淺談市政道路照明工程節(jié)能
市政道路照明是城市夜景照明的一個重要組成部分,并且作為城市最基本的構(gòu)成要素之一,是展示城市形象的最直觀的場所。市政道路照明工程的合理操作,對提高能源利用效率,減少不必要能源浪費有著重要的意義。
一、 市政道路照明工程與節(jié)能
市政道路照明的目的是為了駕駛員和行人創(chuàng)造一個良好的視覺環(huán)境,為了減少對人身及財產(chǎn)的損害,使人們能安全迅速、舒適地到達目的地。城市的人行道上一般行人較多,所以,城市主要道路照明不但要照亮車行道路面,而且還要適當照亮人行道,使半柱面照度達到標準要求,這樣有利于迅速發(fā)現(xiàn)人或動物橫穿道路等潛在的不安全因素。
設計和電工人員應嚴格遵循道路的性質(zhì)、功能對照相應的照度和能耗密度標準,確定最節(jié)能的布燈間距、光源、供電路線、控制系統(tǒng)等等。這就要求道路照明工程師和電工有良好的職業(yè)責任感,較全面的技術(shù)素質(zhì),能掌握科學的照明方法,在達到市政道路照明目的的前提下,做到最大限度地節(jié)能和節(jié)省投資、并降低運行維護費用。
二、 采取合理的布燈間距
路燈的布燈間距是否適當直接關(guān)系到照明的效果。路燈的安裝間距對節(jié)能尤為重要,應盡可能加大安裝間距。如采用雙側(cè)對稱布置,間距30米時,每公里66個燈,如果每盞路燈為250W,按每亮燈10小時計算,每公里耗電量為66*250*0.001*365*10=60225Kmh,每公里就節(jié)約14600度電,假設全國以每年新增市政道路2.5萬公里計算,就可節(jié)省電量3.65億Kmh,并可節(jié)省燈具燈桿投資20億元(每桿以5000元計),成本相當可觀。當然,這是經(jīng)計算滿足標準的前提下并未考慮道路交叉口和隔離帶分段而影響間距布置。從以上可看出,在滿足標準的前提下,布燈間距對節(jié)能具有非常大的意義。
三、 路燈光源的選擇
目前,路燈照明采用光源的主要類型有:金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、白熾燈、緊湊性熒光燈等。在相同的電功率下,高壓鈉燈光能量比金鹵燈高40%左右,且鈉燈的透霧性能表較好;按照同樣照度標準的道路照明要求,金鹵燈光源的電耗多于高壓鈉燈。因此,高壓鈉燈在市政道路照明工程中使用非常廣泛。
隨著科學的發(fā)展,LED光源的技術(shù)成熟,在許多大中城市中大量推廣應用。LED光源的特點是壽命長、高效、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保。據(jù)專家介紹,和高壓鈉燈相比,新型大功率LED路燈可節(jié)約80%的電能,在照明效果上基本也可以取代路燈普遍所采用的高壓鈉燈。
LED光源耗電量是高壓鈉燈的18.7%,可節(jié)約80%以上的電能。高壓鈉燈更換成本和維護費用是LED路燈5倍?梢奓ED路燈更換成本和維護費用節(jié)省較多。所以,LED光源在市政道路照明方面的廣泛應用,必將是大勢所趨。
四、 供電路線的合理安排
路燈工程的特點是線路較長,線路上的電流不一定很大。路燈配電回路供電半徑長一般達800米,隨燈具與供電端距離的增加,電壓逐漸下降,若線路安排不當,有可能出現(xiàn)遠端電壓不能滿足光源所需正常維護電壓;解決線路壓降問題的方法就是安裝補償電容。
目前,國內(nèi)市政道路照明工程中采用的電容補償方式有兩種:一是在路燈電源處集中補償;二是在燈具處分散補償。采用路燈電源處集中補償方式,并不能減少低壓配線的耗電;采用單燈分散補償,無疑減少了路燈電源至路燈燈具這一段線路上產(chǎn)生的損耗,將起到較好的節(jié)電效果。
路燈采用的光源,基本是氣體放電燈,其功率因數(shù)相當?shù),一般?.4~0.6,從而使回路電流大,在線路上產(chǎn)生的損耗相當可觀。電容補償后單燈功率因數(shù)不小于0.8。據(jù)測算,對一條道路上安裝的100盞250W高壓鈉燈進行電容器無功補償,將功率因數(shù)由0.44提高至0.8,結(jié)果供電電流由補償前的300A降低至141A,工作電流下降; 大約一半,表明該照明系統(tǒng)通過無功補償為供電電源系統(tǒng)騰出了一半的容量空間,使電源設備能夠再發(fā)揮相當數(shù)量的供電潛能。
五、 控制系統(tǒng)與節(jié)能
多年以來,我國路燈的管理和控制手段主要采取以下手段:開關(guān)燈采取時控方式;故障巡檢依靠人工巡查的方式。隨著城市的擴大,路燈數(shù)量的迅速增大,這種控制方式在故障實時監(jiān)控處理、按需要控制、節(jié)能燈方面越來越不能適應城市發(fā)展。
無限控制路燈控制系統(tǒng)應用計算機網(wǎng)絡、超短波通訊、數(shù)據(jù)傳遞、大屏幕投影燈技術(shù),組成具有無限遙控、遙測、遙訊和數(shù)據(jù)信息處理等工程。它實現(xiàn)了在總控制室和各道路分控制站之間,用數(shù)據(jù)的行駛通過無線電的方式,對各路燈控制箱進行監(jiān)視、測量和控制,實現(xiàn)路燈監(jiān)控的智能化管理?蓪Υ笾谐鞘谐菂^(qū)路燈進行準確的遙控。該控制系統(tǒng)操作回路一般2~3回,分別用作上半夜路燈、下半夜路燈和其他路燈,每一操作回路可以有多個出線空氣斷路器。電纜出線采用道路單側(cè)單獨供電(即單回路供電)的方式。但在接線方式上采用單側(cè)單條電纜出線的異型接線方式。即其燈桿電纜的接線方式按照正常的ABC排序,但在控制箱內(nèi)將供給道路兩側(cè)的電纜(分別為上下半夜的電纜)的同一組(如:C相)電纜芯對換接線,使之在上半夜燈全部亮,下半夜是一邊亮2p3(即1#、2#、4#、5#·······亮燈),而另一邊亮Ip3(即3#、6#、9#·······亮燈),這樣在下半夜變壓器仍能三相平衡供電,其照度也基本均勻,因下半夜車輛和行人稀少,能滿足行走安全的需求。比如本市的路燈電費每年大約500萬元,若采用全夜燈及半夜燈分時段節(jié)能控制方式,也就是在晚上12點以后,關(guān)閉一半的燈具,每年就可以節(jié)約電費125萬元左右。
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