论节电器技术指标

一、路灯节电的目的和意义
　　近年来，我国的路灯建设取得了飞速的发展，道路照明质量不断提高，高强度气体放电灯被广泛使用，对改善我国的投资环境,促进经济快速发展，方便群众生活，美化城市和作为一个外向型现代化城市的建设起了很大作用，但是伴随而来的是能耗的大幅度提高，特别是近年来能源价格大幅度提升，使电力耗费成为负担，因此，有必要加强技术改进，以期减缓能耗上升的趋势。在我国政府建立节约型社会的号召下，路灯的节能必然成为一种趋势。
　　二、路灯节电的理论依据
　　由于气体放电灯消耗的功率是和它的输入电压有关的，以钠灯为例见下图c，从图上可以看出当电压降低10%时，钠灯的电流降低10%，而此时功率降低达25%，光通量则降低30%。由于在设计道路照度时已考虑到正常的照度需要，所以不应以降低照度来节约能源消耗。但考虑到在后半夜时车辆人流都大为减少，此时供电电压由于用电负荷减少而升高，所以此时采用降低供电电压而适当降低光源的光通量也是可行的，假设在后半夜供电电压升高10%，此时再降低供电电压10%来运行，则光通量减少为额定值70%，而消耗功率此时可减少50%。

　　以下是一组实测数据，见下表，采用西安无线电二厂及南京三乐的节能型电感镇流器，250瓦钠灯。由表中可看出当电压从242伏降到198伏时输入功率降低了140.6瓦。比220伏时额定功率值降低了53%。

	无线电二厂			南京三乐
电压(V)	220	198	242	220	198	242
输入电流 (A)	2.82	2.5	3.33	3.16	2.73	3.43
输入功率 (W)	228.2	179.4	303.2	265.4	210.2	350.8
功率因数	0.365	0.382	0.382	0.381	0.386	0.424

　　通过调整供电电压，降低不必要的损耗，不仅可以达到节电的目的，同时，还能保护终端设备，延长设备的平均使用寿命。
　　在目前的路灯供电系统中，由于供电电压不能调节，使得光源往往不能工作在较合适的状态，现在的光源的寿命已很长，如GE的钠灯寿命已达28000小时，国产的也达18000小时，但实际使用中往往达不到，主要原因是它的工作状态达不到理想状态，光源长期工作电压过高的情况下，将会大大减低它的使用寿命且浪费了大量的能源。所以，通过调节供电电压的方法不但可以节能，还可延长光源的寿命，是一种较好的节能方式，
　　但是必须强调，节电多少是完全由路灯供电电压决定的，当供电电压高时，通过降压可节电，电压越高，降压越多，则节电率愈高，供电电压低时就有可能达不到应有的节电指标。举例来说，一台节电器放在供电电压为250伏的地方，节电率有可能达到40—50%，而同样的节电器放在供电电压为200伏的地方节电率就有可能0。
　　三、节电器的技术指标
　　目前，市面上的节电器产品主要强调了它的节电率指标，但从以上的讨论我们可以看出，节电器的节电率实际和节电器本身没有太大的关系(当然不是完全没关系，从后面的技术指标调压范围可看出)，那么，我们应当如何确定一台节电器的技术指标呢？由于节电器是近几年才推广应用的，目前，还没有这方面的国家标准，这给我们在采买时造成了很大困难，如何制定合理的节电器技术指标是一个需要考虑的问题，最近我们在节电器招标时参照电力交流稳压器制定了招标时的节电器技术指标，介绍出来供同行们参考：
　　主要指标及技术要求
　　1、执行技术标准：
　　² GB17625.1-2003《电磁兼容限值谐波电流发射限值》
　　² GB17743-1999《电器照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》
　　² GB7251.1-1997《低压电器开关设备和控制设备》
　　² GB4942.2-1993《低压电器外壳防护等级》

序号	项目	技术要求
2	输入电压范围：	三相380VAC（相电压）±15%
3	外壳防护等级	不低于IP54（户外型）
4	电压调整速率	≤5V/分钟
5	输出电压调节范围：	190--225伏（相电压，输入电压大于225伏时），190--输入电压（相电压，输入电压小于225伏时）
6	输出稳压精度：	≤±3%
7	介电强度：	能承受2500V/1min；
8	承载能力	能承受瞬时1.5倍～2倍的超载
9	使用环境温度：	-25℃～50℃
10	具有时钟程序控制	可设置任意时段输出电压值
11	负载功率因数绝对值	≥0.8
12	三相平衡	采用分相调节，具有三相自动平衡功能
13	旁路功能	具有自动和手动旁路功能
14	EMC检测：	符合GB17743-1999的要求
15	谐波检测：	符合GB17625-2003的要求
16	防盗功能	有
17	防雷防浪涌功能	有
18	效率	>98%
19	门开、旁路开关信号	提供无源开关信号
20	设备外观要求	钢板（不少于2毫米厚度），表面热镀锌、喷塑处理，浅灰色
21	其他	具有外箱防腐、防鼠、防高温性能，产品最大允许温升：800C。
22		可长期连续工作，具有过压、欠压、过流、缺相、故障诊断，报警和保护功能。

　　节电设备安装要求：
　　² 节电设备外漏金属部件都必须安全接地，接地电阻小于4欧姆
　　² 节电设备安装及电缆敷设应满足《城市道路照明工程施工及验收规范》CJJ89-2001的要求。
　　² 节电设备运行不应影响正常照明，不应造成路灯熄灭而无法启动。
　　
　　下面对一些主要技术指标作一个说明：
　　1、电压调整速率：由于气体放电灯的特性需要在每个周期进行点燃，所以，要求它的供电电压应比较稳定，当进入节能状态时，电压从高往低调节时我们希望这个过程比较缓慢，如电压急剧下降则有可能对灯的工作状态造成影响甚至熄灭，根据美国通用电气公司（GE）提出的要求我们制定出这个指标。
　　2、输出电压调节范围：由于节电器主要是要调低输出电压而不需要升高电压，所以调节范围只是从输入电压往低调节，当输入电压大于225伏时，输出电压调节范围为190--225伏，当输入电压小于225伏时，输出电压调节范围为190--输入电压。此时最大电压调节范围为63伏，这个指标直接确定了节电器的容量，因为节电器的容量等于调节最大电压乘于输出电流，当输出电流不变时，调节范围越大，节电器的容量越大，此项指标制定的有点苛刻了，实际调节范围40伏就应该满足一般要求了，追求过大的调节范围会造成节电器成本上升。
　　3、输出稳压精度：这项指标是保证当供电电压波动时节电器输出电压保持稳定，显然稳压精度越高越好，但会带来成本的上升，实际路灯工作也不需要太高的精度，我们取≤±3%应该可以满足路灯的工作要求了。
　　4、三相平衡：由于负载不平衡或其他原因有时会造成供电电压三相不平衡，如果节电器能够分相独立调节，则可使得输出电压保持三相平衡，这对负载是有利的。
　　四、 节电器运行时的要求
　　因为每条道路的照度在设计时都有要求，我们应用节电器的目的是在保证路面照度的前提下来进行节电，在前面理论分析时我们已经指出，在后半夜车辆人流减少时可适当降低路面照度，所以我们要求节电器在运行时前半夜必须保证输出电压为额定电压220伏，此时是为保证路面的设计照度，当后半夜时保证输出电压为200伏，这主要是考虑到在在有线路电压损失的情况下线路末端的电压应能保证光源的正常运行。
　　以上是我们的一些粗浅认识，供大家参考和讨论。
　　作者简介：午崇军，西安路灯管理处高级工程师，从事城市照明工程研究。