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摘 要：随着资源的日益贫乏,太阳能作为一种新能源越来越受到重视.文章以某煤矿场外公路的具体应用为例,对太阳能灯具和普通灯具进行了方案比选.并从照明灯具的选择与布置、防雷和接地及控制几个方面进行电气设计.
关 键 词：太阳能灯具普通灯具电气设计
中图分类号：TD625文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）10（a）-0081-01
1设计概况
受某公司委托,对该煤矿场外公路进行电气设计,公路等级为二级公路,全长约12km,双向两车道,机动车道两侧设2.5m宽人行道,两侧布置照明设施,灯杆间绿化,两侧各设5m宽绿化带,路面排水采用立式雨水篦,人行道及绿化带下设置雨水管.
2方案比对
根据公路全长约12km,照明线路较长,采取10kV供电路灯和LED太阳能路灯两种方案进行比选.
2.110kV供电路灯
公路照明采用10kV电压等级线路供电,根据矿井最小导线截面,选择YJV22-10kV3×95mm2电缆,直埋于公路绿化带内,三相负荷分配应平衡.
照明设备的电压为AC380/220V,沿公路一侧的绿化带内设路灯SCB10-50KVA照明箱式变压器8座,箱式变压器间距约为1500m,每个箱式变压器约承担其附近道路两侧84盏路灯的供电负荷.负荷率约为67%.箱式变压器一次侧采用角型接线,变比采用10/0.4,高压主进侧采用负荷开关,高压设计量柜,箱变低压主进线开关采用塑壳式开关.无功补偿采用箱变内集中补偿和单灯分散补偿的方式,每套气灯具内安装补偿电容器（由灯具供货商配）,补偿后的功率因数应大于0.9,箱变内低压系统采用集中动态补偿方式,要求补偿后的功率因数应达到0.95以上.
灯具选用半截光型灯具,光源为250W和150W高压钠灯,采用双臂钢管路灯安装在人行道绿化带上,机动车道侧照明器的安装高度为8m,灯杆基本间距为35m,双侧对称布置.灯具的悬挑长度不超过2m,灯具的仰角不超过15°.灯具的防护等级不应小于IP54.带有散热器,并有足够的机械强度.金属灯杆采用热浸锌或铝喷涂,对灯杆表面进行防蚀处理.
电力负荷估算
路灯总数：656基
路灯工作数：656基
设备总容量：262.4kW
设备工作容量：262.4kW
有功功率：262.4kW
无功功率：162.62kVar
视在功率：308.71kVA
功率因数：0.85
2.2LED太阳能路灯
采用太阳能道路灯,光源为LED60W和LED20W,采用双臂钢管路灯安装在人行道绿化带上,机动车道侧照明器的安装高度为8m,灯杆基本间距为
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路灯总数：764基
路灯工作数：764基
设备总容量：61.12kW
设备工作容量：61.12kW
有功功率：61.12kW
无功功率：29.6kVar
视在功率：67.91kVA
功率因数：0.9
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LED太阳能路灯比高压钠灯工作电压安全,性能稳定,不会发生触电事故.LED太阳能路灯采用的是清洁的可再生能源,相比于传统的高压钠灯可以减少二氧化碳的排放量.LED太阳能路灯不用铺设输配电电缆,减少了铜资源的消耗.高压钠灯10kV供电线路长,相关的电气设备投资比较高.LED太阳能路灯无需对电网市电进行消耗,无需交电费.LED太阳能路灯使用寿命长.高压钠灯使用寿命为3000h左右,基本一年一换.LED灯的理论寿命为50000h.
经对两种方案进行技术经济比较后,推荐采用LED太阳能路灯.
2.3灯具布置
平曲线半径大于等于1000m的曲线路段,其照明灯杆按直线路段设置.平曲线半径小于1000m的路段照明灯杆的间距,为直线段的0.5～0.75倍.半径越小,间距也应越小.曲线路段发生视线障碍时,在曲线外侧增设照明灯杆.曲线路段的照明灯杆不得安装在直线路段照明灯杆的延长线上.
2.4照明控制
LED太阳能路灯灯杆内自带控制器一个,可根据地理位置和季节变化自动判断环境亮度,合理确定路灯开关灯时间.采用光控和时控相结合的控制方式.控制器能对功率进行调节,可以控制LED灯的亮度,这样锁定了电流既满足了夜间的照明需求,又节约了蓄电池、太阳能电池板的整体配置和预算,还可以大大有效的延长LED灯的寿命.蓄电池过充、过放、短路,控制器将关闭负载,停止供电,根据需要进行恢复性充电.采用具有涓流充电模式的控制器保护蓄电池,增加蓄电池的寿命,另外设置控制器欠压保护值时,把欠压保护值调在≥11.1V,防止蓄电池过放.
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3结语
太阳能技术和产品的出现,符合节能、免电缆线、绿色环保的要求,其所带来的社会效益是普通产品无法比拟的.但价格高,质量参差不齐.所以在选取灯具时,要根据实际情况来确定.线路较远时,推荐优先考虑太阳能灯具.做到安全可靠,经济合理.
参考文献
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