1 路灯照明的现状和存在的问题

路灯建设代表着城市亮化、美化工程，代表着城市的形象，关系着市民的出行安全，关系到社会治安和社会稳定，代表着一个城市的现代化水平。但是由于路灯设计上存在的问题使得遍布城镇大街小巷的路灯浪费着大量的电能。造成电能浪费的原因主要源于如下问题。

为保证路灯能在用电高峰期正常工作，路灯变压器的输出要调高一些，一般额定输出均为230 V以上。但一般的路灯变压器都不能进行实时的有载调压，在用电低谷时供电电压大大超过照明设备的额定电压，使其超功率运行，使路灯增大了负载功率，浪费了电能，同时大大降低照明设备的寿命。

由于我国普遍使用的路灯照明灯具以高压汞灯和高压钠灯等气体放电灯为主，其功率因数多在0.45以下，需要对其进行功率因数补偿。但实际使用当中，绝大多数未采取补偿措施，或者采取集中补偿，但并未提高路灯变压器的使用效率。如在仅需要50 kVA电源变压器的场所，必须设计成100 kVA 的电源变压器，其电器配件同时与之配套。该问题的存在不仅造成电能的浪费，同时也造成设备投资的增加。

为了节约电能，有的采取了半夜灯、部分照明等方法，但该方法违反了国家有关部门对路灯照明“亮灯率”的原则要求与规定，同时这种用降低“亮灯率”达到省电目的方法将带来严重的社会问题。

2 “绿色照明节电方案”的提出

在保证原有亮灯率和灯光照度的前提条件下，即能达到节约电能、提高照明设备的使用寿命、降低设备投资的设计方案，我们称之为“亮着省电”的“绿色照明节电方案”。

“绿色照明节电方案”的技术核心是：降压-稳压-分散补偿降流-调光技术。

保定北方调度模拟系统有限公司和保定市路灯管理处根据该方案合作开发出了JN型照明节电器。

3 “绿色照明节电方案”系统解决方案

其工作原理：灯具常压启动后，根据电网高峰、平峰和低谷的状况、实时季候状态、实时时间和符合状况等条件作为调光的依据，并辅以分散补偿技术，使得电源电压处于合理状态，在保证灯光的正常亮度和亮灯率的前提条件下节约电能。

计算机将电量参数（如电压，电流等）进行采集、计算并发出控制命令来自动完成调光。当电网出现异常时计算机可自动实现旁路功能。

3.1节电率

路灯从开启时间t1 到熄灭时间t3 的整个工作过程中可分为启动时段t1 到t2 和若干个节能时段。每个节能时段的节能效率各不相同，节电率m 为

式中 U1——为调整前、后的电压值；

U2——为调整后的电压值。

通过计算机实施跟踪调整，调整后的电压值基本上稳定在190 V 至210 V之间，处于所有灯具正常的额定供电电压范围之内，最大节电率可达44%，但不影响灯具的正常工作。

3.2 对电网的影响

该方案采用的是非相控调压技术，并且在调光过程中采用过渡装置。不仅无谐波污染，还避免了调压过程对电网的冲击。

3.3 功率因数补偿方法

该方案摒弃了传统的集中式功率因数补偿方法，采用分散式、动态单灯电容补偿的方法，不会出现欠补和过补的现象。

该方案的接线方法如图2所示，节电器的组成结构如图3所示，单灯补偿的接线如图4所示。

4 系统应用

我们在某单相100 kVA路灯变压器旁加装了一台JN型照明节电器，通过长时间的使用和监测，现将节电器使用前后的数据列于表1。

由于路灯开启和熄灭是随着日落和日出的时间变化的，为了数据的可靠性，我们用2003年7月份和2004年 7月份整月数据的平均值来计算的。由于我们只设计了两个节电时段，因此还有提高节电率的空间。

此外，由于功率因数的提高，可以使路灯变压器的负荷能力提高一倍以上。

5 结束语

实践证明，采用降压—稳压—分散补偿降流—调光技术设计生产的JN 型照明节电器，可以使路灯在保持原有灯光照度和亮灯率的前提下节约30%以上的电能。

此外，由于提高了功率因数、改善了照明设备的工作条件，可以使灯具的使用寿命延长3~5倍，减少了50%的路灯变压器数量。

在节电的同时还能节约设备投资，降低设备维修费用。