led路燈直流供電技術(shù)

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1、LED路燈直流供電技術(shù)（南京南瑞集團(tuán)公司南京210006）摘要：針對直流供電在LED路燈照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，簡述了直流LED路燈供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分析了直流供電系統(tǒng)的優(yōu)勢，介紹了直流供電系統(tǒng)設(shè)備的構(gòu)成。最后就直流供電系統(tǒng)幾個關(guān)鍵的問題，括工作電壓的選擇，在路燈照明系統(tǒng)中供電半徑的計算方法，接地方式的選擇以及安全保護(hù)的方法等進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：直流供電；LED路幻1、直流供電LED路燈方案簡述直流供電LED路燈系統(tǒng)是在路燈控制柜內(nèi)將交流轉(zhuǎn)換為240V的直流，將直流經(jīng)配電線路輸出到LED路燈，給路燈進(jìn)行供電。與交流路燈供電系統(tǒng)

2、相比，在路燈控制柜內(nèi)增加了AC/DC變換器，在路燈端采用低成木的DC/DC驅(qū)動電源替代AC/DC驅(qū)動電源。直流供電系統(tǒng)與交流供電系統(tǒng)總體成木基木一致。2、LED路燈采用直流供電的優(yōu)點(diǎn)2.1直流供電安全性高根據(jù)GB/T13870.1-2008電流對人和家畜的效應(yīng)，人體耐受交流電流的極限值是30mA,而人體耐受直流電流的極限值是130mA；IEC標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)編號IEC60884-2-4-2007）規(guī)定，在通常狀況下，接觸電壓上限值為交流50伏或無波紋直流120伏。2.2直流配電線路保護(hù)配置簡單，可靠性高由于供電線路天然存在對

3、地分布電容，交流會通過此電容產(chǎn)生泄漏電流，且該電容會受天氣環(huán)境等變化而變化，導(dǎo)致泄漏電流隨環(huán)境變化，漏電保護(hù)定值設(shè)定困難，定值太小陰雨天易誤動，太大發(fā)生故障漏電時易拒動。如果采用直流，不存在線路分布電容漏電流，可以設(shè)置相對比較準(zhǔn)確的漏電保護(hù)定值，同時，由于不存在三相交流系統(tǒng)漏電流的方向問題，在直流系統(tǒng)中，比較容易實(shí)現(xiàn)漏電流的準(zhǔn)確檢測。2.3提高LED幻具使用壽命當(dāng)前LED模組本身壽命可達(dá)到10年，但LED模組的驅(qū)動電源壽命不超過5年，在整個LED路燈壽命周期中，至少需要更換一次電源，通常更換電源需要上燈桿維護(hù)，設(shè)備及施

4、工費(fèi)用較高。采用直流供電后，LED燈的驅(qū)動電源大大簡化，其至可以與LED模組集成在一?起，大大降低驅(qū)動電源成本，同吋電源不再需要使用壽命有限的濾波電解電容，可將電源的壽命延長至LED模組?-致，使LED燈具全壽命周期無需更換電源，真正發(fā)揮LED路燈使用壽命長的特點(diǎn)。2.4降低供電系統(tǒng)復(fù)雜性采用直流供電、不存在電源功率因素的問題，路燈端不需要進(jìn)行無功補(bǔ)償或功率因素矯正，降低了系統(tǒng)復(fù)雜性。3、直流供電路燈控制枳的組成在直流供電系統(tǒng)中，AC/DC整流電源模塊完成交流直流的轉(zhuǎn)換，是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，整流電源模塊安裝在路燈控制柜內(nèi)

5、。直流路燈控制柜主要完成功能冇：完成電源的交直流轉(zhuǎn)換，為LED路燈提供直流電源；負(fù)責(zé)與智能路燈監(jiān)控系統(tǒng)主站及單燈控制器之間的通信；完成路燈配電的安全保護(hù)等功能。直流路燈控制柜主要由柜體、換熱器、電源模塊、控制器、通信和保護(hù)設(shè)備、相關(guān)配電設(shè)備等組成。4、一些關(guān)鍵問題的考慮4.1工作電壓選擇在該系統(tǒng)中，路燈綜合控制柜輸出電壓選定為DC240V,具體原因如下：1）在改造工程中，原有的鈉燈路燈的交流供電線路耐壓等級為lkV,完全能滿足240V的電壓需求，可以不對原有的供電線路進(jìn)行改造；2）在該電壓等級上，直流微型斷路器等關(guān)鍵器

6、件在市場上有相對較多的成熟產(chǎn)品，利于選型及成本控制;3）DC240V的配電系統(tǒng)可以采用單極接地，變流設(shè)備可采用成熟的高頻開關(guān)電源模塊，設(shè)備簡單，成本較低，冋時節(jié)省電纜線路，便于路燈改造工程的實(shí)施；4）便于為原路燈線路上的AC220V用電設(shè)備供電。4.2供電半徑基本線路參數(shù)共有N個燈桿，將供電線路分為（N-1）段，每個燈桿上的路燈總功率為P;相鄰2個燈桿的間距為I，每段冋路正電纜和負(fù)電纜的總長為21;電纜電陰.率為ρ（Ω/km）,相鄰2個燈桿的線路電陰.為R;線路起始端的電壓為Uo,線路末端電壓為Un

7、;單盞路燈正常工作時電流為I。供電半徑計算以典型的路燈供電冋路為例，將線路平均分為（N-1）段，因線路的每段冋路的負(fù)載是相同的，設(shè)定路燈線路最后一段的電流為I，路燈線路倒順第二段的電流為21，以此類推，路燈線路第一段的電流為（N-1）I。供電距離計算實(shí)例我們以末端路燈允許的電壓降做為控制條件，在控制末端電壓降為10%時，根據(jù)上述公式，采用25mm八2YJV22電纜，電阻率ρ為0.73&0mega;/km,燈桿間距取60米，燈具功率130瓦，則供電半徑為1.3公里。4.3接地方式的選擇路燈直流供電系統(tǒng)根據(jù)不同的工

8、程條件可以采用TN-S或TT兩種系統(tǒng),AC/DC變流器將交流380V轉(zhuǎn)換為240V的直流，直流經(jīng)饋線輸出到路燈，該系統(tǒng)在變流器端將輸出負(fù)極接地，采用負(fù)極接地，能極大的提高系統(tǒng)電擊防護(hù)性能,保證電氣安全。對于TN-S系統(tǒng)，設(shè)置專用保護(hù)線PE,與接地的負(fù)極嚴(yán)格分開，系統(tǒng)正常運(yùn)行吋，專用保護(hù)線PE上沒有電流，只是正負(fù)極上有電流。PE線對