劉晟楠

摘 要：隨著資源的日益貧乏，太陽能作為一種新能源越來越受到重視。文章以某煤礦場外公路的具體應(yīng)用為例，對太陽能燈具和普通燈具進(jìn)行了方案比選。并從照明燈具的選擇與布置、防雷和接地及控制幾個(gè)方面進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：太陽能燈具 普通燈具 電氣設(shè)計(jì)

中圖分類號：TD625 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0081-01

1 設(shè)計(jì)概況

受某公司委托，對該煤礦場外公路進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)，公路等級為二級公路，全長約12 km，雙向兩車道，機(jī)動車道兩側(cè)設(shè)2.5 m寬人行道，兩側(cè)布置照明設(shè)施，燈桿間綠化，兩側(cè)各設(shè)5 m寬綠化帶，路面排水采用立式雨水篦，人行道及綠化帶下設(shè)置雨水管。

2 方案比對

根據(jù)公路全長約12 km，照明線路較長，采取10 kV供電路燈和LED太陽能路燈兩種方案進(jìn)行比選。

2.1 10 kV供電路燈

公路照明采用10 kV電壓等級線路供電，根據(jù)礦井最小導(dǎo)線截面，選擇YJV22-10 kV3×95 mm2電纜，直埋于公路綠化帶內(nèi)，三相負(fù)荷分配應(yīng)平衡。

照明設(shè)備的電壓為AC380/220 V，沿公路一側(cè)的綠化帶內(nèi)設(shè)路燈SCB10-50 KVA照明箱式變壓器8座，箱式變壓器間距約為1500 m，每個(gè)箱式變壓器約承擔(dān)其附近道路兩側(cè)84盞路燈的供電負(fù)荷。負(fù)荷率約為67%。箱式變壓器一次側(cè)采用角型接線，變比采用10/0.4，高壓主進(jìn)側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)，高壓設(shè)計(jì)量柜，箱變低壓主進(jìn)線開關(guān)采用塑殼式開關(guān)。無功補(bǔ)償采用箱變內(nèi)集中補(bǔ)償和單燈分散補(bǔ)償?shù)姆绞剑刻讱鉄艟邇?nèi)安裝補(bǔ)償電容器（由燈具供貨商配），補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)大于0.9，箱變內(nèi)低壓系統(tǒng)采用集中動態(tài)補(bǔ)償方式，要求補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上。

燈具選用半截光型燈具，光源為250 W和150 W高壓鈉燈，采用雙臂鋼管路燈安裝在人行道綠化帶上，機(jī)動車道側(cè)照明器的安裝高度為8 m，燈桿基本間距為35 m，雙側(cè)對稱布置。燈具的懸挑長度不超過2 m，燈具的仰角不超過15 °。燈具的防護(hù)等級不應(yīng)小于IP54。帶有散熱器，并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。金屬燈桿采用熱浸鋅或鋁噴涂，對燈桿表面進(jìn)行防蝕處理。

電力負(fù)荷估算

路燈總數(shù)： 656基

路燈工作數(shù)： 656基

設(shè)備總?cè)萘浚?262.4 kW

設(shè)備工作容量： 262.4 kW

有功功率： 262.4 kW

無功功率： 162.62 kVar

視在功率： 308.71 kVA

功率因數(shù)： 0.85

2.2 LED太陽能路燈

采用太陽能道路燈，光源為LED60W和LED20W，采用雙臂鋼管路燈安裝在人行道綠化帶上，機(jī)動車道側(cè)照明器的安裝高度為8 m，燈桿基本間距為30 m，雙側(cè)對稱布置。燈具的懸挑長度不超過2 m，燈具的仰角不超過15°。燈具的防護(hù)等級不應(yīng)小于IP54。每天8 h照明，可保障連續(xù)9 d陰雨正常工作。

路燈總數(shù)： 764基

路燈工作數(shù)： 764基

設(shè)備總?cè)萘浚?61.12 kW

設(shè)備工作容量： 61.12 kW

有功功率： 61.12 kW

無功功率： 29.6 kVar

視在功率： 67.91 kVA

功率因數(shù)： 0.9

LED太陽能路燈比高壓鈉燈工作電壓安全，性能穩(wěn)定，不會發(fā)生觸電事故。LED太陽能路燈采用的是清潔的可再生能源，相比于傳統(tǒng)的高壓鈉燈可以減少二氧化碳的排放量。LED太陽能路燈不用鋪設(shè)輸配電電纜，減少了銅資源的消耗。高壓鈉燈10 kV供電線路長，相關(guān)的電氣設(shè)備投資比較高。LED太陽能路燈無需對電網(wǎng)市電進(jìn)行消耗，無需交電費(fèi)。LED太陽能路燈使用壽命長。高壓鈉燈使用壽命為3000 h左右，基本一年一換。LED燈的理論壽命為50000 h。

經(jīng)對兩種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，推薦采用LED太陽能路燈。

2.3 燈具布置

平曲線半徑大于等于1000 m的曲線路段，其照明燈桿按直線路段設(shè)置。平曲線半徑小于1000 m的路段照明燈桿的間距，為直線段的0.5～0.75倍。半徑越小，間距也應(yīng)越小。曲線路段發(fā)生視線障礙時(shí)，在曲線外側(cè)增設(shè)照明燈桿。曲線路段的照明燈桿不得安裝在直線路段照明燈桿的延長線上。

2.4 照明控制

LED太陽能路燈燈桿內(nèi)自帶控制器一個(gè)，可根據(jù)地理位置和季節(jié)變化自動判斷環(huán)境亮度，合理確定路燈開關(guān)燈時(shí)間。采用光控和時(shí)控相結(jié)合的控制方式。控制器能對功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以控制LED燈的亮度，這樣鎖定了電流既滿足了夜間的照明需求，又節(jié)約了蓄電池、太陽能電池板的整體配置和預(yù)算，還可以大大有效的延長LED燈的壽命。蓄電池過充、過放、短路，控制器將關(guān)閉負(fù)載，停止供電，根據(jù)需要進(jìn)行恢復(fù)性充電。采用具有涓流充電模式的控制器保護(hù)蓄電池，增加蓄電池的壽命，另外設(shè)置控制器欠壓保護(hù)值時(shí)，把欠壓保護(hù)值調(diào)在 ≥ 11.1 V，防止蓄電池過放。

3 結(jié)語

太陽能技術(shù)和產(chǎn)品的出現(xiàn)，符合節(jié)能、免電纜線、綠色環(huán)保的要求，其所帶來的社會效益是普通產(chǎn)品無法比擬的。但價(jià)格高，質(zhì)量參差不齊。所以在選取燈具時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況來確定。線路較遠(yuǎn)時(shí)，推薦優(yōu)先考慮太陽能燈具。做到安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉德雄，楊華，胡思福.太陽能路燈的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（4）.

[2] 中華人民共和國建設(shè)部，城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].2007.

[3] 中華人名共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，道路照明LED燈（送審稿）.

[4] 楊成銀，黃志輝，邱望標(biāo).太陽能LED照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].光源與照明，2007（3）.

[5] 姜祥元.太陽能路燈的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].福建建筑，2008（7）.endprint

摘 要：隨著資源的日益貧乏，太陽能作為一種新能源越來越受到重視。文章以某煤礦場外公路的具體應(yīng)用為例，對太陽能燈具和普通燈具進(jìn)行了方案比選。并從照明燈具的選擇與布置、防雷和接地及控制幾個(gè)方面進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：太陽能燈具 普通燈具 電氣設(shè)計(jì)

中圖分類號：TD625 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0081-01

1 設(shè)計(jì)概況

受某公司委托，對該煤礦場外公路進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)，公路等級為二級公路，全長約12 km，雙向兩車道，機(jī)動車道兩側(cè)設(shè)2.5 m寬人行道，兩側(cè)布置照明設(shè)施，燈桿間綠化，兩側(cè)各設(shè)5 m寬綠化帶，路面排水采用立式雨水篦，人行道及綠化帶下設(shè)置雨水管。

2 方案比對

根據(jù)公路全長約12 km，照明線路較長，采取10 kV供電路燈和LED太陽能路燈兩種方案進(jìn)行比選。

2.1 10 kV供電路燈

公路照明采用10 kV電壓等級線路供電，根據(jù)礦井最小導(dǎo)線截面，選擇YJV22-10 kV3×95 mm2電纜，直埋于公路綠化帶內(nèi)，三相負(fù)荷分配應(yīng)平衡。

照明設(shè)備的電壓為AC380/220 V，沿公路一側(cè)的綠化帶內(nèi)設(shè)路燈SCB10-50 KVA照明箱式變壓器8座，箱式變壓器間距約為1500 m，每個(gè)箱式變壓器約承擔(dān)其附近道路兩側(cè)84盞路燈的供電負(fù)荷。負(fù)荷率約為67%。箱式變壓器一次側(cè)采用角型接線，變比采用10/0.4，高壓主進(jìn)側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)，高壓設(shè)計(jì)量柜，箱變低壓主進(jìn)線開關(guān)采用塑殼式開關(guān)。無功補(bǔ)償采用箱變內(nèi)集中補(bǔ)償和單燈分散補(bǔ)償?shù)姆绞?，每套氣燈具?nèi)安裝補(bǔ)償電容器（由燈具供貨商配），補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)大于0.9，箱變內(nèi)低壓系統(tǒng)采用集中動態(tài)補(bǔ)償方式，要求補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上。

燈具選用半截光型燈具，光源為250 W和150 W高壓鈉燈，采用雙臂鋼管路燈安裝在人行道綠化帶上，機(jī)動車道側(cè)照明器的安裝高度為8 m，燈桿基本間距為35 m，雙側(cè)對稱布置。燈具的懸挑長度不超過2 m，燈具的仰角不超過15 °。燈具的防護(hù)等級不應(yīng)小于IP54。帶有散熱器，并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。金屬燈桿采用熱浸鋅或鋁噴涂，對燈桿表面進(jìn)行防蝕處理。

電力負(fù)荷估算

路燈總數(shù)： 656基

路燈工作數(shù)： 656基

設(shè)備總?cè)萘浚?262.4 kW

設(shè)備工作容量： 262.4 kW

有功功率： 262.4 kW

無功功率： 162.62 kVar

視在功率： 308.71 kVA

功率因數(shù)： 0.85

2.2 LED太陽能路燈

采用太陽能道路燈，光源為LED60W和LED20W，采用雙臂鋼管路燈安裝在人行道綠化帶上，機(jī)動車道側(cè)照明器的安裝高度為8 m，燈桿基本間距為30 m，雙側(cè)對稱布置。燈具的懸挑長度不超過2 m，燈具的仰角不超過15°。燈具的防護(hù)等級不應(yīng)小于IP54。每天8 h照明，可保障連續(xù)9 d陰雨正常工作。

路燈總數(shù)： 764基

路燈工作數(shù)： 764基

設(shè)備總?cè)萘浚?61.12 kW

設(shè)備工作容量： 61.12 kW

有功功率： 61.12 kW

無功功率： 29.6 kVar

視在功率： 67.91 kVA

功率因數(shù)： 0.9

LED太陽能路燈比高壓鈉燈工作電壓安全，性能穩(wěn)定，不會發(fā)生觸電事故。LED太陽能路燈采用的是清潔的可再生能源，相比于傳統(tǒng)的高壓鈉燈可以減少二氧化碳的排放量。LED太陽能路燈不用鋪設(shè)輸配電電纜，減少了銅資源的消耗。高壓鈉燈10 kV供電線路長，相關(guān)的電氣設(shè)備投資比較高。LED太陽能路燈無需對電網(wǎng)市電進(jìn)行消耗，無需交電費(fèi)。LED太陽能路燈使用壽命長。高壓鈉燈使用壽命為3000 h左右，基本一年一換。LED燈的理論壽命為50000 h。

經(jīng)對兩種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，推薦采用LED太陽能路燈。

2.3 燈具布置

平曲線半徑大于等于1000 m的曲線路段，其照明燈桿按直線路段設(shè)置。平曲線半徑小于1000 m的路段照明燈桿的間距，為直線段的0.5～0.75倍。半徑越小，間距也應(yīng)越小。曲線路段發(fā)生視線障礙時(shí)，在曲線外側(cè)增設(shè)照明燈桿。曲線路段的照明燈桿不得安裝在直線路段照明燈桿的延長線上。

2.4 照明控制

LED太陽能路燈燈桿內(nèi)自帶控制器一個(gè)，可根據(jù)地理位置和季節(jié)變化自動判斷環(huán)境亮度，合理確定路燈開關(guān)燈時(shí)間。采用光控和時(shí)控相結(jié)合的控制方式?？刂破髂軐β蔬M(jìn)行調(diào)節(jié)，可以控制LED燈的亮度，這樣鎖定了電流既滿足了夜間的照明需求，又節(jié)約了蓄電池、太陽能電池板的整體配置和預(yù)算，還可以大大有效的延長LED燈的壽命。蓄電池過充、過放、短路，控制器將關(guān)閉負(fù)載，停止供電，根據(jù)需要進(jìn)行恢復(fù)性充電。采用具有涓流充電模式的控制器保護(hù)蓄電池，增加蓄電池的壽命，另外設(shè)置控制器欠壓保護(hù)值時(shí)，把欠壓保護(hù)值調(diào)在 ≥ 11.1 V，防止蓄電池過放。

3 結(jié)語

太陽能技術(shù)和產(chǎn)品的出現(xiàn)，符合節(jié)能、免電纜線、綠色環(huán)保的要求，其所帶來的社會效益是普通產(chǎn)品無法比擬的。但價(jià)格高，質(zhì)量參差不齊。所以在選取燈具時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況來確定。線路較遠(yuǎn)時(shí)，推薦優(yōu)先考慮太陽能燈具。做到安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉德雄，楊華，胡思福.太陽能路燈的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（4）.

[2] 中華人民共和國建設(shè)部，城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].2007.

[3] 中華人名共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，道路照明LED燈（送審稿）.

[4] 楊成銀，黃志輝，邱望標(biāo).太陽能LED照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].光源與照明，2007（3）.

[5] 姜祥元.太陽能路燈的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].福建建筑，2008（7）.endprint

摘 要：隨著資源的日益貧乏，太陽能作為一種新能源越來越受到重視。文章以某煤礦場外公路的具體應(yīng)用為例，對太陽能燈具和普通燈具進(jìn)行了方案比選。并從照明燈具的選擇與布置、防雷和接地及控制幾個(gè)方面進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：太陽能燈具 普通燈具 電氣設(shè)計(jì)

中圖分類號：TD625 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0081-01

1 設(shè)計(jì)概況

受某公司委托，對該煤礦場外公路進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)，公路等級為二級公路，全長約12 km，雙向兩車道，機(jī)動車道兩側(cè)設(shè)2.5 m寬人行道，兩側(cè)布置照明設(shè)施，燈桿間綠化，兩側(cè)各設(shè)5 m寬綠化帶，路面排水采用立式雨水篦，人行道及綠化帶下設(shè)置雨水管。

2 方案比對

根據(jù)公路全長約12 km，照明線路較長，采取10 kV供電路燈和LED太陽能路燈兩種方案進(jìn)行比選。

2.1 10 kV供電路燈

公路照明采用10 kV電壓等級線路供電，根據(jù)礦井最小導(dǎo)線截面，選擇YJV22-10 kV3×95 mm2電纜，直埋于公路綠化帶內(nèi)，三相負(fù)荷分配應(yīng)平衡。

照明設(shè)備的電壓為AC380/220 V，沿公路一側(cè)的綠化帶內(nèi)設(shè)路燈SCB10-50 KVA照明箱式變壓器8座，箱式變壓器間距約為1500 m，每個(gè)箱式變壓器約承擔(dān)其附近道路兩側(cè)84盞路燈的供電負(fù)荷。負(fù)荷率約為67%。箱式變壓器一次側(cè)采用角型接線，變比采用10/0.4，高壓主進(jìn)側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)，高壓設(shè)計(jì)量柜，箱變低壓主進(jìn)線開關(guān)采用塑殼式開關(guān)。無功補(bǔ)償采用箱變內(nèi)集中補(bǔ)償和單燈分散補(bǔ)償?shù)姆绞?，每套氣燈具?nèi)安裝補(bǔ)償電容器（由燈具供貨商配），補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)大于0.9，箱變內(nèi)低壓系統(tǒng)采用集中動態(tài)補(bǔ)償方式，要求補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上。

燈具選用半截光型燈具，光源為250 W和150 W高壓鈉燈，采用雙臂鋼管路燈安裝在人行道綠化帶上，機(jī)動車道側(cè)照明器的安裝高度為8 m，燈桿基本間距為35 m，雙側(cè)對稱布置。燈具的懸挑長度不超過2 m，燈具的仰角不超過15 °。燈具的防護(hù)等級不應(yīng)小于IP54。帶有散熱器，并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。金屬燈桿采用熱浸鋅或鋁噴涂，對燈桿表面進(jìn)行防蝕處理。

電力負(fù)荷估算

路燈總數(shù)： 656基

路燈工作數(shù)： 656基

設(shè)備總?cè)萘浚?262.4 kW

設(shè)備工作容量： 262.4 kW

有功功率： 262.4 kW

無功功率： 162.62 kVar

視在功率： 308.71 kVA

功率因數(shù)： 0.85

2.2 LED太陽能路燈

采用太陽能道路燈，光源為LED60W和LED20W，采用雙臂鋼管路燈安裝在人行道綠化帶上，機(jī)動車道側(cè)照明器的安裝高度為8 m，燈桿基本間距為30 m，雙側(cè)對稱布置。燈具的懸挑長度不超過2 m，燈具的仰角不超過15°。燈具的防護(hù)等級不應(yīng)小于IP54。每天8 h照明，可保障連續(xù)9 d陰雨正常工作。

路燈總數(shù)： 764基

路燈工作數(shù)： 764基

設(shè)備總?cè)萘浚?61.12 kW

設(shè)備工作容量： 61.12 kW

有功功率： 61.12 kW

無功功率： 29.6 kVar

視在功率： 67.91 kVA

功率因數(shù)： 0.9

LED太陽能路燈比高壓鈉燈工作電壓安全，性能穩(wěn)定，不會發(fā)生觸電事故。LED太陽能路燈采用的是清潔的可再生能源，相比于傳統(tǒng)的高壓鈉燈可以減少二氧化碳的排放量。LED太陽能路燈不用鋪設(shè)輸配電電纜，減少了銅資源的消耗。高壓鈉燈10 kV供電線路長，相關(guān)的電氣設(shè)備投資比較高。LED太陽能路燈無需對電網(wǎng)市電進(jìn)行消耗，無需交電費(fèi)。LED太陽能路燈使用壽命長。高壓鈉燈使用壽命為3000 h左右，基本一年一換。LED燈的理論壽命為50000 h。

經(jīng)對兩種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，推薦采用LED太陽能路燈。

2.3 燈具布置

平曲線半徑大于等于1000 m的曲線路段，其照明燈桿按直線路段設(shè)置。平曲線半徑小于1000 m的路段照明燈桿的間距，為直線段的0.5～0.75倍。半徑越小，間距也應(yīng)越小。曲線路段發(fā)生視線障礙時(shí)，在曲線外側(cè)增設(shè)照明燈桿。曲線路段的照明燈桿不得安裝在直線路段照明燈桿的延長線上。

2.4 照明控制

LED太陽能路燈燈桿內(nèi)自帶控制器一個(gè)，可根據(jù)地理位置和季節(jié)變化自動判斷環(huán)境亮度，合理確定路燈開關(guān)燈時(shí)間。采用光控和時(shí)控相結(jié)合的控制方式?？刂破髂軐β蔬M(jìn)行調(diào)節(jié)，可以控制LED燈的亮度，這樣鎖定了電流既滿足了夜間的照明需求，又節(jié)約了蓄電池、太陽能電池板的整體配置和預(yù)算，還可以大大有效的延長LED燈的壽命。蓄電池過充、過放、短路，控制器將關(guān)閉負(fù)載，停止供電，根據(jù)需要進(jìn)行恢復(fù)性充電。采用具有涓流充電模式的控制器保護(hù)蓄電池，增加蓄電池的壽命，另外設(shè)置控制器欠壓保護(hù)值時(shí)，把欠壓保護(hù)值調(diào)在 ≥ 11.1 V，防止蓄電池過放。

3 結(jié)語

太陽能技術(shù)和產(chǎn)品的出現(xiàn)，符合節(jié)能、免電纜線、綠色環(huán)保的要求，其所帶來的社會效益是普通產(chǎn)品無法比擬的。但價(jià)格高，質(zhì)量參差不齊。所以在選取燈具時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況來確定。線路較遠(yuǎn)時(shí)，推薦優(yōu)先考慮太陽能燈具。做到安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉德雄，楊華，胡思福.太陽能路燈的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（4）.

[2] 中華人民共和國建設(shè)部，城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].2007.

[3] 中華人名共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，道路照明LED燈（送審稿）.

[4] 楊成銀，黃志輝，邱望標(biāo).太陽能LED照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].光源與照明，2007（3）.

[5] 姜祥元.太陽能路燈的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].福建建筑，2008（7）.endprint