絲建圜防雷技術
ｌｅｄ亮化照明配電系統解決方案
陳平（深圳市達特照明股份****，廣東深圳５１８０００）
摘要：分析了某公園ｌｅｄ亮化照明配電系統的解決方案，通過分布式不問斷
電源的部署，配合無功補償系統和線路拓撲的改造，大幅提公升了ｌｅｄ亮化照明配
電系統的電能質量。使維修費成本從每天２０．５５元下降到了０．４５元，顯著提公升了照明配電系統的實用性和可靠性。
陳平（１９７８一）。男工程師。從事照明技
關鍵詞：ｌｅｄ光源；照明配電系統；電湧；無功補償
中圖分類號：ｔｕ８５２
文獻標誌碼：ｂ文章編號
術開發推廣工作。
０ 引言
終端電網的電湧是ｌｅｄ系統損壞的主要原因。終端電網的電湧主要來自：大容量無功裝置與自動梯度無功補償器之間的同步問題，導致
１４５盞，總耗電量為燈總耗電總
容量為按照線路效率０．６５計算，系統的總供電容量為
該公園亮化照明系統用電由距離公園東外牆４５ ｍ的路邊變壓器、園區內部東北角的變壓器、園區中南部的變壓器、園區南段
２～４個週期的高電壓；周邊電網的干擾，導致混入雜波；開關故障導致的電湧。
本文研究了某公園ｌｅｄ亮化照明配電系統
牆外約７５ ｍ的變壓器聯合供電，所有供電電源取自路邊網狀１０ ｋｖ變壓
對抗電湧的解決方案，從而為相關類似工程提供參考。
箱，電能質量難以保障。公園投入使用一年內，
因電湧影響，損壞３ ｗ照明燈具３１２個、７．５ ｗ
ｌ專案概況
某公園東西長為２．５ ｋｍ，南北寬為３８０ ｍ，公園內石子道路長為９．２ ｋｍ，道路兩側的景觀燈
照明燈具７７個、ｌ３ ｗ照明燈具２４個、１２ ｖ開關電源２６６個，系統為更換配件出動維修工時４３１個，直接經濟損失超過７ ５００元。根據檢修膨脹法則，如果電湧問題不能得到有效解決，以後每年的維修費還將繼續增加。
採用三聯裝ｌｅｄ系統提供光源，每個光源的實際耗電功率為３ ｗ，光源按照每５ ｉｎ布置一對的方式進行部署，共部署３ ６８０個三聯裝ｌｅｄ光源，共為１１．０４ ｋｗ。公園內硬化場地共三處，合計面積約為１３６０ ｍ ，按照每１２ ｍ 布置乙個ｌｅｄ地燈的方式進行布置。ｌｅｄ地燈光源採用５聯裝
２ 需求分析
在１０ ｋｖ網路中電湧難以避免，而變壓器採用剛性電壓控制的方式進行
布置方式，每個光源耗電為７．５ ｗ，共為８５０ ｗ。公園內另有服務類建築及景觀小木屋２２處，建築外牆使用１３ ｗ ｌｅｄ筒燈，共使用ｌｅｄ筒燈
電壓管理，所以電湧可以輕易地穿過變壓器屏障。在變壓器後構建安全保障設施，是系統得到保障的有效方式。
．３５．
防衍技術
因為４００ ｖ鏈路較長，所以採用４臺
以顯著降低成本，提公升系統的價效比。本文在每
變壓器聯合供電的方式。在園區內布置了６個４００ ｖ電源控制箱，對獨立劃片的６個照明區域進行分別供電。６個區域的裝機容量如表ｌ所示。
表ｉ６個區域的裝機容量
個開關櫃內部串聯小容量ｕｐｓ，對電能質量進行管理。提
供８ ０００ ｗ的額定功率，支援多種電磁控制介面，工作環境溫度為０～４０℃，環境濕度為２０％～
９０％，適應戶外機櫃工作環境的苛刻要求。雖然該園區冬季最低溫度達一５℃，但機櫃內因安培
１區２區３區４區５區
９６３７４４
２３１９２１２２
１７５．１９４．１８
熱的作用，其工作環境較戶外高１０℃以上，完全符合工作條件。
ｓｈａｎｔｅ沒有提供５ ０００ ｖａ容量的機型，因此為實現５ ０００ ｖａ的最佳價效比，採用作為４區、５區、６區的ｕｐｓ支援。系統同樣支援多種電磁控制介面，工作環
８５２５３３２８１
６區境要求與ｓｈａｎｔｅ系統類似，只是**較
通過分析，本文在每個開關櫃內部串聯小容量不問斷電源
ｓｈａｎｔｅ略高。使用１台比使用２臺
２ ４００ ｗ更具經濟性。３．２無功補償改造
ｕｐｓ），實現對電能質量進行管理。其中１區、２區、３區配置電池容量採用１１０ ａｈ×
８布置，４區、５區、６區配置電池容量採用ｌ１０ ａｈ×６布置。ｕｐｓ主機搭載在定時開關組配線夾前方，開關櫃主斷路器後方。ｕｐｓ使用**執行模式。
經過ｕｐｓ整理過的波形，頻率誤差小於
照明配電系統的４個無功補償器分別安裝在４臺變壓器低壓櫃後端，無
功補償器使用ａｒｍ７架構，容量均為３００ ｋｖａ。無功補償器搭載點後端為４００ ｖ總配。總配除為公園專案提供電能外，還為附近居民及商戶提
０．３％，電壓誤差小於２％，相位誤差小於０．０２％。與系統部署的梯度自動無功補償裝置配合，將系統內的電湧減少到最低。
供電能。為了滿足配電照明系統要求，專案部報請供電部門對相關的４個無功補償器的軟體進行了刷寫，將系統的響應週期從個波峰）調整為２０ ｍｓ（１個波峰）。通過此次調整，系
３ 系統設計
３．１ｕｐｓ選型
統內理論上不再存在超過ｌ０個連續波峰的持續無功高壓，系統電能質量得到一定程度的提公升，緩解了ｕｐｓ的處理壓力。
３．３雙側橋接線設計
ｕｐｓ目的是解決電壓下陷、頻率失真、諧波失真、相位偏移、持續欠壓、持續過壓、電湧、相位
切換、閃斷等常見電能質量問題。這些電能質量問題易造成ｌｅｄ燈具及其開關電源的損壞。使用ｕｐｓ的最終目的是把變壓器的剛
照明配電系統在改造前已通過橋接斷路器將整個亮化系統的６個電源控制箱實現了環狀互連，通過橋接線路，４００ ｖ網路之間形成了整體換向開關是本文照明配電系統前置４００ ｖ橋接線路的控制模式。該開關可
性電能控制通過交．直．交方式變換為柔性電能控制方式。
因為ｕｐｓ需要使用大量的線圈、電壓比較器、諧振器和閘流體，其造價成本隨著容量的公升高而呈對數關係公升高。所以使用分布式小容量ｕｐｓ可
．以自動選擇具有正向電壓的線路作為電源線路。當系統需要檢修時，該開關可以轉換為手動模式，將上述兩組電源完全隔斷。
３６．防雷技術
該照明配電系統在改造後，自ｕｐｓ下放直接布置二層電網，確保經過ｕｐｓ整理的電能得到有
成本。因為保險管每更換一次的成本小於１元，遠低於更換ｌｅｄ模組或ｌ２ ｖ開關電源的成本。
效的橋接。橋接方式與前級４００ ｖ網路相同，同樣使用換向開關作為橋接線控制器。ｕｐｓ的整定波形採用兩種方式同步得到節拍，以確保電能並網不存在相位差。
上行節拍模式通過獲取電源側的電能波形，確定電能輸出的節拍。
公升級不是強制更換所有的１２ ｖ開關電源，僅更換替代的備用開關電源。
４ 結語
本文採用了以增加ｕｐｓ裝置為主、梯度無功
雖然上行電源的電能質量較差，但節拍統一。下行節拍模式將其中乙個ｕｐｓ設定為主動模式，而其他ｕｐｓ設定為偵測模式。偵測模式的ｕｐｓ會通
補償軟體和其他細節改造為輔的綜合供電改造，提公升了照明配電系統的電能質量，減少了電湧的
發生概率。該照明配電系統經過２０１４年夏秋雷雨季節的考驗，事故高發期內的事故率從改造前的１．８６次下降到０．０９次／ｄ，維修費用從２０．５５提公升。
ｄ（７５００
ｄ）下降到
過下行電網內的節拍直接獲得電網需求節拍，對電能輸出節拍進行控制。
照明配電系統以上行節拍模式作為主動節拍ｕｐｓ的節拍控制模式，以下行節拍模式作為偵測ｕｐｓ的節拍控制模式，確保下行電網的電能相位
系統的可靠性和可用性得到了顯著的
統一。經過ｕｐｓ整理過的波形，頻率誤差小於
０．３％，電壓誤差小於２％，相位誤差小於０．０２％。３．４其他公升級
照明配電系統在公升級時採用了分布式接地
極的設計，在電源控制箱處做重複接地，採用ｔｎ—ｓ接地系統。每盞ｌｅｄ必須接ｐｅ線，不專設接
［１］魯剛強．基於微控制器ｐｗｍ訊號控制ｌｅｄ的軟體
實現方法［ｊ］．電子技術
［２］楊恆．ｌｅｄ照明驅動器設計［ｍ］．北京：中國電力
出版社，２０１０．
地極，可以保證環境電流不影響ｌｅｄ模組的執行。
另外，採用帶有獨立電湧保險裝置的ｌ２ ｖ開關電源，在電湧發生時優先跳閘。在以上公升級
［３］李智華。周峰，王元章。等．基於ｚｉｇｂｅｅ的ｌｅｄ智
能照明控制系統［ｊ］．現代建築電氣
９－１３．
不足以滿足電湧的過濾作用時，將更換ｌｅｄ燈具和ｌ２ ｖ電源介面卡的成本轉化為更換保險管的
收稿口期：２０１５—０ｌ一０５
ｃｈｅｎ ｐ３７
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