單相變壓器供電的高壓鈉燈降壓調(diào)光節(jié)電分析

高壓鈉燈是一種高強度氣體放電燈， 利用10⁴Pa 高氣壓的鈉蒸氣放電發(fā)光。高壓鈉燈是目前世界上在道路照明中應(yīng)用得最廣泛、光效最高的照明光源之一，也是我國綠色照明工程倡導(dǎo)首選應(yīng)用的節(jié)能型照明產(chǎn)品。

1 高壓鈉燈降壓節(jié)電應(yīng)用

近年來，我國城市道路照明與城市照明進一步融合，擴大了城市道路照明的市場規(guī)模。道路照明市場將在未來幾年間發(fā)展為城市照明市場。包括城市夜景照明、公共照明、商業(yè)照明、道路照明。不少新建或改建的城市道路照明亮( 照) 度幾倍甚至上十倍的高于國際照明委員會CIE 和我國建設(shè)部的推薦值。有關(guān)資料顯示，一批大中城市的一些道路平均照明度達45 lx ( 亮度在3 Cd /m2 ) 以上，有的道路平均照度甚至達到140 lx。

路燈供電線路設(shè)計時，為了避免送電過程中的線路損耗，及用電高峰時末端電壓過低而造成路燈不能點亮，路燈變壓器確定輸出電壓一般高于額定值的5% 以上，隨著電網(wǎng)電壓的波動，路燈供電電壓時高時低，特別是午夜用電低谷時，電網(wǎng)電壓會更高，路燈變壓器輸出電壓會超出正常電壓的15%以上，高達240V。例如，寧波市3 萬余盞路燈的電源幾乎都是從公用變壓器接出的。為了確保用電高峰時的電壓，公用變壓器的輸出電壓都調(diào)的較高，以致到下半夜用電低谷時，電網(wǎng)電壓升高，有的高達240V 以上。廣州路燈的85% 是由公用變壓器供電，廣州市東區(qū)供電局2003 年9 月實測，路燈1 ～4 時電壓高達243V。城市路燈下半夜電壓普遍超過230V，這樣將增加高達22% 的耗電量。

根據(jù)高壓鈉燈熄弧電壓試驗和國標GB /T13259—2005 附錄F: 高壓鈉燈熄滅電壓值的測量方法的試驗，高壓鈉燈正常點燃之后，將燈具電壓突然降至190V，甚至180V，高壓鈉燈都不會熄滅。因此，高壓鈉燈可以實施降壓供電。

2 高壓鈉燈降壓調(diào)光試驗

2003 年6 月20 日，南京專業(yè)生產(chǎn)高壓鈉燈的772 廠對250W 高壓鈉燈，在直徑為2 米的光球內(nèi)，按國家標準測定了不同電壓下的光電參數(shù)，結(jié)果如表1 所示。

從表1 可以看出，在使用高壓鈉燈等氣體放電燈的道路照明系統(tǒng)中，在深夜節(jié)電運行時段，考慮末端電壓降低的前提下，將供電電壓降低在10% 以內(nèi)運行是最隹的選擇。供電電壓200V 時， 燈電流降低6. 3% ; 同時延長了光源使用壽命， 降低了維修成本。200V 電壓供電時，高壓鈉燈的光通量降低25% ，光效降低5% ，但深夜道路照明質(zhì)量( 均勻度) 不受影響，沒有諧波等不良效果。

3 高壓鈉燈降壓節(jié)電試驗

高壓鈉燈節(jié)降壓節(jié)電裝置2009 年3 月11 日送湖南省計量檢測院測試: 電光源為飛利浦亞明照明有限公司生產(chǎn)的NG70 高壓鈉燈，鎮(zhèn)流器規(guī)格型號:

BSN70L300I; SON: 70W; Imaiains; 0. 98A; cosφ0. 4生產(chǎn)廠家: PHILIPS。觸發(fā)器規(guī)格型號: CD-2a，生產(chǎn)廠家: 上海亞明燈泡廠有限公司。測量儀表為長沙湘星儀表廠生產(chǎn)的電壓表42L6-V，0 ～ 250V，精度10V; 電流表42L-6A，0 ～ 2A，精度0. 1A; 電流檢測值如表2 中的示值，電壓檢測值如表3 中的示值。

2009 年3 月11 日湖南省計量檢測院使用0. 02 級、編號0305069、證書號DLdr2008-9039 的三相電能表檢定裝置; 電流檢測值如表2 中的實際值，電壓檢測值如表3 中的實際值。( 湖南省計量檢測院測試證書編號: EB 字第2009-0049 號).

從表2 表3 可知，供電電壓220V 時，高壓鈉燈電流為1. 04A，而供電電壓降至200V 時，高壓鈉燈電流為0. 95A，不考慮降壓前后高壓鈉燈電阻微小的變化，降壓后節(jié)電16. 6%。

2009 年12 月1 日，湖南省計量檢測院對試驗裝置中的70W 高壓鈉燈節(jié)電進行專門檢測。測試證書編號: EQ 字第2009-0756 號。測試使用的主要計量標準器: 三相現(xiàn)場多功能校驗儀編號09149、證書號EB 字2009-0024、技術(shù)特征0. 1 級。測試時間1 小時。測試結(jié)果如表4 所示。

表4 高壓鈉燈電能檢測

結(jié)論為: 70W 高壓鈉燈200V 供電比220V 供電節(jié)電16%。

4 單相變壓器供電的高壓鈉燈照明節(jié)電新系統(tǒng)

單相V /V0 -V /V 變壓器路燈照明節(jié)電系統(tǒng)不需要增加自耦變壓器、補償變壓器或電抗器等設(shè)施，入夜時變壓器作V /V0接線; 在下半夜通過光-電子控制器自動斷開變壓器二次側(cè)的中性線， 變成V /V 接線; 使燈具的電壓從相電壓自動變換到線電壓的一半。由于下半夜變壓器二次側(cè)的線電壓為400V，這樣就實現(xiàn)了燈具供電電壓從220V 降為200V。

城市道路照明目前廣泛應(yīng)用的高壓鈉燈，改由單相變壓器供電， 組成V /V0—V /V 單相變壓器—高壓鈉燈節(jié)電照明系統(tǒng)，可以收到單相變壓器節(jié)電、下半夜路燈自動降壓節(jié)電的雙重節(jié)電效果。