換流站照明節(jié)能措施研究

中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司曲靖局 代書龍 陳 亮 鄒文龍 胡學(xué)深

換流站照明節(jié)能措施研究

中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司曲靖局 代書龍 陳 亮 鄒文龍 胡學(xué)深

為減少換流站照明用電量，提高照明自動化程度，通過對當(dāng)前換流站室內(nèi)及室外照明回路進(jìn)行分析，指出回路存在的弊端，提出三種對照明回路進(jìn)行改進(jìn)的措施。分析表明，對室內(nèi)照明控制回路進(jìn)行改進(jìn)后，能實(shí)現(xiàn)有人在室內(nèi)工作時(shí)照明燈自動點(diǎn)亮，無人工作時(shí)自動熄滅的功能。對室外照明回路進(jìn)行改進(jìn)后照明燈能自動實(shí)現(xiàn)白天熄滅，夜間點(diǎn)亮的功能。此外，改進(jìn)后的回路均可實(shí)現(xiàn)手動控制，達(dá)到自動控制與手動控制于一體的目的。改進(jìn)后更有利于節(jié)約能源。

換流站；照明回路；回路改進(jìn)；照明自動化；節(jié)能

前言

換流站能實(shí)現(xiàn)交、直流電的相互轉(zhuǎn)變，由于換流站內(nèi)一、二次設(shè)備極多，換流站內(nèi)存在大量二次設(shè)備房間，室外也布置有大量照明燈，因此照明用電量大，如何減少照明用電量并提高照明系統(tǒng)的自動化程度一直都是備受關(guān)注的問題。

對此，當(dāng)前有文獻(xiàn)提出了大量措施，比如加強(qiáng)建筑節(jié)能工作的政府部門協(xié)調(diào)和節(jié)能隊(duì)伍的能力建設(shè)，出臺強(qiáng)有力的限制性節(jié)能管理政策，建立建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)激勵政策體系和長效機(jī)制[1]。照明節(jié)能設(shè)計(jì)可從照明光源設(shè)計(jì)、 照明燈具設(shè)計(jì)、 照明裝置或配件設(shè)計(jì)、 照明裝置的布置及控制設(shè)計(jì)這幾個方面著手[2]。此外，還有文獻(xiàn)指出可從以下設(shè)備的選擇入手：照明節(jié)能設(shè)計(jì)中供配電系統(tǒng)的選擇；高效照明節(jié)能光源、高效節(jié)能照明燈具及附屬裝置的選擇[3]?？筛鶕?jù)照明場所的性質(zhì)、規(guī)模、功能要求等不同,合理選擇電光源,提高發(fā)光效率,節(jié)約電能[4]。

目前的研究涉及管理政策，與照明相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)、選擇等方面。然而很少發(fā)現(xiàn)從照明回路進(jìn)行研究的文獻(xiàn)，未從提高照明自動化程度等方面進(jìn)行分析。本文對現(xiàn)有照明回路進(jìn)行研究，指出提高換流站內(nèi)照明節(jié)能措施可從照明控制回路進(jìn)行改進(jìn)，且改進(jìn)后的照明回路能提高照明自動化程度。

本文先對當(dāng)前照明回路進(jìn)行分析，指出其存在的不足，并分別對室內(nèi)及室外照明控制回路提出改進(jìn)意見。

1.換流站照明回路簡介

當(dāng)前換流站室內(nèi)及室外照明回路是一個極其簡單的電路圖，如圖1所示。照明開關(guān)K合上時(shí)，照明燈亮，斷開后照明燈滅。對照明燈的要求通常為室內(nèi)有人工作時(shí)照明燈亮，無人工作時(shí)照明燈滅，由于室內(nèi)有人工作的時(shí)間不長，若采用當(dāng)前控制回路，工作人員離開房間時(shí)未將照明燈關(guān)閉，照明燈將一直處于點(diǎn)亮狀態(tài)，導(dǎo)致大量電能被浪費(fèi)，且每次到房間工作時(shí)需先開燈，顯得比較繁瑣。

圖1 換流站照明回路

圖2 室內(nèi)照明回路改進(jìn)圖一

2.換流站室內(nèi)照明回路改進(jìn)措施研究

在建筑能耗中，建筑中電氣照明的能量消耗約是總能耗的20%左右。因此，采取建筑電氣照明的節(jié)能措施，是提高減少建筑能耗的有效手段[5]。

2.1 室內(nèi)照明回路改進(jìn)措施一

由于人員進(jìn)入房間開展工作時(shí)必須將房間門打開，可充分利用該特點(diǎn)，對照明燈控制回路進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的電路圖如圖2所示。正常情況下，開關(guān)K處于斷開位置，房間內(nèi)的照明燈由門控開關(guān)K1控制，K1與房間門存在連鎖，K1開關(guān)的開合狀態(tài)由房間門控制。房間內(nèi)無人工作時(shí)，門處于關(guān)閉狀態(tài)，門控開關(guān)K1處于斷開位置。打開房門時(shí)，由于門與開關(guān)K1之間的連鎖作用，自動將開關(guān)K1合上，照明燈點(diǎn)亮。開展工作結(jié)束人員離開房間將房門關(guān)閉后，由于連鎖作用K1自動斷開，照明燈熄滅。

開關(guān)K與K1之間設(shè)置一個機(jī)械連鎖，如圖2中虛線所示，該連鎖保證在開關(guān)K1合上時(shí)，斷開開關(guān)K。考慮到若需要長期在房間內(nèi)工作時(shí)，可能關(guān)閉房門的情況，此時(shí)門控回路中K1斷開，可由工作人員手動合上開關(guān)K，亦能使照明燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)。若工作人員離開房間時(shí)忘記關(guān)燈，當(dāng)人員打開房門后，開關(guān)K1合上，由于K1與K之間的連鎖作用自動斷開開關(guān)K，從而保證了無人工作時(shí)房間照明燈可靠熄滅。因此該照明控制回路能實(shí)現(xiàn)自動和手動兩種控制方式，在手動啟動方式下，還可以避免由于工作人員忘記關(guān)燈造成的電能浪費(fèi)。采用該控制回路較改進(jìn)前更智能化，更有利于現(xiàn)場照明節(jié)能。

2.2 室內(nèi)照明回路改進(jìn)措施二

該改進(jìn)措施任然在開關(guān)K上并聯(lián)一個輔助控制開關(guān)，該開關(guān)任然由房門控制，但開關(guān)與房門之間不采用硬接點(diǎn)的方式連接。在門的兩側(cè)分別安裝對射式光電開關(guān)的發(fā)射器和接收器，通過對射式光電開關(guān)感應(yīng)房門的開閉狀態(tài)進(jìn)而控制照明燈，當(dāng)門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，對射式光電開關(guān)K2的接收器能接收到發(fā)射器發(fā)出的光線，此時(shí)K2斷開，照明燈熄滅。當(dāng)房門被打開時(shí)，發(fā)射器和接收器之間的光線被門阻攔，此時(shí)開關(guān)K2自動合上，照明燈點(diǎn)亮。在該回路的K2與K之間任然設(shè)置機(jī)械連鎖，連鎖作用能保證K2合上時(shí)，斷開開關(guān)K，該回路同樣能實(shí)現(xiàn)照明燈的自動和手動兩種啟動方式。并且在此狀態(tài)下，由于光電開關(guān)與門沒有硬接點(diǎn)連接，頻繁對門進(jìn)行關(guān)閉、打開操作不會損壞控制開關(guān)K2，因此可靠性更高。

通過以上分析表明，采用改進(jìn)后的回路能實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)有人工作時(shí)照明燈亮，無人工作時(shí)照明燈熄滅。且照明燈的控制更趨于自動化、智能化。

圖3 室內(nèi)照明回路改進(jìn)圖二

圖4 室外照明回路改進(jìn)圖

3.換流站室外照明回路改進(jìn)措施研究

由于室外照明燈的照明要求不同于室內(nèi)，室外照明通常要求白天熄滅，晚上點(diǎn)亮。目前控制方式下常出現(xiàn)天亮?xí)r燈未關(guān)，天黑時(shí)燈未亮的情況。為避免上述情況的發(fā)生，可在開關(guān)K上并聯(lián)一個微電腦時(shí)控開關(guān)，如圖4所示，正常情況下開關(guān)K打開，通過在微電腦時(shí)控開關(guān)上對定時(shí)開、關(guān)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定來達(dá)到控制照明燈點(diǎn)亮、熄滅的目的。由于晝夜時(shí)間長短與季節(jié)有關(guān)，一年只需對時(shí)控開關(guān)進(jìn)行幾次設(shè)置便可達(dá)到自動控制照明的目的。按照季節(jié)天氣的變化，設(shè)置好燈亮、燈滅的時(shí)間，用程序進(jìn)行智能控制，不再有長明燈現(xiàn)象[6]。若時(shí)控開關(guān)故障，任然可以通過開關(guān)K手動控制照明燈的啟停功能。

根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，每個燈開關(guān)控制的燈數(shù)宜少一些，有利于節(jié)能，也便于運(yùn)行維護(hù)[7]。由于換流站內(nèi)包含多個區(qū)域，因此建議一個開關(guān)僅控制一片區(qū)域。

4.結(jié)論

若在換流站室內(nèi)照明回路開關(guān)K上并聯(lián)一個門控開關(guān)或?qū)ι涫焦怆婇_關(guān)，通過門控開關(guān)或?qū)ι涫焦怆婇_關(guān)的作用可實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)有人工作時(shí)照明燈自動點(diǎn)亮，無人工作時(shí)自動熄滅的功能，且通過開關(guān)之間的連鎖作用還能保證人員離開房間忘斷開關(guān)K的情況下，開關(guān)K能可靠斷開。

若在換流站室外照明回路開關(guān)K上并聯(lián)一個微電腦時(shí)控開關(guān)，在時(shí)控開關(guān)上根據(jù)不同季節(jié)白晝時(shí)間長短情況進(jìn)行啟停時(shí)間設(shè)置后，可實(shí)現(xiàn)照明燈白天滅，夜間亮的功能。有利于提高換流站照明自動化程度。

在三種改進(jìn)后的控制回路中，若工作需要，可通過開關(guān)K對照明回路進(jìn)行手動啟動控制，從而使換流站照明回路能實(shí)現(xiàn)自動控制和手動控制的功能。

[1]康艷兵．實(shí)現(xiàn)“十一五”節(jié)能目標(biāo)的建筑節(jié)能措施分析(2)[J]．中國能源,2007,29(2)：27-33．

[2]楊航超．建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及照明節(jié)能設(shè)計(jì)的探討[J]．燈與照明,2006,30(2)：26-28．

[3]姜宏飛,邢榮麗．淺談節(jié)能設(shè)計(jì)中的照明節(jié)能設(shè)計(jì)[J]．黑龍江科技信息,2009(15)：294-294．

[4]李明．室外照明節(jié)能措施探討[J]．現(xiàn)在建筑電氣,2010,01(4)：30-33．

[5]周蓓蓓．建筑電氣中照明節(jié)能設(shè)計(jì)分析[J]．城市建筑,2014(2)：143．

[6]吳尚升．關(guān)于城市照明節(jié)能措施的研究與分析[J]．山東工業(yè)技術(shù),2015(5)：164-164．

[7]趙建平,汪猛,袁穎,等．GB 50034-2013建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]．2013：96．

代書龍（1989－），男，大學(xué)本科，助理工程師，現(xiàn)供職于中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司曲靖局，從事高壓直流輸電系統(tǒng)換流站運(yùn)行與維護(hù)工作。

胡學(xué)深（1985－），男，碩士，工程師，現(xiàn)供職于中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司曲靖局，從事高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作。