线控变功率镇流器在城市照明中的应用

摘 要：　根据国家节能减排，建设低碳绿色照明的要求，结合多年从事道路照明工程的建设和研究的经验，全面综述城市照明的节能措施，详细介绍新型的线控变功率镇流器控制方案。

关键词：　节能；新能源；线控变功率

中图分类号：TN82 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110124-01

0　引言

节能降耗，减少污染，是利在当代、造福子孙的大事，也是落实科学发展观的重要举措。由于近来爆发的能源危机，能源显得越来越珍贵。全国的照明用电占整个用电量的19%左右，因而城市公共照明的节能就显得尤为重要了。而随着我国城市建设事业的迅速发展，城市的路灯总数几乎以每年百分之二十的平均速度递增。截止2011年无锡市的路灯总数已超过25万盏，每年还在以2万盏的数量在递增。因此，城市照明的节电问题早已引起政府相关部门的关注。因此我们需要对城市照明中的节能措施做出分析，总结经验，选用适合城市照明的节能方案，向“高效、节能、环保、健康”的“绿色照明”方向发展。

1　主要节能措施

1.1　设计

从设计方面考虑的节能方案有着立竿见影的效果，一是在满足道路照明功率密度（LPD）和平均照度的前提下，尽可能的选用功率小的光源，例如可以使用150W的高压钠灯时，应尽量避免使用250W的高压钠灯。二是设计时应充分考虑道路的车流量和人流量，设计合适的布灯方式以及路灯的间距。

1.2　选材

由于市场上的产品良莠不齐，不同的材料不仅会造成照明效果的不同，同样也会造成节能效果的不同。例如高压钠灯灯泡，有些高压钠灯灯泡的光效可以达到120lm/W，而有一些只能达到90lm/W，同样是高压钠灯，但是照明效果就不同了，造成了能源的浪费。所以我们在选材时需要经过严格的检测，筛选，以保证我们使用节能，质量过硬的产品。

1.3　降压节电柜

电网的电压到了后半夜的时候，由于用电负荷的减少，会出现升高的情况，使路灯工作在过电压的状态。不仅影响路灯的寿命，而且造成能源的浪费。通过在线路输入端安装降压节电柜，通过电路控制使节电柜输出的电压稳定在220V左右或者降低10-20V，以达到节能目的。该方法节电效率为12%-25%，但是如果输电线路过长，线路压降就会比较大，在线路的末端，灯泡会因电压低而出现闪烁，甚至会出现路灯熄灭的现象，所以该项技术的节能效果已经到了一定的瓶颈，难以再有突破和提高。

1.4　新光源、新能源

LED作为照明行业的“后起之秀”，在近几年迅速崛起。在某些性能上已经超越了传统的气体放电灯。但是其也存在一些缺点，例如

1）为了达到高光效，其色温会偏高，易给人造成不舒适感。

2）开关电源易损坏，建设维护成本较高。

但我们也应该看到LED的潜力，加以完善将不失为一种节能的光源。

太阳能路灯，风能路灯近几年也在照明行业中开始应用，利用太阳能和风能发电，节约了电能。但是太阳能路灯，风能路灯存在着建设和维护成本高以及发电效率低等缺点。新能源的照明需要因地制宜，在日照充足的地区才适合使用太阳能照明，而在一些多雨潮湿的地区则不适宜。同样，在一些沿海地区才适宜安装风能路灯。

总而言之，新光源和新能源目前均处于“节能不节钱”的状态，使用的时候应该因地制宜，不能盲目跟从。

1.5　变功率镇流器

具体做法是采用有抽头的电感镇流器，在车多人多的前半夜使路灯在额定功率下工作，保证道路的光照度满足设计要求；使灯泡在车少人稀的后半夜自动切换到降功率，使灯泡在额定功率的60%左右运行，节能效果显著。

传统的变功率控制方案一般采用定时的方式，定时时间在3-8小时，当达到定时时间，便会自动切换功率，但是该方法存在控制单一，不灵活的缺点。

本文将重点介绍一种新型的线控变功率方案。

2　新型的线控变功率方案

2.1　方案连线图

如图1所示：

图1中K端为控制信号的输入端，当从K端输入220V电压时，线控器将镇流器切换到降功率运行的状态，反之无输入控制信号时，镇流器工作在全功率状态，该方案也可应用于慢车道后半夜关灯的控制。方案需在原来照明供电工程的基础加铺设了一根控制电缆，用于传输三遥或者定时时钟发出的控制信号，控制灵活，方便。

2.2　控制器内部电路介绍

1）此控制电路主要由电源电路和继电器电路组成。

控制器电路图如图2所示。

图2中当输入220V控制信号电压时，经过电容和电阻降压后，再由D1-D4构成全波整流电路，经过C2滤波，ZD1稳压，将电压稳定在47V，提供继电器J1的电源，继电器动作，从而将镇流器切换到降功率运行的状态，以达到节能的目的。

2）电路主要参数

①　工作电压范围：180V-260V；

②　最大切换电流：20A；

③　继电器动作次数：≥2万次；

④　动作延时：≤1S；

⑤　尺寸：30*48mm（线路板），33*55*62mm（产品，引线式），33*55*100mm（产品，接线端子式）。

3）元器件的选用

①　为了解决宽范围的工作电压问题，采用电容降压，交流降压电路。

②　为了提高控制器的IP等级，更好的适应雨、雪、雾、尘天气，电路采用了环氧树脂封装，保证其可靠性。

③　为了解决电路的抗干扰问题，我们在电路的滤波设计中加装了谐波吸收电路，并使用了金属外壳作为控制器的外壳，以起到金属屏蔽作用。

3　结束语

节能减排造福子孙的大事，能缓解近来我们所面临的能源危机，具有一定的社会效益和经济效益。城市照明行业的节能更加需要从自身的实际情况出发，选择科学的节能方案，以达到最佳的节能效果。

参考文献：

[1]刘跃群、王强、刘卓炯，光源电器和应用技术[M].化学工业出版社，2003：22-49.

[2]江晓安，模拟电子技术[M].西安电子科技大学出版社，2001：58-136.

[3]俞安琪，金属卤化物灯电感镇流器与电子镇流器的综合比较[J].中国照明电器，2007，10（1）：6-9.

[4]薛波，一种新型变功率镇流器的设计[J].城市照明，2012：18-22.