城市灯光的节能措施
深圳市灯光环境管理中心郭起宏
根据1999年4月份在南京召开的全国道路照明年会上得到的数字，全国城乡道路照明(不合企业、港口、机场、高速公路、跨省公路等)灯具总数量为300万只，加上港口、公路等场所总计约 400余万只。近年来由于灯光建设力度加大，灯具和光源总数大幅增加，沿海省份增幅约为12％~15％，到2002年，全国路灯和灯光盏总数将超过1200万只。以市场用量最大的250W高压钠灯做计算基础，每只钠灯的年耗电费为：250×1.15(电感镇流器的电耗) ×11.5h÷1000×365天×0.7元／h＝845元。节能率以25％计算，每只灯泡每年可节省电费211.2元，1200万只灯年节电费约25亿元。
一、电费居高不下的原因
首先，道路照明的主要目的是使车辆、行人安全出行，户外灯光的主要目的是美化城市夜景，让市民有一个和谐温馨的休闲氛围。人流、车流在晚上12点后已明显减少，而此时正是用电低谷，电网电压升高，灯泡比上半夜更亮，因此，此时段的灯光利用率相当低，如不采取措施随时调整照度，将浪费相当多的电。
其次，道路照明直接接用市电电网，据测试，各供电点变压器的输出电压远大干额定电压220V，有的高达250V以上，使输出功率大大增加。
再次，由于灯具、光源等选用不恰当，消耗同样多的电能所产生的光效明显降低，电缆的材质和大小直接影响供电线路的损耗大小。另外，目前使用的主要是电感式镇流器，由于没有足够重视无功补偿，无功功率明显增多。
二、节能措施
一、在确保功能和效果的前提下，合理调整亮灯数量和时间。道路照明应全面推广半夜灯，主次干道实行双回路供电，分全夜灯回路和半夜灯回路，无条件提供专门半夜灯回路的可采用单相半夜供电，但应使整个变保待三相平衡；支路、工业区和生活区路、路幅较窄的街道采用半夜单边变灯方式。城市灯光一般只在市民户外活动较多的时段开启。
二、选用发光效率高的光源。光源节能主要取决于它的发光效率，但光源的选用不能单纯从光效出发，而应根据显色指数、使用寿命、启动特性等综合考虑，合理运用。选择光源的原则：尽量减少白炽灯的使用量；推广使用细管径荧光灯和紧凑型荧光灯；逐步减少高压汞灯的使用量，
特别是不应随意使用自镇流高压汞灯；积极推广高压钠灯、金属卤化物灯。
三、选用优质高效的灯具。灯具性能对节能至关重要，主要是灯具效率和配光的作用。灯具效率是在规定条件下照明灯具发射的光通ФL与灯具内的全部光源在灯具外点燃时发射的总光通ФS之比，用“η”表示，即η＝ФL／ФS。一般来说，η同灯罩材料的反射比与透射比成正比，敞开式灯具的效率取决于灯具开口面积S0与反射面积S比值及反射罩的形状。为了尽量减少灯光在好具内的损失，S0／S愈大愈好。反射罩的形状主要造成灯光在灯罩内多次反射。因此，选择灯具应考虑以下几个方面：应有较高的利用系数；合理选择灯的配光；优先选用块板式灯具；尽量选择不带附件的灯具；尽量选用具有高保持率的灯具。
四、对所有变压器输出电压进行检测、调档，使输出电压为额定值。若无法调低，可采用省电机进行降压节能。经测试，省电机的省电率在11％~23％之间。
五、对电路进行无功补偿，可采用单灯补偿和集中补偿两种方式。单灯补偿就是在每盏灯上并联一个电容量适当的电容器进行补偿，既减少照明电路的无功功率，也能降低低压照明线路上的电能损耗和电压损耗。同时，因为线路电流降低，可选用较小截面的导线。单灯补偿的经验值：250、400W高压钠灯补偿电容器电容值分别为30、50UF。集中补偿是将电容集中装在配电装置中，其优点是安装简单，运行可靠，利用率高，缺点是不能减少低压线路上的电压损耗和电能损耗，只能对电网起无功补偿作用；另外，必须加装放电设备。
六、推广使用电子镇流器。电子镇流器是交流—直流—交流变换器，将50HZ交流电经整流滤波后变为稳定直流，再将直流变换成高频电流作为灯电流。由于气体放电灯具有负伏安特性，而在高频状态下变为正伏安特性，使灯泡能正常启动。与电感式镇流器比较，具有如下优点：电感式镇流器自身能耗为灯泡的10％—15％，电子镇流器本身能耗极低，并且有恒功率输出的特点。
七、保证变压器三相用电基本平衡。假如三相电流不平衡将增大线路损耗。假定三相平衡时每相电流为I，导线电阻为R，则线损为W1＝312R；若三相电流不平衡，分别为I、1.5I、0.5I、则W2＝12R十(1.5I)2R十(0.5I)2R＝3.512R，显然线损增加。
八、减少供电线路上的损耗。按公式S＝I／ln [式中S为电缆截面积(mm2)，I为路灯负荷电流(A)，In为经济电流密度(A／mm2)]选择电缆截面，使电阻为合理值，从而减小线损。
九、选用高科技节能产品，如省电机、可调压的电子镇流器、微电脑路灯节电仪、单灯电源控制器等。
三、节能产品简介
我国目前市场已有的节能产品比较多，大致分为4类：省电机、电子镇流器、微电脑路灯节电仪、无功补偿器。下面分别介绍如下：
省电机采用日本电磁平衡技术，其内部结构是由一个串联电抗器和一个并联自耦固定式调压变压器连在一起并固定在一个三柱子式铁芯上，同时，装置内部附有流水作业减电力网传达室送来的高次谐波分量(主要是
3、
5、7次的阻波或陷波回路)。由于励磁线圈所产生的磁通是由各相励磁线圈所产生的磁通交汇在同一个三柱铁芯上，使得三相铁芯柱上的磁势得到平衡在数量上大致相等，因而输出端的电压也得到了平衡数量上也大致相等，且稳定在所设定的工作点电压上。该类产品主要是用来降低输出电压到220V，节省因电压过高而造成的电力损耗。除省电外，有利于减小电网噪声，延长用电器和灯泡寿命，对功率因数也有改善，此类产品最大的优点是寿命较长，安装方便且稳定可靠，经测试省电率在11.3％—23.3％之间。
电子镇流器用来替代电感式镇流器，可以明显地减小工作电流。例如，250W钠灯电感铁芯镇流器工作电流为2．5A，而250W钠灯电子镇流器工作电流为1.3A左右，大大节省了电能，且电子镇流器启动性能好，功率因数高。但该产品至今未得到普及的原因主要是自身温升使电子元器件性能不稳定，且寿命不长。各厂家正在不断改进中。
微电脑路灯节电仪主要是利用单片机对路灯按不同时间段控制其输出电压，从而达到省电的目的。其主要优点是省电率高，可达30％以上，可编程控制、软启动软过渡保证光源不受冷启动大电流冲击，延长灯泡寿命。
无功补偿器分单灯和集中两类，主要是用电容（组）加于感性负载中，用以使其功率因数接近于1而达到省电的目的。
