[實用新型]一種有效抑制路燈供電線路諧波干擾的智能路燈節電柜

有效

• 申請號: 201420401943.0
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN204217160U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 李建海;陳少輝;劉紅;陳漫虹
• 申請（專利權）人: 國電康能科技有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及城市道路照明技術領域，尤其是涉及路燈節電裝置。

背景技術

目前城市道路照明燈具80%為氣體放電類電光源，例如：高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈等都屬于氣體放電類電光源。分析與測量這類電光源的伏安特性，可知其非線性十分嚴重，有的還含有負的伏安特性，它們會給電網造成奇次諧波電流。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。

同類產品的技術多側重于根據線性負載如何實現穩定降壓達到節電目的的角度來設計產品，沒有對我國供電電源質量及路燈線路實際運行狀況進行研究和測試，即忽略了諧波電流干擾產生高耗能這個因素。因此節電產品存在理論計算節電效率很高，但實際產品安裝運行后達不到，給自身和用戶都帶來很大的困擾。

由于諧波危害很大，而其所造成的危害卻往往不被人們所知，特別是諧波所造成的危害又與負載性質、線路參數等多種因素在達到一定條件后才會出現，因此很多產品在研發階段是不會做在線模擬試驗的，更不會下人力、物力去解決這個問題。

現在路燈大多數采用氣體放電燈，由于氣體放電燈消耗的功率是和它的輸入電壓有關的，以鈉燈為例，當電壓降低10%時，電流降低10%，而此時功率降低達25%，光通量則降低?30%。由于在設計道路照度時已考慮到正常的照度需要，所以不應以降低照度來節約能源消耗。但考慮到在后半夜時車輛人流都大為減少，此時供電電壓由于用電負荷減少而升高，所以此時采用降低供電電壓而適當降低光源的光通量也是可行的，假設在后半夜供電電壓升高10%，此時再降低供電電壓10%來運行，則光通量減少為額定值70%，而消耗功率此時可減少50%。

通過調整供電電壓，降低不必要的損耗，不僅可以達到節電的目的，同時，還能保護終端設備，延長設備的平均使用壽命。因此，生產研發路燈節電裝置的行業，均是圍繞如何實現線路電壓改變的技術課題，來實現達到節電目的。

自耦變壓器調壓是傳統的技術方式，經過長時間的應用，其穩定性好、成本低、使用壽命長。在路燈節電技術領域是可行的技術方案，其它技術方式都有技術手段不成熟、成本高、元器件使用壽命短等缺陷，并未在路燈節電領域中形成主流。因此，通過對傳統自耦變壓器的結構進行創新改造，解決了其在應用中的技術缺陷，又得以在路燈節電技術領域實際應用，獲得真正的節電效益。

自耦變壓器與普通變壓器的區別在于，自耦變壓器的一、二次側線圈不僅有磁的聯系，還有電的聯系，所以，在輸出電壓調節范圍不大時它的容量比較小，所以消耗的材料小，造價低，效率高，這類產品最大的優點是克服了可控硅斬波型產品產生諧波的缺陷，實現了電壓的正弦波輸出，結構和功能都很簡單，當然可靠性也比較高。目前應用的有兩種方式，即固定抽頭方式和連續調節方式。

現有的調壓技術都是通過改變自耦變壓器副邊抽頭來達到依次降壓的功能。自耦變壓器是只有一個繞組的變壓器，當作為降壓變壓器使用時，從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組；當作為升壓變壓器使用時，外施電壓只加在繞組的—部分線匝上。通常把同時屬于一次和二次的那部分繞組稱為公共繞組，自耦變壓器的其余部分稱為串聯繞組，同容量的自耦變壓器與普通變壓器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且變壓器容量越大，電壓越高．這個優點就越加突出。因此隨著電力系統的發展、電壓等級的提高和輸送容量的增大，自耦變壓器由于其容量大、損耗小、造價低而得到廣泛應用。

圖1是現有三相自耦變壓器降壓調壓原理圖。自耦變壓器調壓是傳統的技術方式，改變自耦變壓器副邊輸出抽頭位置改變輸出電壓，自耦降壓式固定調壓節能裝置通過一個自耦變壓器機芯，根據輸入電壓高低情況，接連不同的固定變壓器抽頭，根據某個時間段設定的調控電壓進行工作轉換，將電網電壓降低到所設定的檔，從而達到降壓節電的目的。經過長時間的應用，其穩定性好、成本低、使用壽命長，在路燈節電技術領域是可行的技術方案。克服了可控硅斬波型產品產生諧波的缺陷，實現了電壓的正弦波輸出，結構和功能都很簡單，當然可靠性也比較高。缺點是切換時大多采用接觸器，切換時電壓不連續，中間有斷電，路燈有閃滅現象，不能跟隨電網的變化而動態調整輸出電壓；固定降壓，對燈具無保護功能；電網電壓波動時會出現閃光或熄燈現象。降低燈具使用壽命，影響客戶使用。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種能夠抑制路燈供電線路內部諧波電流干擾、保證負載側電壓連續性和確保輸出穩定電壓的節電裝置。

為了實現本實用新型的目的，提出以下技術方案：