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一、系统概述 本系统充分利用现代化计算机技术、通讯技术对日益快速发展的城市路灯实现自动化监控和智能化的科学管理，是集节能、监控、防盗于一体的系统。下面将介绍本系统的构成及主要功能。 二、路灯照明节电系统 现代城市道路照明在整体城市的亮灯工程中占据着举足轻重的地位，设计时，道路照明的数量和质量，良好的诱导性，投资低，耗电少，即既要经济，又要节能，运行安全可靠，技术的先进性等等方面的高水准，一切都代表着现代城市的文明和文明城市的现代化。 由于城市化的进程日益加快，路灯照明的用电量也在不断上升，国家二次能源---电力能源在能源终端的消费比例也在快速上升。随着国民经济的持续、快速增长，电力吃紧的局面并未得到根本的改变。同时，另一方面，又存在着大量电力浪费的现象，据“MICROENERGY（NZ）LTD”2001年对中国电力消费的调研年报指出：在对中国2000年各省的《统计年鉴》、中国统计网和中国能源协会等的耗电信息分析后得出结论----中国大陆节电市场份额每年高达3000亿元人民币，换句话说，即每年存在着3000亿元人民币的电力浪费。为此，国家政府自1995年来相继颁布了《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国环境保护法》、1997年人大通过的《中华人民共和国节约能源法》、《重点单位用电管理办法》及国家经贸委与国家发展计划委员会颁发的《节约用电管理办法》等等重要法律、法规和指导性政策，特别强调了节能的重大意义及必要措施。 2.2路灯照明节电的技术分析 根据国家经贸委和国家发展计划委颁发的《节约用电管理办法》第十七条的第（六）项推广高频可控硅调压装置和节能型变压器。对于灯光照明系统的节电，它首先是属于公共系统的用电，如果用可控硅控制的节能装置，势必会引来谐波问题；应用节能型变压器，相对而言，它具有明显的优势，即本身不产生谐波，无谐波干扰的问题，且具有抗电磁波干扰的特点。目前，国际上比较通用的节电方法也是采用控制晶闸管导通角的移相调压技术和电磁电压技术进行节电的方法，其节电效果比较明显，也已被广泛证实为行之有效的节电手段。当然还有电容补偿、瞬间滤波等技术的节电方法，但有功节电的效果并不十分显著。 根据节能型变压器延伸而研制的节电主机，其理论核心就是传统的DVR（电网电压调节技术），由70年以来开始流行。当时的电网电压调节技术是针对供电线路系统级的调整方案。供电部门为缓解用电高峰的用电问题，往往采取整条线路进行调整电压的方法，以降低电能整体消耗，满足更多用电客户的需求。但是这样做往往又使线路末端用户的电压太低而不能满足用户的设备正常工作要求。随着DVR技术的不断研究以及现代微电子技术的快速发展，其节能型变压器被赋于新的内容，其本身的材质和物理消耗得到大大的改进、同时借助现代电子技术，使其智能化运用水平得到不断的提升，进而发展具有专业节电功能和性能的智能化节电管理系统，其DVR技术的运用也被赋予全新的含义，即实现用户级的电压智能化调节，且不必发更多的成本去改造原先设计的电力线路，同时还达到系统的扩容目的。这种节电技术原理简单，既经济，又安全可靠，无谐波，具有较好的节能效果。 2.3节电基本原理 本系统节电原理是将供电系统的输入电压予以优化，采用DVR（电网电压调节）AC—AC直接变换技术调整剩余电压，使馈送给灯光负载的电压为最适宜值，达到既实现节电又保证照明要求双重目的。它的主机是采用优质的电磁材料进行特殊设计的高效率单卷铁磁绕组，实现用最小的主机容量控制比自身大10倍以上负载容量的目的，与常规变压器比较，其体积和重量降低1/3—1/4。 根据电工基本原理P=V2/R，设灯光上施加的电压为V，灯光的阻抗（为简单比喻起见）设为阻性的电阻R，那么它在电压V下所消耗的功率为P，若适当降低电压到V1值，则这时消耗的功率P1将随电压的平方关系下降。而P1小于原有电压V时所消耗的功率P，其有功节电率可表示为： ε%=（1-V12/V2）×100% 只要电压下降的幅度小于额定电压的10%，则对绝大部分电器设备均可无妨碍地使用。 这类节电主机的最大特点是不产生谐波，无谐波干扰，对各种灯光均适用，只是不同的灯光，其节电效果略有差异，但对延长灯具寿命和减少维护工作量上更具有重要意义。 这种利用电磁调压的节电主机，附有智能控制电路，以保证用电设备在任何供电情况及设备出现异常状态下的自动处理能力，如：延时起动、突然欠压、、缺相和空载自动旁通、大电流分断保护能力等，特别是针对路灯照明的特点，进行分时断控制调压，如前半夜人流车流多的需要，调压幅度按设定的小幅度进行调整，以保证较高的亮度要求，后半夜人流车流量稀少，对光照度的要求不高，这时调压的幅度可按需要进行较大范围的调整，同时又能使灯具维持必要的亮度。于此同时，由于节电主机采取了对灯光负载的实时检测，即当检测到负载达到额定负载的15%时，节电主机自动投入到节电运行状态；当检测到的灯光负载不到额定电流的15%时，节电主机自动退出节电状态，以确保节电主机本身不消耗或尽可能不消耗电能，特别是白天路灯未开启时，节电主机处于旁通工作状态（既使节电主机接在路灯控制开关前面的情况下），这样既可以控制主机电磁调压器的温升（白天变压器不工作，无温升），延长主机使用寿命，又可节约电能。以此，保证设备高效率运行，达到更佳节电的目的。 本系统的设计是采用特殊的电磁调节加上先进的控制与保护装置，实现智能地优化供电，使原有灯光电路的电压与电流在启动和完成预热后，由电子控制方式在满足照度的前提下自动降压，调压运行，除达到节电目的外，更有效地延长灯具的使用寿命。根据灯具的性能和电气特性，我们知道，气体放电灯的工作电压：高压汞灯的工作电压允许偏差最大值为±15.7%；高压钠灯的工作电压允许偏差最大值为±20%，如果将灯具两端的电压提升10%，灯具的寿命将减少一半，反之，如果将灯具两端的电压降低10%，则灯具的电气寿命将有3-4倍的延长。所以，结合道路设计流明值（相对于标准值）具有绝对富余量的设计特点以及有超标准电压（额定电压单相220V）工作、以及灯具起动电压的下限值的特点，采用用户级调压手段实现节电后，对灯具的使用寿命将大大延长，同时也减少灯具维护成本和人工维护工作量。 2.4本系统节电主机的主要性能和技术指标 ① 性能特点 ● 可靠性好，电磁主机采用优质进口材料，高效低耗 ● 降低线路损耗，提高功率因素，促进三相供电线路的平衡 ● 优化灯具的电网供电电压，消除灯具过剩功率消耗 ● 较高的节电率（节电率10％－25％） ● 延长灯具使用寿命，减少维修成本和工作量 ● 不产生谐波干扰，增加用户供电容量 ● 具有状态数字显示，延时起动、欠压自动旁通，电网电压恢复后自动进入节电状态、过流保护、故障自动旁通等多项功能 ● 分时段换档控制节电，空载旁通，加载节电，本机功耗小 ● 安装便捷，安装后无需人工值守 ● 适用范围广泛，可适用于各种不同类型的灯光负载 ● 良好的性价比，投资少，回收期短，用户安装后可长期受益
② 主要技术指标
| 项 目 | | | | 三相：380VAC±10% （三相四线） 单相：220VAC±10% | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
③系统容量的评估方案 根据现行路灯布线和灯具的分布，在路灯配电变压器的后端接入节电主机，节电主机的容量以灯具总功率最大值评估并实测各相电流，从而确定节电系统的容量。 随着城市建设的发展，城市照明建设越来越注重于城市的形象，道路照明和景观照明的需求和数量不断增加，今后城市照明管理部门除了管理城市道路的照明外，还将参与城市景观灯的管理。因此各级政府和市民对城市的建设、道路照明和景观照明提出了更高的要求，希望实现城市照明管理的现代化，使城市管理水平达到国内领先水平。 城市路灯的耗电量是非常惊人的，巨大的电能消耗不仅增加了当地的财政负担，同时由于发电而消耗的煤、石油的能源，对环境造成污染，同时由于照明带来的光污染导致生态不平衡等诸多问题。因此中央发出了建设“节约型社会”的号召，建设部也在2005年8月下发了“关于进一步加强城市照明节电工作的通知”（建城[2005]234号）。 绝大多数城市现在多采用分散时控方式对路灯进行控制，也就是在路灯配电箱中安装定时器，按预定的时间自行开、关灯，有些景观灯通常是采用人工手动控制的方法。这种控制方法不能及时根据需要调整开关灯时间，也无法及时反应照明设施的运行情况，故障率高，维修困难。随着城市的不断发展，控制范围也越来越大，现行的方案无法及时反应照明设施的运行情况，使得维修工作十分被动。 建设城市路灯监控管理系统，目的是利用现代化计算机技术、通讯技术对日益快速发展的城市路灯实现自动化监控和智能化的科学管理，做到集中管理，智能控制。部门内部及时掌握系统运行状况，代替传统的人工巡检，提高工作效率。合理利用电能资源，杜绝浪费。具有对路灯实现遥测、遥控、遥信、GPS校时和路灯地理信息功能、故障分析报警等功能。除具备上述功能外，还应具备设施被盗报警功能。建立路灯系统的长效管理机制，进一步提高道路照明质量，提高服务质量，从而提高系统的整体社会效益、管理效益、经济效益和环保效益。 完成路灯集中控制系统预定的功能要求，同时建立中心控制室（包括路灯集中控制系统中心设备、投影显示系统、基础网络及电源等设备）。在对路灯照明进行整体自动化控制管理的同时，中控室的建设要为将来纳入其它市政管理子系统打好基础，既保证目前项目的需求，又兼顾考虑长远的发展目标。充分考虑各项关键指标，建成目前国内先进、功能齐全，同时又具有高度的可靠性、经济实用性的项目，处于国内领先水平。
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