城市道路照明的供電技術(shù)要求與供電方式

林連江

（七臺河市市政設(shè)施管理處，黑龍江 七臺河154600）

在通常條件下，10km左右的道路照明，應(yīng)采用集中供電方式，在道路中間設(shè)置一個小型路燈開關(guān)站，以10kv雙電源進(jìn)線供電，分四路出線，兩路環(huán)網(wǎng)供照明，兩路環(huán)網(wǎng)供景觀、廣告、綠化用電，而景觀、廣告、綠化照明一般為低壓側(cè)計費(fèi)，考慮到負(fù)載率和功率因數(shù)，10km的道路大約需要1500～2000kVA的供電量。

10kV路燈開關(guān)站出線可以選用SF6壓氣式負(fù)荷開關(guān)加熔絲保護(hù)，10k V環(huán)網(wǎng)可選用YJV22-3×25mm2或YJV22-3×35mm2交聯(lián)電力電纜，具有防水性能，能承受動、熱穩(wěn)定的要求。10kV出線電纜處可以設(shè)置電纜分支箱，可為一進(jìn)二出結(jié)構(gòu)，便于事故處理時調(diào)度操作，縮小停電范圍。

中間有綠化帶的四車道道路，一般每隔30m左右的距離裝置一盞250W或400W的高壓鈉燈，假如高架有地面道路時，則需要上下照明，估計每1 k m的道路約需30kW的電源。景觀照明和廣告事業(yè)發(fā)展迅速，城市道路兩旁的廣告牌林立，其用電量要比照明用電多，加上景觀照明用電，估計每1km的照明負(fù)荷可能在50kW左右。

1 照明供電要求

1.1 道路照明設(shè)置專用變壓器供電

城市道路照明宜采用路燈專用變壓器供電。對城中重要道路、交通樞紐及人流集中的廣場等區(qū)段的照明應(yīng)采用雙電源供電。每個電源均應(yīng)能承受100%的負(fù)荷。正常運(yùn)行情況下，照明燈具端電壓應(yīng)維持在額定電壓的90%～105%。為保證光源在正常電壓條件下工作，確保光源的使用壽命及效率，照明供電線路的負(fù)載端及變壓器的配置是很重要的，合理的均衡配置，可以有效避免負(fù)載失衡帶來的電壓波動，可以有效抑制諧波，可以避免線路末端電壓符合要求而始端電壓超限的情況發(fā)生，延長路燈使用壽命，減少能耗和維護(hù)費(fèi)用。

路燈供電網(wǎng)絡(luò)。在道路照明中，路燈供電網(wǎng)絡(luò)既要符合城市道路規(guī)劃的要求，也可參照城市電力規(guī)劃規(guī)范的要求，正確選擇電氣元件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以在一定程度上減少電壓偏差。

照明供配電系統(tǒng)的設(shè)計。一是配電變壓器的負(fù)荷率要小于7 0%。宜采用地下電纜線路供電，在采用架空線路時，要采用架空絕緣配電線路，要采取補(bǔ)償無功功率措施，宜使三相負(fù)荷平衡。二是配電系統(tǒng)中性線的截面不應(yīng)小于粗線的導(dǎo)線截面，且應(yīng)滿足不平衡電流及諧波電流的要求。三是道路照明配電回路要設(shè)保護(hù)裝置，每個燈具要設(shè)有單獨(dú)保護(hù)裝置。四是高桿燈或其他安裝在高聳構(gòu)筑物上的照明裝置要配置避雷裝置，并符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057的規(guī)定。五是道路照明供電線路的人孔井蓋及手孔井蓋、照明燈桿的檢修門及路燈戶外配電箱，均應(yīng)設(shè)置需使用專用工具開啟的閉鎖防盜裝置。

1.2 道路照明電路的功率因數(shù)

在城市道路照明供電系統(tǒng)中，負(fù)荷主要是高壓鈉燈等電感性負(fù)載。這些負(fù)荷不僅要從電力系統(tǒng)吸收有功功率，還要從電網(wǎng)中吸收無功功率。在輸送有功功率一定的條件下，無功功率增大，就可能降低供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。所以，功率因數(shù)是衡量照明供電系統(tǒng)電能利用程度。

1.2.1功率因數(shù)對照明供電系統(tǒng)的影響

一是系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使照明供電系統(tǒng)中的配電變壓器、開關(guān)電器、導(dǎo)線電纜等容量增大，增加了照明線路的初投資費(fèi)用。二是無功功率的增大可能造成的總電流增加，使燈具及供電線路的有功功率損耗相應(yīng)增大，并使供電系統(tǒng)中的電壓損失增加，調(diào)壓困難。城市道路照明采用的電光源主要是高壓鈉燈之類的高壓氣體放電光源，其功率因數(shù)低，通常在0.4～0.5，要進(jìn)行人工補(bǔ)償。

1.2.2功率因數(shù)的人工補(bǔ)償

按《全國供用電規(guī)則》的規(guī)定，要求工業(yè)用戶的功率因數(shù)在0.9 0以上。照明線路的自然功率因數(shù)不能滿足此要求，一定要對功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償。補(bǔ)償容量由下式確定：

式中tta φ1——補(bǔ)償前自然功率因數(shù)角.0.?。簩?yīng)的正切值；

tanφ2——補(bǔ)償后功率因數(shù)角c o s φ2對應(yīng)的正切值；

α——考慮到提高功率因數(shù)可能使補(bǔ)償容量能夠減少的系數(shù)，取 0.8～0.9；

Pc——照明電路的計算有功負(fù)荷，kw；

QB——補(bǔ)償容量，kva。

目前國內(nèi)外廣泛采用的補(bǔ)償裝置是靜電電容器。我國生產(chǎn)的BW系列電容器，額定電壓0.5kV的單臺容量可做到4kvar/臺。電容器單位無功功率消耗的有功功率較小，約為0.003～0.004kW/kvar，安裝拆卸方便。

2 照明供電方式

2.1 城市道路照明變電所

現(xiàn)階段我國城市道路照明變電所建設(shè)一般滿足以下要求：小容量、密布點；主接線簡單、供電安全可靠；布置緊湊，占地面積少；設(shè)備選擇以提高供電可靠性、運(yùn)行水平和自動化水平為條件；與調(diào)度自動化相結(jié)合，并考慮到無人值班。

城市要求整潔美觀，不影響綠化，供電安全可靠，所以將高、低壓進(jìn)出線與變壓器均裝置在地下，變壓器可放入地坑內(nèi)，沿海沿江城市地下水位較高，不時有進(jìn)潮水、進(jìn)雨水的可能，對路燈變壓器要求全密封、不進(jìn)水，在一段時間內(nèi)可全部浸沒在水中運(yùn)行，對外殼防腐蝕性能要求也高。

2.2 城市道路照明供電網(wǎng)絡(luò)

道路照明接線一般采用樹干式，考慮到道路照明負(fù)荷是分道路兩側(cè)布置，從單相變壓器二次側(cè)分別引出一根粗線和一根中性線至道路兩側(cè)，再與路燈相連接，道路兩側(cè)的線路稱為配電線路。采用單相變壓器供電，還有利于配電線路的架設(shè)。