单相变压器城市照明节电新系统

　　我国低压配电系统中广泛使用三相系统。在低压配电网中，目前广泛采用“小容量、密布点、短半径”　的供电方式，这种供电方式能明显降低低压配网线损。单相变压器的使用正是落实这种供电方式的重要措施，而且，单相变压器和单相变电、配电技术已经被列为我国重点推荐的节电技术。

　　苏州市已经有了10多年采用单相配电系统运行和管理经验。单相配电的优点: 促进线损降低，提高电压质量，用电相对安全。

　　1  单相变压器给照明负荷供电的技术优势

　　( 1)损耗小，节电

　　使用同样材料相同容量的单相变压器比三联相变压器空载损耗小; 单相变压器可使高压线路进一步接近负荷点，缩小了低压供电半径，降低了低压配网损耗。

　　苏州*新村由三相变压器改为单相变压器供电的线损，50 kVA 同容量的单相变压器损耗较三相变压器低。采用D12 - 50 单相变压器供电比采用S11- 50三相变压器供电一年可节电586 kW。

　　( 2)工程造价节省

　　单相变压器供电，高压分支线为两线架设，低压线路为两线或三线架设; 而三相变压器供电，高压分支线为三线架设，低压线路为四线架设。从工程费用上计算，采用单相变压器供电，高压线路可节省10% ,低压线路可节省15% 的工程造价。

　　( 3)供电可靠

　　单相变压器用于小容量密布点的供电方式，增加了用户的数量，增加了可靠性计算的基数，提高了供电可靠性; 同时，负荷紧张时拉闸限电，单相变压器会缩小停电范围，也会减少对用户供电可靠性的影响。

　　( 4)便于实施路灯下半夜降压节电新技术

　　城市路灯一般沿道路两铡布置，采用如图1 ( a )所示的单相V /V0 变压器供电，特别适合路灯安装接线。

　　采用单相V /V0 变压器供电给城市道路照明负荷，在下半夜不影响道路照明的前提下，文献[ 1]给出了路灯降压节电新的技术方案。

　　单相变压器替代三相变压器供电给城市道路照明负荷，可以收到单相变压器节电、下半夜路灯自动降压节电的双重节电效果。

图1  单相变压器接线图

　　2  V /V0 单相变压器

　　目前厂家生产的单相变压器联结组别标号为I,I0。接线方式主要有两种: ( 1) 低压侧三抽头V /V0式。低压绕组为380 V 单绕组带中性线，当中性线接地时，形成两个220 V 的绕组。低压侧三抽头式变压器接线图如图1 ( a )。在图1 ( a )中，a1，a2 为相线，x为零线。( 2)低压侧四抽头式。低压侧绕组为双绕组，两个绕组之间无电气联接，高压侧10 kV，两个低压侧均为220 V。低压侧四抽头式变压器接线如图1( b)。在图1( b)中，a1，a2 为相线，x1，x2 为零线。

　　单相配电目前应用和存在的问题: 单相变压器自身损耗与同系列三相变压器的比较，两台单相变压器V /V联接时处理中性线的接线方式，使用环境和负荷同时系数，低压剩余电流保护设备设置，负荷平衡，完善单相系统投资的经济*价方法。

　　( 1)单相变压器的高压搭头应考虑尽量使变电站10 kV 线路出口三相电流平衡。如果10 kV 出线三相电流不平衡，既会增加主变压器的附加损耗，还会在系统内产生负序电压，严重时可能使主变压器后备复合电压闭锁过电流保护开放其闭锁回路，导致保护装置误动作。因此，城市单相变压器10 kV 侧，应交替接入三相电源，这样可以做到负荷基本平衡。

　　( 2) 单相变压器供电时，尽量使变压器靠近负荷点。

　　3  单相变压器高压钠灯照明节电新系统

　　路灯是单相负荷，适合由单相变压器供电。我们以城市道路照明负荷为例，由单相变压器供电组成节电新系统。

　　目前国内外路灯节电的方法主要是电磁式降压节电。上海潘登公司研制的GGDZ照明稳压节电柜,是以补偿变压器、调压变压器、调压控制机构、主电路、控制电路、时控电路等6个技术单元组成的新一代照明节电产品。路灯使用的灯具一般为气体放电灯，它们的最佳工作电压在210 V ~ 200 V，GGDZ照明柜在启动时需要220 V 电压，点亮后适当降低并稳定输出电压。西班牙生产的NE 装置( ILUEST照明稳压调光器)运行有较好的节能效果。NE 是专用于气体放电灯的节能智能调压电源装置，它是以一个多抽头变压器为核心，配电子控制器和稳压的电源成套装置。根据控制指令，能自动降压到节能运行电压。

　　单相变压器高压钠灯照明节电系统不需要增加自耦变压器、补偿变压器或电抗器等设施，入夜时变压器作V /V0 接线; 在下半夜通过电子控制器自动断开变压器二次侧的中性线，变成V /V 接线; 使灯具的电压从相电压自动变换到线电压的一半。由于下半夜变压器二次侧的线电压为400 V，这样就实现了灯具供电电压从220 V降为200 V。

　　我们在实验室对  单相变压器高压钠灯照明节电 试验装置进行了测试。电光源为飞利浦亚明照明有限公司生产的NG70高压钠灯，镇流器规格型号:

　　BSN70L300 I; SON: 70 W; Ima iains; 0. 98 A; cos 0. 4。

　　触发器规格型号: CD - 2a; 生产厂家: 上海亚明灯泡厂有限公司。测量仪表为长沙湘星仪表厂生产的电压表42L6- V，0- 250 V，精度10 V; 电流表42L- 6 A，0- 2 A，精度0. 1，测量结果见表1和表2。

表1  电压测量数据

表2  电流测量数据

　　2009年3月11日湖南省计量检测院使用0. 02级、编号0305069、证书号DLdr2008 - 9039的三相电能表检定装置; 电流检测值如表3中的实际值，电压检测值如表4中的实际值(湖南省计量检测院测试证书编号: EB字第2009- 0049号)。

表3  高压钠灯电流检测

表4  高压钠灯电压检测

　　从表3、表4可知，供电电压为220 V 时，高压钠灯电流为1. 04 A，而供电电压降至200 V 时，高压钠灯电流为0. 95 A，不考虑降压前后高压钠灯电阻微小的变化，降压后节电16. 6%。