照明系统供电系统电压偏高的危害及其对策-路灯节能照明节能路灯

照明系统供电电压高的危害及其对策秦国大大超过陈忠军摘要本文深入分析了照明系统供电电压高低对灯和其他电气设备的各种不利影响，提出了一些解决方案。 其中，重点论述了在照明系统干线上设置新型降压电抗器，实现灯寿命延长和电力节约的技术改造方案。关健词电压高的危害对策降压电抗器4随着我国电力工业的快速发展，特别是电网发电总电力的增加和城市照明供电网络质量的改善，多年来很多电力部门供电电压低的情况得到了有效改善，与此相伴，部分地区产生了供电电压高的现象。 另外，在供电运输中，为了避免输电中供电线路的损失，可以以高电压输电，确保电气设备达到额定电压。 因此，用户的实际耐电压高于照明器具和设备的额定电压。 特别是在电负载中存在动力设备的情况下，电源变压器的输出电压大多超过额定值的10%左右。 由于供电系统在供电高峰期的用电量大，末端用户的电压低，为了保证供电高峰期的电力系统正常工作，变压器的输出电压设计值高于电气设备的额定值。 以我院供电线路为例，特别是电气照明系统，经技术人员现场测试，夜间最高电压达到246V，平均电压为238V，超过行业部门照明电压不得超过额定电压(220V )的5%的基本要求。 照明电压的高低对电气设备的正常工作有很多不良影响，其主要表现形式如下。一、高工作电压直接影响灯和其他电气设备的寿命。 图1表示的是一般灯泡的工作特性曲线，一般灯泡的工作电压上升5%时，寿命缩短一半。 相反，如果电压下降到额定值的95%，平均寿命将加倍。 我院部分照明系统电压较高的教室、图书馆荧光灯和镇流器的损坏率明显高于电压正常的照明线。 高工作电压对产品质量差的电子镇流器节能灯寿命的影响更显着。图2高工作电压对荧光灯寿命的影响如图2所示，从该图可知灯具电压为过电压10%时灯具寿命降低一半，灯具电压为90%时灯具寿命加倍，与过电压10%相比灯具寿命变为4倍，而且照度值与额定状态相比衰减了7%。 人眼对光的感觉是对数关系，也就是说，光的照度是10倍时人会感觉到亮度是2倍，所以光的照度减少7%时人眼很难察觉到。 因此，灯电压额定为90%时，对照明品质没有影响。二、高工作电压显着提高灯和镇流器的功耗。 根据图3所示的高压钠灯的动作特性随电源电压而变化的规律，若动作电压上升至额定电压的1.1倍，则光束上升至额定的1.35倍，其消耗功率增加至额定的1.3倍。 像街灯一样，夜间需要降低照度的时候，电网的负荷减少，电网的电压反而上升，这时光输出会浪费很多电力。三、高工作电压同样对电动机、变压器类电气设备的寿命和工作性能产生很多不良影响。 在电机类设备中，由于自身的铁损几乎与工作电压的平方成正比，所以高工作电压会显着上升电机的损耗，电机的发热严重，长时间的工作会直接影响电机的正常寿命，同时电机的运行噪声增加，整体的工作效率降低。四、如果工作电压高，输电线路的线损增加，线路老化加速，如果有高工作电压，无效补偿柜的电力电容器难以接通，交流接触器的吸收线圈发热，运行噪音增加。针对上述情况，我们经过长时间的研究与探索，总结了解决照明电压长期高低的三种基本方法： (1)针对采用专用电力变压器的线路，请供电部门现场调查，适当调整变压器绕组抽头，降低输出电压。 (2)对于白炽灯泡，将灯泡的特定制作即定制的白炽灯泡的额定电压从通常的Ve=220V变更为Ve=230V。 (3)对于无法调整绕组抽头的变压器，采用在照明系统干线上安装降压电抗器的方法来解决。 该方法减压效果明显，通用性强，可靠性高，小型，易于安装，具有推广价值。 本文简要介绍了该降压电抗器。该电抗器采用CD型D42系列的优质铁心，饱和磁通密度高，减小电抗器的体积实现轻量化，减少铁心损耗。 常用规格为：工作电流60A电抗器采用CD2550100的CD型铁心，100A电抗器采用3264160的CD型铁心。 为了降低电抗器的运行噪声，保证电抗器的良好工作特性，设计采用整体铁芯结构，只在一边通过电火花线切割留下适当的气隙，一般60A电抗器铁芯为0.8-1.2mm， 100A电抗器铁芯为了减轻1.5mm-2.0mm电抗器线圈的缠绕和电抗器铜消耗，在紫铜带上缠绕蓝盒纸，一般60A电抗器的紫铜带的厚度为0.3mm，100A电抗器的紫铜带的厚度为0.5mm。 其铁芯结构如图4所示。为了提高电抗器的耐电力，提高电抗器环境的适用性，设计采取了整体卷绕、真空浸渍等措施，一般每个电抗器采用两次真空浸渍，可以将耐电力试验电压提高到3000V，达到1分钟。 电抗器额定电流在150A以下时，设计采用自然空冷，电抗器额定电流超过150A，采用强制空冷，提高电抗器的运行可靠性。 该电抗器的主要技术参数如表1所示型号动作电流范围外形尺寸(mm )长宽比高降压幅度LJ11战斗机10-40A安培40-60A安培15080160 (单相)12-30V60-100A100-150A150-250A300150160 (单相)该电抗器除了有效抑制电压的高低，延长路灯的寿命外，还具有良好的节电效果。 在实际测试中，我们将3台工作电流范围为100A150A的单相电抗器用于我院北园路灯照明和西门夜景照明系统的三相照明干线，测试数据如下在附加电抗器之前路灯干线三相电压Va=238VVb=240VVc=238V安装电抗器后路灯干线三相电压Va=220VVb=222VVc=220V在附加电抗器之前路灯干线三相电流Ia=72AIb=60AIc=93A安装电抗器后路灯干线三相电流Ia=61AIb=51AIc=78A加装电抗器前三相日耗电量655.7千瓦时加装电抗器后三相日耗电量524.6千瓦时由上表可知，设置电抗器后，灯的实际工作电压、电流和消耗功率明显的3个电抗器的平均节电效率达到20%，明显延长了半年内能够回收该电抗器的设备投入成本的灯泡和其他电气设备的寿命，减少了维护费用，维护同时提高了点灯率，改善了校园夜景照明环境。 由于电抗器与电源干线串联连接，因此对抑