，到2010年底城市照明累計節電目標達到25％。

關于城市路燈照明，國家建設部批準發布的《城市道路照明設計標準》，編號為CJJ45-2006，已于2007年7月1日起實施。

其中第4章對光源、燈具及其附屬裝置選擇規定：道路照明應采用高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，以高壓鈉燈為主；商業區步行街、居住區人行道路、機動車交通道路兩側人行道可采用小功率金屬鹵化物燈、細管徑熒光燈或緊湊型熒光燈。高強度氣體放電燈(高壓鈉燈和金屬鹵化物燈)宜配用節能型電感鎮流器，功率較小的光源可配用電子鎮流器。

其中第5章對照明方式和設計要求規定：道路照明設計應根據道路和場所的特點及照明要求，選擇常規照明方式或高桿照明方式。常規照明燈具配置可分為單側布置、雙側交錯布置、雙側對稱布置、中心對稱布置和橫向懸索布置五種基本方式，可以單光源或雙光源。高桿照明燈具配置分為平面對稱、徑向對稱和非對稱三種基本方式，一般為多光源。

其中第6章對照明供電和控制規定：城市道路照明宜采用10kV配電線路上接路燈專用變壓器供電；應采取補償無功功率措施；宜使三相負荷平衡。道路照明應采用集中控制，宜采用光控和時控相結合的控制方式。

其中第7章對節能標準和措施規定：為了節約能源，光源及鎮流器的性能指標應符合國家現行有關的能效標準規定，如《高壓鈉燈能效限定值及能效等級》GB19573-2004、《高壓鈉燈用鎮流器能效限定值及節能評價值》GB19574-2004等標準。常規道路照明燈具效率不得低于70％；泛光燈效率不得低于65％。

氣體放電燈線路的功率因數不應小于0.85。氣體放電燈的功率因數一般在0.4～0.6，可通過實施電容補償或配用電子鎮流器來予以提高。從經濟合理的角度考慮，補償后的功率因數在0.8～0.9為宜。

除居住區和少數有特殊要求的道路以外，在深夜宜選擇下列措施降低路面亮度(照度)：①采用雙光源燈具，深夜時關閉一只光源；②采用能在深夜自動降低光源功率的裝置；③關閉不超過半數的燈具，但不得關閉沿道路縱向相鄰的兩盞燈具。

依據上述標準，路燈節能調光的方法有集中調光和單燈調光兩類。標準中提到的①和③兩種降低路面亮度(照度)的措施屬于集中調光。集中調光還有降壓方式、降流方式、移相方式，單燈調光主要有鎮流器定時變功率調光和采用電子鎮流器調光。目前國內外路燈集中調光的方式主要是電磁式降壓調光，如上海潘登公司的GGDZ照明穩壓節電柜、西班牙生產的ILUEST照明穩壓調光器等，常態時穩定在氣體放電燈的最佳工作電壓200～210V，節電時降壓到約180V，可以將氣體放電燈的功率和照度降到65％左右。單燈調光方式有上海亞明公司的NG變功率鎮流器定時調光、飛利浦公司的BSD變阻抗鎮流器定時調光等。

關于路燈照明的無功補償方式，目前主要有集中補償、單燈補償和混合補償。集中補償主要是針對同一線路上使用的多個氣體放電燈，采用在總線上并聯合適容量的交流電容器來提高線路的功率因數。優點是：安裝集中、占地少、施工方便；缺點是：不能減少同一線路上的電壓損耗和無功損耗。當有數個燈失效時，可能引起過補償而使供電線路電壓過高，影響其他燈的使用安全和壽命。單燈補償是在每個氣體放電燈的燈具內部并聯容量合適的交流電容器，以達到提高單燈功率因數的目的。優點是：可以按照每個燈配置電容器、不占用其他空間、安裝方便靈活、能減少照明配電線路上的電壓損耗和無功損耗；缺點是：當有燈故障時，而該光源的電源熔絲沒有熔斷，就可能造成過補償?；旌涎a償即是對于小功率燈和供電線路采取集中補償，對于大功率燈則采用單燈現場補償。它綜合了集中補償和單燈補償的優點，對于供電線路長功率大的照明具有好的效果。

上述三種無功補償的方法，都因為并聯電容器而帶來了相關問題。那就是實際線路中都含有一定量的高次諧波，會因為并聯電容器而使高次諧波(主要是3次)嚴重放大。由此產生一系列的負面影響，如功率因數降低、諧波損耗和干擾、中線發熱和電容器過負載等。