电气工程师备考：补偿变压器式照明稳压节能装置

1、综述

随着城市化进程的明显加快，路灯系统的规模也日益庞大。路灯的运行费用给各地财政造成巨大的压力。全国路灯总量约1200万盏，年耗电439亿kWh，以平均电价0.65元计，年开支为285亿元，电网因电力供应的紧张而很不稳定。

前半夜适逢用电高峰，电压就低，路灯相对昏暗，甚至出现频闪现象，后半夜却线网电压骤升，有些地区可达250V。导致照明异常明亮，甚至出现眩光，使设计寿命5年的灯泡不到1年就已损坏，以路灯保有量3万盏计，每年更换费用高达360万元(每盏更换成本120元)。

旧有的路灯控制只考虑开、关及一些保护，现在在高等级公路的照明上国家已规定要采用节能设备。对旧有的路灯，国家也大力提倡进行节能改造。

目前普遍使用的气体放电灯在允许范围内降压时照度并不成比例下降，即照度变化不大的特点，适度降压使用可以既保证照明质量，又大幅度的节约电能消耗，节省可观的电费开支。但要有经济可靠，寿命长，没污染的可调电源对路灯进行调控。

传统的滑动触点调压器、交流接触器切换、磁饱和稳压器、相控稳压器等方式，有的反应速度慢、机械触点易损坏，自动化程度低;有的效率低;有的则输出波形失真较大，常对电网产生严重的污染。

以最为简单成熟且可靠性很高的变压器技术为依托，引入微电脑作为智能控制单元，并采用先进的现代电力半导体器件作无触点控制的补偿变压器式照明稳压节能装置已经经过市场考验。正在照明领域发挥越来越重要的作用。

2、补偿变压器式照明稳压节能装置的原理

补偿变压器式照明稳压节能装置是在主回路中串联一套变压器线圈，用它所产生的电势来与主电源迭加，从而改变输出电压值。由于变压器不是直接用来供电，而仅是起补偿作用(约是总电源电压的30%)，因此变压器的功率和体积也可缩小为30%，可节省大量的铜线、铁芯等材料。

补偿变压器的初级绕组由电子功率部件与多抽头变压器的各抽头连接，电子功率部件担负二个任务：

(1)按微电脑的指令通、断与抽头的连接;

(2)按微电脑的指令细分电压——即调节导通程度，改变迭加电压的幅值，以增加电压级数和每级的精度。如每级抽头为5V，在5V范围内，我们可以再把它分为1V/挡5级。由于是靠改变电子部件的导通程度来实现的，相位等参数没有改变，所以不会改变正弦波形。

整个装置除变压器的参数计算设计得合理是个关键技术外，微电脑对反馈来的输出信号进行分析、判断，立即作出开、合电子开关的指令，电子开关又随着微电脑的指令，与电源同步(同相位)连续导通、截止。不能有误导通或不导通。如果发生误导通或不导通，就会使输出电压波形畸变，就会产生高次谐波，从而反过来给微电脑反馈错误的信息。最终导致系统崩溃。目前国内能掌握这个技术的还不多。因此过得硬的无触点产品也就很少。

3、补偿变压器式照明稳压节能装置的功能

有了经济、可靠、无谐波、无触点的调压装置，就有了使照明灯具工作在最佳状态和满足人们对照明节能要求的基础。

灯具的开和关的控制可以根据日照曲线且选用天文钟、光控开关、PLC、遥控装置等很成熟的常用方法来实现。

4、照明调控系统

补偿变压器式照明稳压节能装置与低压配电一起组成完整的照明调控系统。分三部分：

(1)开关灯及节能时间控制部分;

(2)主回路保护和控制部分;

(3)紧急和维修旁路部分。

一体式(PC级)自动转换开关(ATSE)平时不耗电，触头系统选用的材料已充分考虑了长期闲置不被氧化的问题。因此消防等可靠性要求高的场合都规定用一体式(PC级)自动转换开关(ATSE)，而不准许用接触器式、断路器式、电动负荷开关式。