CN105682326A - 电压变换式高压钠灯节电器 - Google Patents

电压变换式高压钠灯节电器 Download PDF

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Abstract

高压钠灯是道路照明最常用的电光源。本发明公开了高压钠灯降压节电的一种方法及电压变换式节电器。根据GB/T13259-2005附录F的要求试验，高压钠灯正常点燃之后，将电压突然降至190V，灯不会熄灭。高压钠灯可以实施降压供电。某生产厂降压试验数据为；供电电压由220V降至200V时，灯电流降低6.3%，节电16.1%；照度、光通量、光效均有所降低，但深夜道路照明质量（均匀度）不受影响。电压变换式高压钠灯节电器由主电路、控制电路、光电控制器组成。经湖南省计量检测院检测，测试证书编号：EQ字第2009-0756号。检测结论：70W高压钠灯200V供电比220V供电时节电16%。

Description

电压变换式高压钠灯节电器
技术领域
本发明涉及高压钠灯一种节电方法及节电器。
背景技术
根据城市夜间道路照明的要求，在刚入夜时，高压钠灯接入额定电压220V工作，高压钠灯的照度、亮度等光电指标符合照明设计值，以满足机动车行驶和行人行走的需要。在晚11时以后，适当降低电光源的亮（照）度并不影响道路照明的功能，此时，可采用控制器将高压钠灯供电电压自动降低，既满足道路下半夜照明需要，又节电。
近阶段国内外采用的高压钠灯降压节电器为电磁式节电器，如上海生产的GGDZ照明稳压节电器和西班牙生产的ILUEST/NE系列智能照明调控装置/照明稳压调控器。电磁式照明节电器在下半夜能自动降压调光，有软启动功能，在使用中有节电效果。但是，电磁式高压钠灯节电器需要增加笨重昂贵的自耦变压器或补偿变压器或电抗器，控制技术复杂，影响了它的大范围推广使用。
因此，研究制作和推广使用新型高压钠灯节电器具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压钠灯节电器。
本发明的目的是通过以下方案实现的：通过测试证明高压钠灯降压供电的可行性。试验在几种不同电压供电时，高压钠灯电流、光通量、光效的变化情况，确定道路照明下半夜时高压钠灯的节能电压值。设计制作电压变换式高压钠灯节电器。节电器送权威机构检测，确定高压钠灯采用节能电压供电时的节电率。
路灯供电线路设计时，为了避免送电过程中的线路损耗，及用电高峰时末端电压过低而造成路灯不能点亮，路灯变压器确定输出电压一般高于额定值的5％以上，随着电网电压的波动，路灯供电电压时高时低，特别是午夜用电低谷时，电网电压会更高，路灯变压器输出电压会超出正常电压的15％以上，高达240V。例如，宁波市3万余盏高压钠灯的电源都是从公用变压器接出的。为了确保用电高峰时的电压，公用变压器的输出电压都调的较高，以致到下半夜用电低谷时，电网电压升高，有的高达240V以上。广州高压钠灯的85%也是由公用变压器供电，广州市东区供电局实测，路灯在凌晨2-4时电压高达243V。城市路灯下半夜电压普遍超过230V，这样将增加高达22%的耗电量。
（1）高压钠灯降压供电的可行性
在电压下降时,光源消耗的电功率随之下降(在不考虑电压降低前后高压钠灯阻抗的变化的情况下，下降幅度为电压的平方)。由于高压钠灯具有相对较宽范围的电压工作特性,使得光源在电压较低(甚至可以低于180V以下)情况下,还可正常的工作。随着电压的降低,光源的输出光通量也发生了变化,从而影响到道路照明的亮(照)度,在测试中得到的数据见表1。
表1电压降低和照度对比(与额定电压时比较)
根据高压钠灯熄弧电压试验和国标GB/T13259-2005附录F：高压钠灯熄灭电压值的测量方法的试验，高压钠灯正常点燃之后，将灯具电压突然降至190V，甚至180V，高压钠灯都不会熄灭。因此,高压钠灯可以实施降压供电。一般情况下，高压钠灯的供电电压降至200V左右为宜。
（2）高压钠灯降压调光检测
南京专业生产高压钠灯的772厂对自己工厂生产的250W高压钠灯，在直径为2米的光球内，按国家标准测定了不同电压下的光电参数。一般情况下，772厂对该厂生产的每个批次每种型号的高压钠灯都要任意抽5只进行例行检测。205W高压钠灯的检测结果如表2所示。
表2高压钠灯不同电压的光电参数
从表2可以看出，在使用高压钠灯等气体放电灯的道路照明系统中，在深夜节电运行时段，考虑末端电压降低的前提下，将供电电压降低在10%以内运行是最隹的选择。供电电压200V时，灯电流降低6.3%，节电16.1%；同时延长了灯具使用寿命，降低了维修成本。200V电压供电时，同时高压钠灯的照度降低22%，光通量降低25%，光效降低5%，但深夜道路照明质量（均匀度）不受影响，没有谐波等不良效果。我们将200V定为高压钠灯下半夜的节能电压。
1.具体实施方式
我们提出的电压自动变换式高压钠灯节电器，要求所控制的高压钠灯由单相变压器供电。可以使用新设计的路灯专用单相变压器；对于目前城市的路灯变压器，考虑是由三相变压器供电，在进行技术改造时，也可以不购置新的单相变压器，只需要将原来的三相变压器二次侧Y型接法绕组只使用两相，即成为不完全星形（V型）。入夜时高压钠灯联接成V形（不完全星形），每个灯承受220V相电压工作；晚11时以后电子控制器自动断开中性线，高压钠灯两两串联承受线电压。只要路灯分配均匀，每盏灯承受的电压大小将由深夜230V的相电压降至400V的线电压的一半，即半夜灯的节能供电电压200V。
电压自动变换式高压钠灯节电器，不需要增加补偿变压器等设施，节约了投资费用；控制电路相比简单；输出为正弦波，波形无畸变；节电效果比较显著。
（1）电压变换式高压钠灯节电器设计
电压变换式高压钠灯节电器主接线见说明书附图1。附图1中，KM1是控制路灯干线的接触器主触点，KM2是控制路灯中性线的接触器主触点。入夜时分，交流接触器KM1、KM2同时得电吸合，每盏路灯供电电压为额定电压220V；在下半夜，KM2断开，高压钠灯每两盏串联后再并联承受线电压，下半夜线电压为400V，所以每盏灯在下半夜由节能电压200V供电。附图1中，变压器一次侧要交替接入电网，尽可能使系统负荷平衡。就一台单相变压器而言，它的二次侧两相绕组接路灯负荷，可以作到两相负荷平衡；就一座城市而言，供电给道路照明的路灯变压器台数较多；只要我们将路灯变压器一次侧的两相绕组交替接入10kV电网，就可以作到路灯三相负荷平衡。
电压变换式高压钠灯节电器控制电路图见说明书附图2。附图2中，K为光电控制器的输出触点，当K闭合后，KM1、KT、KA、KM2的线圈均得电。KM1、KM2的主触头闭合使路灯呈不完全星形接法，每盏灯承受相电压，灯在220V额定状态下工作；同时时间继电器KT开始延时，时间可以根据当地具体天黑的情况而设定，延时时间到，时间继电器延时断开的动断触点KT打开，中间继电器KA、交流接触器KM2失电，中性线断开，路灯两两串联承受线电压。只要灯分配均匀，每盏灯承受的电压大小将由220-230V的相电压降为380-400V的线电压的一半，即190-200V。由于深夜时单相变压器二次侧电压为400V，此时每盏灯承受节能电压200V工作，在道路照明亮（照）度适当降低但不影响道路深夜照明的情况下节电。
（2）电压变换式高压钠灯节电器检测
高压钠灯降压节电器送湖南省计量检测院进行电压、电流测试。测试装置组成有：
电光源：飞利浦亚明照明有限公司生产的NG70高压钠灯；
镇流器：BSN70L300I；SON：70W；Imaiains；0.98A；cosφ0.4生产厂家：PHILIPS。触发器:CD-2a，生产厂家：上海亚明灯泡厂有限公司。
测量仪表：长沙湘星仪表厂生产的电压表42L6-V，0-250V，精度10V；
电流表42L-6A，0-2A，精度0.1A.。
试验时，装置中高压钠灯电流检测值如表3中的示值，电压检测值如表4中的示值。
湖南省计量检测院使用0.02级、编号0305069、证书号DLdr2008-9039的三相电能表检定装置进行检测,电流检测值如表6-15中的实际值，电压检测值如表6-16中的实际值。（湖南省计量检测院测试证书编号：EB字第2009-0049号）
表3高压钠灯电流检测
电流（A） 示值 实际值
1.04 1.08 1.04
0.95 0.97 0.95
表4高压钠灯电压检测
电压（V） 示值 实际值
220 217 219.920
200 197 199.942
从表3和表4可知，供电电压220V时，高压钠灯电流为1.04A，而供电电压降至200V时，高压钠灯
电流为0.95A，不考虑降压前后高压钠灯阻抗微小的变化，200V供电比220V供电节电16.6%。
高压钠灯降压节电器再次送湖南省计量检测院进行节能测试。湖南省计量检测院对节电器中70W高压钠灯在电压由220V降低至200V供电时的电能变化进行了专门检测。测试证书编号：EQ字第2009-0756号。测试使用的主要计量标准器：
三相现场多功能校验仪：编号09149、技术特征0.1级。
测试时间：1小时。
测试结果如表5所示。
表5高压钠灯电能检测
电压（V） 电能（kWh）
220 0．0812
200 0．0688
结论为：70W高压钠灯200V供电比220V供电节电16%。

Claims (2)

1.一种高压钠灯降压节电的方法，所述方法为电压变换式，即作为道路照明的高压钠灯，在上半夜由额定电压220V供电；下半夜自动变换为节能电压200V供电，电压变换式高压钠灯节电器由主电路、继电器-接触器控制电路和光电控制器组成，到下半夜，光电控制器发出信号，继电器-接触器控制电路动作，使每盏高压钠灯的供电电压由220V降到200V。
2.根据权利要求1所述的高压钠灯降压节电器，高压钠灯200V供电比220V供电时，节电率为16%。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3265489B2 (ja) * 1993-04-09 2002-03-11 日本信号株式会社 空港照明灯の給電制御装置
CN101784152A (zh) * 2010-02-02 2010-07-21 张振 一种高压钠灯的节电方法

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