关于城市道路照明低压供配电系统方式分析
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关于城市道路照明低压供配电系统方式
分析
摘要:伴随国内城市建设日益提升的现代化程度,市内基础工程也发展得越来越快。
其中,城市化进程对道路照明所提出的要求也越来越高。
而在城市道路照明体系内,低压供配电设计则决定着整体效能,并且作为公共场所户外用电,其运行稳定性、安全性需要得到可靠的保证。
所以,应充分优化设计城市道路照明体系的供配电部分,来大幅增强该供配电体系的稳定性、安全性,进而延长整个系统的实际使用寿命并确保人身安全等。
基于此,本文从城市道路照明出发,分析了低压供配电体系,并依托某实例探讨了供配电体系方式,仅供参考。
关键词:供配电系统;低压照明;城市道路
伴随国内城市发展规模逐步扩大、发展水平不断提升,现代城市对配套设施也在不断提升投资额度[1]。
其中市政道路照明便属于很关键的组成部分之一,与城市建设水平和市民生活品质息息相关,并且常用来美化、改善城市环境。
在路灯照明中,常见的低压供配电体系则属于整个道路照明设计的核心,需要不断优化系统方式设计[2]。
一、市政道路照明中的低压供配电体系方式分析
1、供配电体系方式方案
在供配电体系方案时,一般都会综合考虑电源取向。
在具体设计中,需要本着控制供电质量、节省成本的基础原则。
现阶段,常用的低压供配电方式一般就是直接引进低压专线来进行供电。
其中还需要有关设计人员积极结合当前城市道路的整体照明系统状况,基于具体的供配电需要,来保障供电质量的安全性、可靠性,并且尽量节能降耗,最小化供配电体系设计成本。
当然,伴随国内城市逐步发展道路照明体系,市内照明设备也越来越多,照明基础设施类型也日益丰富多样。
所以,供配电方案也越来越丰富,设计人员在设计适合供配电方案时,一
般设计照明专用箱式变电站供电,亦可采用照明控制箱接公用箱变。
而为了进一
步提升电源质量,还会针对箱式变电站内变压器,尽量选用高性能、低损耗、低
噪声的变压器,科学选用好三相电力变压器。
为了减少道路上箱式变电站及照明
控制箱等箱体的数量,提升道路整体景观性,新建照明供配电系统宜结合周边路
网道路照明供配电系统综合考虑,这样既减少市政箱体数量,也方便管养单位维护。
2、配电线路设计
在设计配电线路时,主要会涉及到负荷总量运算、配电体系控制方式确定、
铺设方式等。
在照明配电系统内,运算线路总负荷属于基础性工作,并以此来展
开其他相关工作。
针对市政道路照明,一般设计的都是自动控制方式。
一般来讲,在体系内以通电时间为相应的某时段(例如采用经纬时控仪、光控等控制方式)。
若为交通信号灯,便要求使其可以维持常亮状态。
城市道路照明一般为三级负荷,针对道路照明线路,则一般供电线路长度很大但负荷不大,要求考虑的是电压损失,由于照明灯具可在额定电压的90%~105%内正常运行,故宜控制电压损失至少
在10%以内。
当前,常用减少压降的手段方法如下所示:增设电容补偿装置、扩
大导线横截面。
尤其是后一种方法,除了能够减小压降外,还能够充分降低电能
传输损耗,并充分稳定电路[3]。
由于供电线路一般较长,增大导线横断面往往对
工程造价影响较大,故需要综合考虑,选择最优方案。
照明线路一般采用地下电
缆线路敷设方式供电。
照明箱变一般供电半径宜控制在800米以内,但通过短路
保护的灵敏度校验等相关计算,满足供配电相关参数要求,供电半径可根据实际
计算情况延长。
3、接地保护体系方式
现阶段,照明线路通常均分布在市内人流高度密集的区域,因此,在接地体
系设计上也具有很高的安全性要求。
因为配电系统等之类的设备往往长时间地设
置在室外,所以也极有可能会呈现出故障。
当前,常见的接地方式就是TN-S型、TT型,据接地保护效果比较可知TT型优势更大。
通过TT型接地,需要各个路灯
均连接上接地装置,并且以镀锌角钢为接地极,控制接地电阻不超过10欧姆,
以便很有效地发挥接地保护功用,且TT型为三相四线制,节省了一根通长的PE
电缆,造价方面有所降低,因此该接地方式日益广泛应用。
需要注意,TT型只能
基于剩余电流体系保护器来实现接地保护,所以以往均采用TN-S型接地系统较多,但根据近几年发布的《公共场所(户外)用电设施建设及运行安全规程》
DB44/T 2157—2019,每盏路灯均需安装单独的剩余电流动作保护装置,故现阶
段采用TT型接地系统较为合适。
为了进一步增强PE线的可靠性,便要求在路灯
线路末端将PE线重复接地,并控制接地电阻不超过4欧姆。
4、节能需要和措施
在箱式变压器当中,宜控制负荷率不超过70%。
同时,还应选取经济适用的
运行变压器容量,以充分降低其损耗[4]。
此外,针对城市道路照明而言,在整个
设计标准中,基于强条形式,明确规定了连续照明的常规路段各种道路等级系列
下的照度标准和功率密度限值。
针对照明灯具而言,宜选取高效节能型的系统光
源和优质镇流器产品。
因为路灯自然功率因数不高,所以通过自带电容器,可以
进一步提升路灯功率因数,需要补偿以后具有至少0.9的功率因数。
由于半夜人
流量、车流量减少,可以采用相应的节能控制,即灯具内设调光模块,在半夜时
自动降功率运行,例如亮灯5小时后自动降一半功率运行(降功率幅度和时间段
可根据管理部门确定),但降功率的同时输出的光通量应不小于额定值的50%。
二、工程案例分析
1、工程概况
某道路照明工程中,道路一般标准横断面为2.25m(人行道)+2m(自行车道)+2m(绿化带)+7.5m(机动车道)+2.5m(中央绿化带)+7.5m(机动车道)+2m (绿化带)+2m(自行车道)+2.25m(人行道)=30m,车行道路面为沥青混凝土
路面,人行道路面为花岗岩,自行车道为彩色沥青混凝土路面。
道路等级为城市
次干路,线路总长为1.546km。
2、照明设计标准
本工程道路设计等级为城市次干路,本次道路照明工程按城市次干路照明标
准(低档值)设计。
车行道平均亮度Lav≥1.0(cd/㎡)[维持值],平均照度
Eh,av≥15(lx)[维持值],亮度总均匀度UO≥0.4,照度均匀度UE≥0.4,功率
密度LPD≤0.6(W/㎡)。
人行道平均照度不低于10lx(维持值)。
3、灯具布置
(1)本工程于道路两侧人行道内新建双悬臂LED路灯,车行道侧灯具10m
高120W LED、人行道侧灯具8m高60W LED,安装间距约30m,双侧对称布置。
[机动车道功率密度LPD=0.587<0.6(W/㎡),平均照度Eh,av=22.4>15(lx),平均亮度Lav=1.49>1.0(cd/㎡),人行道平均照度为10.75lx]。
(2)在道路转弯路段、路口处,适当缩小灯距,以增加照明和视觉诱导性。
在大型平交路口处布置15m高180W*3 LED中杆灯。
1.
供配电
(1)本项目道路照明供电负荷为三级。
在道路BK0+480北侧人行道内新建
一座100kVA照明箱变(XB1),10kV进线电源取电自邻近电力分接箱,为本工程
道路新建照明系统供电,供电半径约1km,总负荷约24.15kW。
(2)本工程道路照明供配电分为4个回路,分别为:XB1-1道路北侧
(BK0+000~BK0+470),计算负荷2.97kW,计算电流4.91A;XB1-2道路南侧
(BK0+000~BK0+470),计算负荷2.97kW,计算电流4.91A;XB1-3道路北侧
(BK0+470~BK1+520),计算负荷7.13kW,计算电流11.78A;XB1-4道路南侧
(BK0+470~BK1+520),计算负荷7.53kW,计算电流12.43A。
(3)供电干线采用YJHLV-0.6/1KV的全塑铝合金电缆,采用~380/220V三
相四线制(A、B、C三相+N相)低压供电,电源由箱变供给。
由供电干线引上至
顶部灯具的分支线采用RVV-450/750V-3×2.5的绝缘导线,为平衡三相负荷,灯
具的接线顺序为:A,B,C,A...三相接线顺序。
(4)道路照明供电采用TT系统,道路照明、交控用电配电回路设断路器的
瞬时过电流脱扣器兼做接地故障保护。
每一灯具设单独漏电保护开关,安装在路
灯接线盒内或者灯具内。
单根路灯的接地电阻不大于10Ω。
1.
参数校验
最大电压损失(以XB1-4回路为例):5.627%<10%(满足要求)
末端单相短路电流为102.23A
断路器整定电流为78.64A
本工程路灯出线回路开关选用Vigi NSX100F TM25G/4P ME 300mA
每盏路灯单独设漏电保护开关vigi iC65N 6A/2P VE30mA
根据查表及产品脱扣取消,满足开关灵敏度等参数满足要求。
三、结语
综上所述,在现代城市当中,合理的道路照明设计可以维持夜间正常交通、保证城市夜间通行安全,可以提供给机动车、人行道路必要的夜间照度。
针对道路照明的低压供配电,应充分确保系统设计的合理性,才能保证道路照明供配电体系运行的稳定性、安全性。
且道路照明供配电系统属于公共场所户外用电,安全用电与人身安全紧密联系,需要认真做好设计工作。
参考文献
[1]肖桦.城市道路照明系统中供配电设计的重难点[J].中国住宅设
施,2020(09):18-19.
[2]鲍国栋.道路照明配电线路短路保护设计[J].通信电源技
术,2020,37(06):86-87.
[3]杨栋.论述城市道路照明系统中供配电设计的重点[J].居舍,2020(07):67.
[4]郭文俊,顾潇.城市路灯照明供配电控制设计分析[J].自动化应
用,2018(11):93-94.。