浅谈长沙市城区路灯节能技术改造.doc

浅谈长沙城市照明节能改造项目在节能减排中的重大作用湖南省电力公司长沙路灯管理所 唐光明 毛盈旎 李涛摘要：2011年，长沙市政府决定投资2870万元实施长沙市城市照明节能改造项目。项目包括对长沙市的城市照明监控系统进行技术升级并对部分道路照明设施进行节能改造两大部分。本文根据节能改造方案，结合长沙市道路照明的实际情况，分别从灯具、节能装置、防盗设备、监控管理四个方面，阐述长沙市城区路灯节能防盗及技术升级。关键词：长沙 城市照明 节能 改造0 引言城市照明是城市基础设施的一个重要组成部分，不仅为亮化城市、美化环境发挥积极作用，还为交通安全、社会治安提供了有力保障，同时在提升城市档次、提高城市形象、改善城市环境发挥了极其重要的作用，但是城市照明也给财政的经费带来很大的负担。近几年来，长沙市道路照明发展迅速。2005年仅有路灯3.69万盏，目前已经达到7.263万盏，装灯功率达到2.24万千瓦，一年的耗电量约为9647.54万度，且每年以几万度递增。这个庞大数字后面有相当大的节能潜力。面对能源与环境危机，全国都在努力实施“节能减排”工程。抓好城市照明用电的节约，成了节能工作不可忽视的一个环节。长沙市城区城市照明节能技术改造的实施为我市城市照明建设和管理筑起一个新的平台，在很大程度上将为我市的城市照明管理工作发挥着重大作用，具有深远的社会效应和经济意义。1 节能改造内容 从全市 台路灯专变中选取214台具备改造条件的路灯专变作为改造单位，从以下四个方面进行节能技术改造：1.1 采用高光效电光源与高光效灯具改造城区2000套低光效灯具，既可节约电能又可减少维护费用。1.2采用无触点稳压节电装置实现节能改造，可按需调节路灯专变输出负荷，在保证正常照明的同时，降低路灯灯具的无效损耗，延长灯具寿命。1.3采用先进的电缆防盗报警系统，对214台路灯专变所属供电电缆进行防盗监测，减少路灯电缆被盗损失。1.4全面升级、扩展长沙市城市照明监控中心功能。实现信息管理、生产管理、巡视管理、调度指挥、监控预警等管理平台。2 节能改造技术方案2.1采用高效节能的照明装置2.1.1 光源：用高光效高压钠灯及配套高光效灯具取代低光效的高压汞灯、高压钠灯。如将原有22000lm的400w高压汞灯和48000lm的400w高压钠灯更换成54000lm的400w高光效高压钠灯，光通量分别提高18%、13%，节能效果显而易见。2.1.2 灯具：用防护等级为ip66半截光型高光效照明灯具取代原有陈旧的、低效的灯具。ip66半截光型高光效照明灯具具有以下特点： 1）结构简洁，外形优美，抗冲击强度高。2）采用后开启式、模块式电气板设计。3）灯具表面磷化处理，抗紫外线塑粉静电喷塑表面处理工艺。4）灯具配置活性碳呼吸器，设置防坠落装置，最大使用光源：400w。5）灯罩采用5mm弧形钢化玻璃制成（分浅弧形和深弧形两种），透光性好，耐高温。6）反射器采用高纯度铝板，反射效率高，提供最优的光分布。7）弹性不锈钢扣攀脱卸，上掀盖平台操作，便于维修。2.2 安装无触点稳压节电装置长沙路灯管理维修项目费用成本主要是电费和维修费。我市电网供出的电压随用电负荷的不同而波动，大部分电压在12点前较稳定，约为220v230v，而在12点后电压参数普遍升高了5%8%，电压参数的偏高，增大了电能损耗，也增大了用电量，从而增加了成本。无触点稳压节电装置是根据电网电压的波动情况、照明负载的性质，对灯具实行智能稳压供电，随时给灯具提供一个既稳定、又能节电，还不会影响照明效果的供电电压。并可根据当地照明需要，自行设置输出的节电电压，对照明负载的运行时间和供电方式进行编程，最大限度地降低照明灯具的电耗。其在路灯专变主回路中的一次接线图如图1：路灯节电装置路灯专变总开关监控终端支路开关rs485图1 节电装置一次接线图采用无触点稳压节电装置后，仅智能稳压所实现的节电效果一般可达20以上。由于降低了照明灯具的工作温度，有效地抑制了谐波和瞬间浪涌，因而能延长照明灯具的使用寿命，大幅度降低了维护成本。且无闪烁和闪断现象，保证了照明系统稳定运行。表一：韶山路井圭路箱变投入节电装置后节能效果对比设备状况参数a相b相c相投入节能装置前电压(v)238.43239.50236.55电流(a)87.6877.1385.01功率(w)18.5813.0215.44功率因数0.890.700.69投入节能装置后电压(v)206208205电流(a)806968功率(w)14.667211.309412.80906功率因数0.890.930.92节能率(%)25.3524.5723.422.3 电缆防盗报警系统2.3.1 长沙市路灯电缆防盗的现状在路灯系统的运行中，电缆遭犯罪分子偷盗一直是一个严重的问题。盗线行为的发生直接影响到路灯照明系统的正常运行，影响车辆及行人的安全通行，给国家财产造成损失，并产生极大的安全隐患。随着长沙城市道路建设的加速发展，长沙路灯管理所的维护范围越来越大，路灯电缆防盗工作的形式也越来越严峻。目前长沙市路灯管理所采用的防盗措施有：1） 监控系统软件监测电流。2） 巡防人员定时巡防路灯设施。3） 检修井内置防盗盖板。4） 采用暗井锁死电缆防盗。这几种措施都存在一定的缺陷：1）监测电流无法区分开关类故障、互感器故障、采样设备故障和线路断路故障。并且在白天不通电时不能使用。2）巡防人员有限无法每时每刻守护每条道路。并且要使用大量的人力资源，不利于提高经济效益。3）内置防盗盖板可用机械切割设备轻易切开，无法根本上封死检修井并且给路灯线路检修造成难度。4）暗井锁死电缆后仍可从明井处开断电缆分档偷盗。2.2.3 电缆防盗检测报警装置的特点。在本次节能防盗技术改造中，长沙市路灯管理所采用中国电子科技集团公司第五十研究所的wj3090型线路检测系统。我们将设备的检测范围设在路灯线路的出线保险的下桩头及该段线路的末端。这样就能屏蔽掉非线路类故障并且能做到24小时监控线路。配合巡防守护人员和公安机关可以做到及时有效地遏制盗窃行为的发生。2.3.3 wj3090型线路检测系统的工作原理当路灯线路无电时：由于电缆负载为高压钠灯，在电压低于50v时电缆相线与零线间相当于开路状态。主机在检测的相线与零线间加一直流电压，发送单元在电缆末端在相线与零线之间接一个固定负载，主机通过检测发送单元负载是否存在来判断路灯电缆是否意外断开或被盗，及时通过监控终端报给监控人员，便于维护人员及时到现场进行处理。当路灯线路有电时：发送单元在检测的相线上发送一定序列的脉冲信号，主机通过检测相线上脉冲信号是否存在，并结合电缆电压、电流、有功、无功等数据大小组合判断线路电缆是否意外断开或被盗，及时通过监控终端报给监控人员，便于维护人员到现场进行处理。其结构原理图如下：wj3090线路检测主机路灯专变总开关gprs-dtu支路开关rs485线路检测终端线路检测终端线路检测终端线路检测终端图:2 防盗系统结构原理图2.4 监控管理系统的升级改造目前长沙路灯管理所的路灯监控系统和生产调度管理并没有有机地结合在一起，不利于提高工作效率。为实现路灯运行管理的自动化、智能化、系统化，提升综合管理水平和效率，将要对监控系统进行全面升级改造，使其实现如下功能：设备信息管理：利用以配变为中心的电源连接模型形成照明控制模型，实现路灯与夜景照明等设备基础资料、设备运行维护记录、故障报修处理等设备信息管理。生产流程管理：实现维护维修、监查巡视、道路维护维修等工作流程化管理，根据每个流程化模型跟踪管理日常工作。巡视管理：通过配备巡视人员gps功能pda或具有gps功能手机。系统不仅能够随时跟踪巡视，同时巡视人员发现故障及时通过pda或手机发送巡查数据给系统，快速调度相应维护维修人员和必要的维护维修工具、设备进行准确定位维修。调度指挥：利用短信和无线智能终端和gps定位技术等先进手段实现对于生产班组的快速调度和现场指挥，通过中央控制系统、大屏幕显示系统、音视频插入等硬件设备的模式化组织，实现多角度、多画面的可视化指挥体系，实现对于一般、重大、危机等不同事件的应急指挥，实现“平战结合”的管理模式。决策支持：通过对于设备资产数据、照明工况数据、故障报修数据的断面及历史分析，形成对于整个长沙市照明系统的现状、规划的决策分析；通过对于整个系统运行记录的统计分析，实现对于全方位生产管理状况的监督和考核。 公共服务：通过建立照明管理网络平台，实现照明管理与市民互动，形成开放式的服务平台，市民可以通过留言、邮件、提问、保修、举报等多种形式提交到照明后台管理平台，系统能够快速启动市民服务机制，限时解决市民疑难。办公自动化：通过办公自动化管理平台，实现智能化、自动化、无纸化办公和管理，从而提高长沙市城市照明管理的管理水平和办公效率。经改造的节能防盗监控系统构成如图3所示：远程监测中心监控终端计量表节能装置gprs模块电缆防盗装置节能装置监控终端计量表节能装置gprs模块电缆防盗装置图3 改造后的节能防盗监控系统远程监控中心包括数据服务器、通信设备、大屏幕显示系统等，实现gprs网络接入与数据采集、监测、遥控等功能。现场监控设备主要包括gprs通信模块、开关灯遥控装置、多功能电能表、节电防盗装置等。实现路灯专变的节电参数检测计量、遥控开关灯、节能控制、防盗报警等功能。3 结论长沙市城区路灯节电技术改造投资额为2870万元，在完成城区路灯节能改造工程后，可带来以下巨大直接或间接效益。这将把我市的道路照明节能控制和自动化管理推向智能化、节能化、环保化、系