變電站室外照明節(jié)能措施

魯 杰

滁州供電公司，安徽滁州 239000

0 引言

照明是電力系統(tǒng)變電站安全運(yùn)行的重要組成部分，其正常與否將直接影響運(yùn)行人員正常巡視及操作，同時(shí)影響到檢修人員設(shè)備維護(hù)及事故處理等工作。因而創(chuàng)造一個(gè)良好、安全、可靠的光照環(huán)境對(duì)提高工作效率，減少和避免各類事故的發(fā)生，將產(chǎn)生愈來(lái)愈大的影響。本文從多方面加以詳盡闡述，并結(jié)合實(shí)際給出了一些變電站室外照明節(jié)能措施。

1 采用高光效的高壓金鹵燈光源

高壓金鹵燈是一種高壓蒸汽電燈，目前世界上最優(yōu)秀的電光源之一，它具有高光效（光效高達(dá)106 流明/瓦），長(zhǎng)壽命（平均壽命高達(dá)20 000小時(shí)），顯色性好（使其發(fā)出的光譜接近天然光），結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。它兼有熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈的優(yōu)點(diǎn)、克服了這些燈的缺陷，金鹵燈匯集了氣體放電光源的主要優(yōu)點(diǎn)。在同樣功率消耗的前提下，改善照明效果和質(zhì)量，在照明效果不降低的情況下，可比使用高壓鈉燈節(jié)能30%比高壓汞燈節(jié)能50%，因此在國(guó)內(nèi)外，高壓金鹵燈得到推廣，大量使用，有取代高壓納燈、高壓汞燈的趨勢(shì)。尤其在變電站室外照明應(yīng)用方面，優(yōu)異的光通維持率確保了整個(gè)運(yùn)行期間的照明效果，可以減少運(yùn)行中使用光源、電器和燈具的數(shù)量，減少燈泡更換的次數(shù)，從而降低了整體維護(hù)成本，能起到很好的節(jié)能作用。

2 采用高效節(jié)能的照明燈具

變電站室外照明可選用的燈具型式較為廣泛，但其選型必須和被照設(shè)備、景物、周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。在選擇燈具時(shí)，除考慮環(huán)境光分布和限制眩目的要求外，還應(yīng)考慮燈具的效率。應(yīng)優(yōu)先選用直射光通比例高、透射系數(shù)高、配光特性穩(wěn)定的高效燈具。滿足環(huán)境和作業(yè)的配光要求。照明燈具安裝于室外，環(huán)境條件較差，在選擇燈具時(shí)，還應(yīng)選擇防塵、防水、密封要求的燈具，至少防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP65。

2.1 采用新型高壓金鹵燈具

燈具效率的高低還不能完全反映它照明效果的好壞，為了達(dá)到整個(gè)變電站的照度，燈具的配光往往比燈具效率更為重要。新型的金鹵燈燈具與舊型的高壓鈉燈具相比，采用特制反光鏡和眩光技術(shù)，燈光效率可提高30%，且配光合理（寬配光）光分布均勻（反射器反射率R= 90%；投射角r =78度左右），最大光強(qiáng)達(dá)1 480流明。適合高亮度要求的變電站道路和配電裝置場(chǎng)地照明，不僅能達(dá)到照明要求，而且節(jié)約電能。

2.2 選用高效泛光燈具

選用燈具，必須根據(jù)變電站室外場(chǎng)地的環(huán)境條件和對(duì)照設(shè)備的要求選擇，再按燈具的配光特性效率，光線投射距離以及光源的光色選擇。高效泛光燈燈具采用非對(duì)稱光分布 ，直射光通比例高、透光性能強(qiáng)，具有減弱工作區(qū)反射眩光的特點(diǎn)，在一定的照度下，能夠大大改善視覺條件，可獲得較高的效能。

2.3 提高燈具維護(hù)系數(shù)

照明光通量衰減原因有兩個(gè)，一是光源自身點(diǎn)燃時(shí)間較長(zhǎng)，光通量逐漸衰減。二是隨工業(yè)化發(fā)展使燈具內(nèi)反射器受到嚴(yán)重污染，表面被腐蝕，引起照度值下降。為提高燈具的維護(hù)系數(shù)，可改進(jìn)對(duì)反射面的處理，采用玻璃鋁膜代替原來(lái)電解拋光的陽(yáng)極氧化的傳統(tǒng)鋁反射器表面，它可延長(zhǎng)使用壽命，估計(jì)10年效率只降低11%左右，這樣不僅延長(zhǎng)更換周期，同時(shí)節(jié)約維護(hù)成本。

3 選擇節(jié)能型燈具鎮(zhèn)流器

鎮(zhèn)流器的能耗一般占到整改燈具能耗20%～30%之間，為此我們因著重考慮鎮(zhèn)流器的選用。常用高壓氣體放電燈的鎮(zhèn)流器主要分兩大類，第一類是電子式鎮(zhèn)流器，第二類是電感鎮(zhèn)流器。電感式鎮(zhèn)流器自身功率的損耗約占燈功率的20%，采用電子鎮(zhèn)流器可降低鎮(zhèn)流器功耗，使燈具的總輸入功率下降10%。變電站照明使用的高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應(yīng)優(yōu)先配用節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器。

4 單燈電容補(bǔ)償

高壓鈉燈和高壓金鹵采用單燈補(bǔ)償電容方法，達(dá)到明顯的節(jié)能效果。例：在高壓鈉燈電路中，必須串聯(lián)一只鎮(zhèn)流器，它是有電阻又有電感的阻抗性負(fù)載，功率因數(shù)較低（一般在0.38～0.57之間），致使供電線路的電能損失和電壓降增大直接影響光源的發(fā)光效率，若在電路中并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)容量的電容器，則可提高功率因數(shù)。

為提高高壓鈉燈的功率因數(shù)，一般可在燈泡電路中并聯(lián)接入補(bǔ)償電容，但由于電流波形畸變，將會(huì)影響功率因數(shù)的提高。指出最大可能功率因數(shù)對(duì)于電流波形中諧波畸變部分的所占百分比的關(guān)系。目前考慮單燈補(bǔ)償時(shí)，一般以選0.85為宜。

高壓鈉燈采用單燈補(bǔ)償電容器后，可將功率因數(shù)從0.4～0.6提高到0.80～0.85，從而降低了啟動(dòng)電流和工作電流。由于電流減小，電壓降也相應(yīng)地減小，從而提高了末端電壓，減少了線路電能損失。

5 選擇合理的照明配電系統(tǒng)

變電站照明線路的損耗約占輸入電能的5%左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導(dǎo)線截面積。室外照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合日常節(jié)能的需要加以考慮。

1）對(duì)于室外照明系統(tǒng)應(yīng)采用三相四線三種方式供電。此供電方式比其他供電方式線路損耗小得多。設(shè)備區(qū)照明光源的電源電壓應(yīng)采用220V。400W以上的高強(qiáng)度氣體放電燈采用380V，以降低損耗。照明燈具的端電壓值介于其額定電壓的96%和108%之間，有利于延長(zhǎng)燈具壽命和降低能耗； 2）照明應(yīng)設(shè)置獨(dú)立饋電線路供給，以獲得相對(duì)穩(wěn)定的電源電壓，有利于保證照度的穩(wěn)定和光源的使用壽命；3）室外照明配電主線和分支線，應(yīng)采用銅芯絕緣電纜。草坪燈及路燈分支線截面不應(yīng)小于2.5mm2。主要供給高強(qiáng)度氣體放電燈的三相配電線路，截面不應(yīng)小于4mm2，其中性線截面應(yīng)滿足不平衡電流及諧波電流的要求，且不小于相線截面，保證供電可靠，降低線損

6 合理布局

為了獲取良好的變電所室外光照度，減少眩光和保證運(yùn)行設(shè)備及道路最小照度，平均照度之比不要太大，在布局上要合理，提高照明效果。由于變電站高壓設(shè)備均在3m以上，普通燈桿由于受到燈桿高度及燈架懸挑長(zhǎng)度及高壓設(shè)備較低的限制，對(duì)大面積照明顯得無(wú)能為力，而高桿集中照明在這方面有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。同樣使用高壓金鹵燈不但能提高被照環(huán)境的平均照度，而且能節(jié)能。

7 合理的選擇照明方式、控制方式

變電站室外設(shè)備區(qū)及生活區(qū)在滿足標(biāo)準(zhǔn)照度的條件下，為節(jié)約電力，應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x用一般照明、局部照明和混合照明3種方式。例如變電站站內(nèi)道路只用一般照明的方式。室外設(shè)備區(qū)宜采用泛光燈加草坪燈混合照明，泛光燈作為操作檢修照明，沿路設(shè)置草坪燈作為巡視照明。對(duì)于大型設(shè)備區(qū)場(chǎng)所的照明往往達(dá)不到工作照明的要求，容易出現(xiàn)暗面和暗角，應(yīng)裝設(shè)了局部照明，滿足夜間檢修時(shí)的照明要求。

全站照明控制應(yīng)采用自動(dòng)（時(shí)控）與手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)相結(jié)合的控制方式，照明配電箱設(shè)置在值守室，便于控制及維修。對(duì)站內(nèi)各設(shè)備區(qū)照明采取分區(qū)控制方式，這樣可增加照明分支回路控制的靈活性，使不需照明的地方不開燈，有利節(jié)電。

8 規(guī)范照明管理可以節(jié)約用電

加強(qiáng)對(duì)各變電站室外照明設(shè)備的管理，規(guī)范照明設(shè)備的使用、維護(hù)工作，明確分工與職責(zé)，提高節(jié)能意識(shí)，養(yǎng)成節(jié)約用電的好習(xí)慣，減少不必要的損耗，使變電站室外照明滿足安全、文明生產(chǎn)地需要。措施要求：

1）變電運(yùn)行人員必須合理使用變電站照明器具，養(yǎng)成到時(shí)開、關(guān)的良好習(xí)慣，盡可能延長(zhǎng)燈器具的使用壽命，節(jié)約用電，減少不必要的開支；

2）照明檢修人員必須認(rèn)真維護(hù)所轄照明設(shè)備，定期清掃，使照明設(shè)備始終保持在良好的運(yùn)行狀態(tài)；

3）加強(qiáng)日常使用管理規(guī)定執(zhí)行力，白天在光線充足的情況下路燈不應(yīng)開啟，對(duì)于高功率照明燈具應(yīng)在晚間有操作任務(wù)或有檢修工作時(shí)開啟相應(yīng)部分。

9 結(jié)論

通過對(duì)以上照明節(jié)能措施的探討，可以發(fā)現(xiàn)在照明工程設(shè)計(jì)中如果能合理地選用高效光源及節(jié)能的照明燈具，正確地選擇照明方式及控制方式，選用節(jié)能的新設(shè)備，照明節(jié)能在變電站是完全可以做到的。作為電氣設(shè)計(jì)人員，只要平時(shí)在照明工程設(shè)計(jì)時(shí)多加考慮，不僅能給企業(yè)降低損耗，又能減輕社會(huì)能源所帶來(lái)的壓力。

[1]DLGJ56-1995，火力發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范.

[2]GB50034-2004，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).

[3]GB50259-96，電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范.

[4]北京照明協(xié)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì)編.照明設(shè)計(jì)手冊(cè)，1998.