浅谈市政道路照明工程节能

   市政道路照明是城市夜景照明的一个重要组成部分,并且作为城市最基本的构成要素之一,是展示城市形象的最直观的场所。市政道路照明工程的合理操作,对提高能源利用效率,减少不必要能源浪费有着重要的意义。

一、     市政道路照明工程与节能

    市政道路照明的目的是为了驾驶员和行人创造一个良好的视觉环境,为了减少对人身及财产的损害,使人们能安全迅速、舒适地到达目的地。城市的人行道上一般行人较多,所以,城市主要道路照明不但要照亮车行道路面,而且还要适当照亮人行道,使半柱面照度达到标准要求,这样有利于迅速发现人或动物横穿道路等潜在的不安全因素。

    设计和电工人员应严格遵循道路的性质、功能对照相应的照度和能耗密度标准,确定最节能的布灯间距、光源、供电路线、控制系统等等。这就要求道路照明工程师和电工有良好的职业责任感,较全面的技术素质,能掌握科学的照明方法,在达到市政道路照明目的的前提下,做到最大限度地节能和节省投资、并降低运行维护费用。

二、     采取合理的布灯间距

      路灯的布灯间距是否适当直接关系到照明的效果。路灯的安装间距对节能尤为重要,应尽可能加大安装间距。如采用双侧对称布置,间距30米时,每公里66个灯,如果每盏路灯为250W,按每亮灯10小时计算,每公里耗电量为66*250*0.001*365*10=60225Kmh,每公里就节约14600度电,假设全国以每年新增市政道路2.5万公里计算,就可节省电量3.65亿Kmh,并可节省灯具灯杆投资20亿元(每杆以5000元计),成本相当可观。当然,这是经计算满足标准的前提下并未考虑道路交叉口和隔离带分段而影响间距布置。从以上可看出,在满足标准的前提下,布灯间距对节能具有非常大的意义。

三、     路灯光源的选择

     目前,路灯照明采用光源的主要类型有:金属卤化物灯、高压钠灯、白炽灯、紧凑性荧光灯等。在相同的电功率下,高压钠灯光能量比金卤灯高40%左右,且钠灯的透雾性能表较好;按照同样照度标准的道路照明要求,金卤灯光源的电耗多于高压钠灯。因此,高压钠灯在市政道路照明工程中使用非常广泛。

     随着科学的发展,LED光源的技术成熟,在许多大中城市中大量推广应用。LED光源的特点是寿命长、高效、节能、安全、绿色环保。据专家介绍,和高压钠灯相比,新型大功率LED路灯可节约80%的电能,在照明效果上基本也可以取代路灯普遍所采用的高压钠灯。

    LED光源耗电量是高压钠灯的18.7%,可节约80%以上的电能。高压钠灯更换成本和维护费用是LED路灯5倍。可见LED路灯更换成本和维护费用节省较多。所以,LED光源在市政道路照明方面的广泛应用,必将是大势所趋。

四、     供电路线的合理安排

    路灯工程的特点是线路较长,线路上的电流不一定很大。路灯配电回路供电半径长一般达800米,随灯具与供电端距离的增加,电压逐渐下降,若线路安排不当,有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维护电压;解决线路压降问题的方法就是安装补偿电容。

    目前,国内市政道路照明工程中采用的电容补偿方式有两种:一是在路灯电源处集中补偿;二是在灯具处分散补偿。采用路灯电源处集中补偿方式,并不能减少低压配线的耗电;采用单灯分散补偿,无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗,将起到较好的节电效果。

    路灯采用的光源,基本是气体放电灯,其功率因数相当低,一般在0.4~0.6,从而使回路电流大,在线路上产生的损耗相当可观。电容补偿后单灯功率因数不小于0.8。据测算,对一条道路上安装的100盏250W高压钠灯进行电容器无功补偿,将功率因数由0.44提高至0.8,结果供电电流由补偿前的300A降低至141A,工作电流下降; 大约一半,表明该照明系统通过无功补偿为供电电源系统腾出了一半的容量空间,使电源设备能够再发挥相当数量的供电潜能。

五、     控制系统与节能

   多年以来,我国路灯的管理和控制手段主要采取以下手段:开关灯采取时控方式;故障巡检依靠人工巡查的方式。随着城市的扩大,路灯数量的迅速增大,这种控制方式在故障实时监控处理、按需要控制、节能灯方面越来越不能适应城市发展。

    无限控制路灯控制系统应用计算机网络、超短波通讯、数据传递、大屏幕投影灯技术,组成具有无限遥控、遥测、遥讯和数据信息处理等工程。它实现了在总控制室和各道路分控制站之间,用数据的行驶通过无线电的方式,对各路灯控制箱进行监视、测量和控制,实现路灯监控的智能化管理。可对大中城市城区路灯进行准确的遥控。该控制系统操作回路一般2~3回,分别用作上半夜路灯、下半夜路灯和其他路灯,每一操作回路可以有多个出线空气断路器。电缆出线采用道路单侧单独供电(即单回路供电)的方式。但在接线方式上采用单侧单条电缆出线的异型接线方式。即其灯杆电缆的接线方式按照正常的ABC排序,但在控制箱内将供给道路两侧的电缆(分别为上下半夜的电缆)的同一组(如:C相)电缆芯对换接线,使之在上半夜灯全部亮,下半夜是一边亮2p3(即1#、2#、4#、5#・・・・・・・亮灯),而另一边亮Ip3(即3#、6#、9#・・・・・・・亮灯),这样在下半夜变压器仍能三相平衡供电,其照度也基本均匀,因下半夜车辆和行人稀少,能满足行走安全的需求。比如本市的路灯电费每年大约500万元,若采用全夜灯及半夜灯分时段节能控制方式,也就是在晚上12点以后,关闭一半的灯具,每年就可以节约电费125万元左右。

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