单相变压器供电的高压钠灯降压调光节电分析

     高压钠灯是一种高强度气体放电灯， 利用10⁴  Pa 高气压的钠蒸气放电发光。高压钠灯是目前世界上在道路照明中应用得最广泛、光效最高的照明光源之一，也是我国绿色照明工程倡导首选应用的节能型照明产品。

　　1 高压钠灯降压节电应用

　　近年来，我国城市道路照明与城市照明进一步融合，扩大了城市道路照明的市场规模。道路照明市场将在未来几年间发展为城市照明市场。包括城市夜景照明、公共照明、商业照明、道路照明。不少新建或改建的城市道路照明亮( 照) 度几倍甚至上十倍的高于国际照明委员会CIE 和我国建设部的推荐值。有关资料显示，一批大中城市的一些道路平均照明度达45 lx ( 亮度在3 Cd /m2 ) 以上，有的道路平均照度甚至达到140 lx。

　　路灯供电线路设计时，为了避免送电过程中的线路损耗，及用电高峰时末端电压过低而造成路灯不能点亮，路灯变压器确定输出电压一般高于额定值的5% 以上，随着电网电压的波动，路灯供电电压时高时低，特别是午夜用电低谷时，电网电压会更高，路灯变压器输出电压会超出正常电压的15%以上，高达240V。例如，宁波市3 万余盏路灯的电源几乎都是从公用变压器接出的。为了确保用电高峰时的电压，公用变压器的输出电压都调的较高，以致到下半夜用电低谷时，电网电压升高，有的高达240V 以上。广州路灯的85% 是由公用变压器供电，广州市东区供电局2003 年9 月实测，路灯1 ～4 时电压高达243V。城市路灯下半夜电压普遍超过230V，这样将增加高达22% 的耗电量。

　　根据高压钠灯熄弧电压试验和国标GB /T13259—2005 附录F: 高压钠灯熄灭电压值的测量方法的试验，高压钠灯正常点燃之后，将灯具电压突然降至190V，甚至180V，高压钠灯都不会熄灭。因此，高压钠灯可以实施降压供电。

　　2 高压钠灯降压调光试验

　　2003 年6 月20 日，南京专业生产高压钠灯的772 厂对250W 高压钠灯，在直径为2 米的光球内，按国家标准测定了不同电压下的光电参数，结果如表1 所示。

　　从表1 可以看出，在使用高压钠灯等气体放电灯的道路照明系统中，在深夜节电运行时段，考虑末端电压降低的前提下，将供电电压降低在10% 以内运行是最隹的选择。供电电压200V 时， 灯电流降低6. 3% ; 同时延长了光源使用寿命， 降低了维修成本。200V 电压供电时，高压钠灯的光通量降低25% ，光效降低5% ，但深夜道路照明质量( 均匀度) 不受影响，没有谐波等不良效果。

　　3 高压钠灯降压节电试验

　　高压钠灯节降压节电装置2009 年3 月11 日送湖南省计量检测院测试: 电光源为飞利浦亚明照明有限公司生产的NG70 高压钠灯，镇流器规格型号:

　　BSN70L300I; SON: 70W; Imaiains; 0. 98A; cosφ0. 4生产厂家: PHILIPS。触发器规格型号: CD-2a，生产厂家: 上海亚明灯泡厂有限公司。测量仪表为长沙湘星仪表厂生产的电压表42L6-V，0 ～ 250V，精度10V; 电流表42L-6A，0 ～ 2A，精度0. 1A; 电流检测值如表2 中的示值，电压检测值如表3 中的示值。

　　2009 年3 月11 日湖南省计量检测院使用0. 02 级、编号0305069、证书号DLdr2008-9039 的三相电能表检定装置; 电流检测值如表2 中的实际值，电压检测值如表3 中的实际值。( 湖南省计量检测院测试证书编号: EB 字第2009-0049 号).

　　从表2 表3 可知，供电电压220V 时，高压钠灯电流为1. 04A，而供电电压降至200V 时，高压钠灯电流为0. 95A，不考虑降压前后高压钠灯电阻微小的变化，降压后节电16. 6%。

　　2009 年12 月1 日，湖南省计量检测院对试验装置中的70W 高压钠灯节电进行专门检测。测试证书编号: EQ 字第2009-0756 号。测试使用的主要计量标准器: 三相现场多功能校验仪编号09149、证书号EB 字2009-0024、技术特征0. 1 级。测试时间1 小时。测试结果如表4 所示。

表4 高压钠灯电能检测

　　结论为: 70W 高压钠灯200V 供电比220V 供电节电16%。

　　4 单相变压器供电的高压钠灯照明节电新系统

　　单相V /V0 -V /V 变压器路灯照明节电系统不需要增加自耦变压器、补偿变压器或电抗器等设施，入夜时变压器作V /V0接线; 在下半夜通过光-电子控制器自动断开变压器二次侧的中性线， 变成V /V 接线; 使灯具的电压从相电压自动变换到线电压的一半。由于下半夜变压器二次侧的线电压为400V，这样就实现了灯具供电电压从220V 降为200V。

　　城市道路照明目前广泛应用的高压钠灯，改由单相变压器供电， 组成V /V0—V /V 单相变压器—高压钠灯节电照明系统，可以收到单相变压器节电、下半夜路灯自动降压节电的双重节电效果。