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分析新型隧道道路照明系統的節能方案

發布時間:2020/11/4 15:04:25 瀏覽次數:11  二維碼分享

1、引言

  隨著交通事業的發展,越來越多的隧道城市交通和穿山高速公路中,其設計及建造者在隧道里面安裝了大量的隧道燈用于照明,基本保證了通行安全的需要。但是,仍然有很大的弊病。白天通行時,由于隧道內和隧道外明暗反差極大,當司機駕車通過隧道時,由于人眼瞳孔放大需要一定的時間,所以對隧道里面的燈光照度有較高的需求。每當夜晚來臨,隧道外面也是一團漆黑時,而隧道里面燈火通明,照度過高,駕駛員通過隧道后突然進入黑暗之中,瞳孔來不及放大,這樣很容易發生危險;如果采用晚上關燈的辦法解決這個問題,也容易造成隧道內發生車禍的危險。

  2、節能方案

  經過多年研究,綜合城市照明前半夜和后半夜對照度的不同需要,更考慮到在滿足照明需要的前提下充分節約能源,減少不必要的浪費,倡導節能環保綠色照明,能有一套行之有效的改變燈光不同功率的辦法,使得同一盞燈在不同時段工作為不同的功率來照明,既保證了照明的需要,又減少了對電能的消耗,還適當延長了燈的壽命。

  方案采用在隧道外增加亮度檢測儀,實現洞外亮度的實時采集;增加本地控制器,實現隧道內照度與洞外亮度自適應;根據隧道外的光照情況自動變換燈功率、降低電能消耗、適當降低照度但同時保持照明的均勻度,確保通行安全;實現綠色環保,節能降耗的目的。

  2.1 達到的目標

  (1)以洞外亮度采集信號為控制信號,對已安裝的隧道燈進行改造,增加我公司研發的功率轉換裝置,實現無人工操作自動控制發光燈管功率的變化,即在隧道

  外亮度變暗時,隧道內的照明燈功率變小,照度降低,消除因白天、黑夜,天氣陰晴,季節變換等因素帶來的隧道內外照度差別。

  (2)隧道內的照明隨洞外情況實時變化,消除隧道黑洞或照明過度兩種不良現象。

  (3)節能降耗,在不需要有過高的照度時,自動降低功率,節約能耗。

  (4)可以不利用回流電路部分關燈,保證了照度的均勻,確保行車安全,提高駕駛員通過的舒適性,增加車輛通過隧道的安全性。

2.2 改造的技術措施

  (1)采集洞外亮度,以亮度檢測儀檢測實時光照信號,用采集到的信號作為改變燈功率的依據;

  (2)在已有隧道燈具里安裝功率轉換裝置,用洞外實時采集的光照信號控制節能功率轉換器,達到適時改變功率,降低能耗的目的;

  (3)適當改變箱變控制器,增加本地控制,通過回路控制,操作人員可根據需要在箱變內實現照明器件功率的手動變換控制,可隨時變換功率。

  (4)適當改變箱變控制器,通過回路控制,操作人員可根據需要在箱變內實現部分或全部照明器件的運行管理。

  2.3 節能功率轉換器照明系統簡介

  本改造方案采用的節能功率轉換器又稱雙功率節能電感鎮流器系統,雙功率節能電感鎮流器照明系統具有運行穩定,可靠性高,耗能少,壽命長等優點。如圖1,圖2所示。

圖1 常規的點燈電路

圖2 雙功率節能電感鎮流器照明系統點燈電路原理圖

  (3)雙功率節能電感鎮流器照明系統配備有電子啟動裝置,該啟動裝置在基本情況下或外加指令情況下,使輸出端輸出符合所接光源的脈沖寬度,迅速啟動照明發光燈管。

(4)雙功率節能電感鎮流器照明系統設計電路的功率因數,標準的線路功率因數應該不小于0.85,由于鎮流器本身的功率因數難以達到線路功率的要求,故在點燈線路中加接隨功率大小而匹配的電容來補償鎮流器本身的不足,從而提高了線路的功率因數,節能效果達30%以上。在降低功率情況下功率因數還會有所提高,提高2~3個百分點。

  2.4 節能效果分析

  若本方案實施于某隧道,該上行隧道照明采用400W、250W、150W高壓鈉燈分別為48只、46只和104只,方案擬在陰天和夜晚將400W轉化為250W,250W轉化為150W,150W轉化為100W,按每天工作24h,白天按額定功率工作12h,晚上按降低功率后情況工作12h,每年365天計算用電情況見表1,表2。

  表1 改造前耗電情況

  表2改造后耗電情況

在陰雨天,仍會按照功率轉變進行,按照每年20%的陰雨天來計算365×20%=73天,那么每年又節約用電的情況見表3,表4。

表3 改造前不變換功率的耗電情況


表4 改造后變換功率的耗電情況

  從以上表格數據中可以看出,節能效果明顯。不僅如此,在整個雙功率節能電感鎮流器照明系統中,電器耗能(鎮流器等)占燈功率的功耗情況與傳統的鎮流器與高壓鈉燈匹配相比也有明顯變化,消耗能耗平均降低5%左右,表5為鎮流器耗能占燈功率的百分比。

表5 鎮流器耗能占燈功率的百分比

  由此可見,使用過程中,節能是雙功率節能電感鎮流器照明系統最顯著的特點。

 3、項目特點

  (1)本系統通過簡單、可靠、方便的操作來更改功率變化、達到照明方案的調整,保證了隧道內的照度要求。

  (2)回路交替控制模式消除了不合理的燈具使用,采用亮度控制、時序控制兩種方法相結合,使各回路交替使用,保證各回路間照明器件的工作時間相當,達到平衡燈的壽命。

  (3)正常情況下可采用多種控制模式,實現了系統控制的靈活性、可靠性,自動化程度高。

  (4)隨時可以進行手動控制,便于維修人員檢修或根據需求任意開啟、關閉或調整照明器件的工作情況。

  (5)雙功率節能電感鎮流器照明系統的使用特點,決定了其相對于傳統的高壓鈉燈燃點方式具有更長的使用壽命。鎮流器自身的功耗減小,降低功率后的電流較小,工作時溫度相對較低,這樣由于減少了光源和鎮流器的滿負荷工作時間,使得他們的有效壽命也得到延長。這樣,維修更換率也會相應大大降低,節約維修成本。

  4、結論

  雙功率節能電感鎮流器照明系統是一種新型高檔照明電器配套系統,以其節能降耗、使用壽命長、施工簡單、控制容易實現等特點已經大量使用于戶外路燈照明,在使用后會產生很較好的社會經濟效益。該方案可以從根本上解決隧道交通中目前存在的缺陷,達到提高照明質量,節能降耗雙重目的。


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