變電站戶外場地照明燈智能控制系統(tǒng)的研制與應(yīng)用

韓玉龍

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東珠海519000）

0 引言

變電站戶外場地照明燈功率大、數(shù)量多，運行人員在每月的運維工作中，需檢查照明燈的運行情況，夜間操作時要去照明配電箱依次合上相應(yīng)的空氣開關(guān)，開啟照明燈，任務(wù)完成后再依次斷開空氣開關(guān)，將照明燈關(guān)閉。這種操作模式存在諸多弊端：

（1）人工控制，自動化程度低。每次運行人員都要從主控室下樓到一層照明配電箱分、合空氣開關(guān)，操作不及時，效率低下，耗費人力。

（2）控制手段單一。只能通過手動分、合空氣開關(guān)的方式完成照明燈的開啟、關(guān)閉。

（3）無法滿足戶外場地照明燈的管控及自適應(yīng)節(jié)能減排的要求。

目前，國內(nèi)有許多工作人員在變電站戶外場地照明燈系統(tǒng)的設(shè)計和改進(jìn)方面進(jìn)行了大量的研究工作，通過設(shè)計計算機控制平臺、主控裝置等完成指令的控制，信息的連接方式既可以是有線連接，也可以是無線連接。同時，燈具也要進(jìn)行相應(yīng)的改造，將高功率的鹵化燈更換為節(jié)能的LED燈，增加光照傳感模塊等。然而，若一座敞開式變電站的照明燈全部改造，價格不菲，如果重新設(shè)計基于計算機控制平臺、主控裝置等軟硬件功能的智能照明系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)成本非常高。

基于上述問題，結(jié)合實際生產(chǎn)過程，筆者認(rèn)為有必要設(shè)計一套變電站戶外場地照明燈智能控制系統(tǒng)，提高運行人員的工作效率，減少人力，實現(xiàn)節(jié)能減排。

1 變電站戶外場地照明燈控制方式

目前，變電站戶外場地照明燈控制方式主要通過在戶外照明配電箱手動合上（斷開）空氣開關(guān)的方式實現(xiàn)開啟（關(guān)閉）照明燈。

2 變電站戶外場地照明燈智能控制系統(tǒng)的研制

2.1 智能控制系統(tǒng)的原理

變電站戶外場地照明燈智能控制系統(tǒng)，包括電源模塊、無線遙控系統(tǒng)和時間控制系統(tǒng)。無線遙控系統(tǒng)、時間控制系統(tǒng)與電源模塊連接；無線遙控系統(tǒng)包括用于調(diào)制信息的發(fā)射模塊和用于解調(diào)信息的無線接收模塊，發(fā)射模塊和無線接收模塊無線連接；時間控制系統(tǒng)包括能夠根據(jù)時間控制照明燈開/關(guān)的控制器，控制器的輸入端連接無線接收模塊，輸出端通過接觸器連接到照明燈，時間控制系統(tǒng)可以用于顯示設(shè)置參數(shù)和照明燈的狀態(tài)，顯示模塊與控制器之間雙向通信連接。工作原理圖如圖1所示。

圖1 智能控制系統(tǒng)工作原理圖

2.2 無線遙控系統(tǒng)和時間控制系統(tǒng)的組成

無線遙控系統(tǒng)主要包括無線遙控器和無線接收模塊。無線接收模塊包含接收模塊以及通信模塊，無線遙控器的發(fā)射模塊向接收模塊發(fā)射信號，接收模塊再通過通信模塊向控制器發(fā)射信號，控制戶外照明燈的開啟或關(guān)閉。無線遙控器上設(shè)有ON按鈕以及OFF按鈕，實現(xiàn)一鍵控制變電站戶外場地照明燈全亮或全滅。其控制模式實物圖如圖2所示。時間控制系統(tǒng)主要元件包括用于輸入時間參數(shù)、光照等參數(shù)的按鍵模塊、控制器，按鍵模塊與控制器雙向通信連接。運維人員可以通過按鍵模塊提前設(shè)置戶外場地照明燈的開啟、關(guān)閉時間，實現(xiàn)自動開燈和關(guān)燈。其控制模式實物圖如圖3所示。

2.3 變電站戶外場地照明燈控制回路改造

要實現(xiàn)自動控制功能，需要在戶外場地照明燈空氣開關(guān)兩側(cè)并聯(lián)接觸器的常開觸點，當(dāng)接觸器吸合時，常開觸點閉合，將空氣開關(guān)短接。接觸器的吸合受時間控制系統(tǒng)中的控制器控制?？刂苹芈吩砀脑靾D如圖4所示，改造實物圖如圖5所示。

3 變電站戶外場地照明燈智能控制箱的安裝、調(diào)試

智能控制箱的安裝、調(diào)試包括元器件及箱體的安裝、調(diào)試兩個部分。其中，元器件的安裝、調(diào)試是重點。元器件的安裝、調(diào)試包括電源模塊、無線遙控系統(tǒng)、時間控制系統(tǒng)的安裝、連線、試驗。電源模塊分為輸出交流電源的市電模塊和開關(guān)電源，市電模塊為接觸器提供交流電源，開關(guān)電源滿足無線接收模塊和控制器工作電壓的要求，無線接收模塊和控制器的工作電壓為220 V。

圖2 一鍵控制燈全亮或全滅

圖3 按鍵模塊設(shè)定開、關(guān)燈時間

圖4 控制回路原理改造圖

圖5 改造實物圖

控制器包括四路輸入及四路輸出回路。通過按鍵模塊輸入計數(shù)脈沖信號，控制器接收計數(shù)脈沖信號作為輸入，四路輸出端并聯(lián)在接觸器的線圈上，控制接觸器的分、合，進(jìn)而完成開啟、關(guān)閉戶外場地照明燈。500 kV國安變電站加裝的戶外場地照明燈智能控制箱安裝、連線、試驗效果如圖6所示。

4 變電站戶外場地照明燈智能控制箱的使用

變電站戶外場地照明燈智能控制系統(tǒng)的使用便捷、靈活。

可以通過無線遙控器上設(shè)有的ON按鈕及OFF按鈕，一鍵控制變電站戶外場地照明燈全亮或全滅。

可以通過時間控制系統(tǒng)輸入時間參數(shù)的按鍵模塊，設(shè)定開燈、關(guān)燈時間，戶外場地照明燈在達(dá)到設(shè)定好的時間后，自動開燈和關(guān)燈。

圖6 國安變電站戶外場地照明燈智能控制箱

可以通過假日參數(shù)設(shè)置，輸入單、雙日或者周期日期，設(shè)定開燈、關(guān)燈的周期。

因控制器的輸入端還連接有用于感測光線強度的光線傳感器，可以通過光照參數(shù)設(shè)置，通過光線傳感器監(jiān)測戶外亮度，當(dāng)亮度低于設(shè)定閾值時，增加戶外照明燈亮燈數(shù)目；當(dāng)亮度高于設(shè)定閾值時，減少戶外照明燈亮燈數(shù)目?？刂破鞯亩喾N模式如圖7所示。

圖7 控制器的多種模式

5 結(jié)語

500 kV國安變電站加裝的戶外場地照明燈智能控制箱運行至今，裝置經(jīng)過現(xiàn)場運行檢驗，效果良好。本文設(shè)計使用的變電站戶外場地照明燈智能控制系統(tǒng)是一套環(huán)保、省時省力、效率高、使用便捷的裝置，同時還具有以下優(yōu)點：

（1）自動化程度高。運行人員無論是夜間操作還是月度照明燈檢查的定期工作，不再需要往返到主控樓一層照明配電箱合上、斷開空氣開關(guān)，操作及時，效率高。

（2）控制手段靈活。一鍵控制變電站戶外場地照明燈的開啟和關(guān)閉，也可以通過按鍵模塊提前將燈打開。

（3）不需要改變現(xiàn)有照明燈的格局和部署，且能實時監(jiān)測照明燈的狀態(tài)。

本戶外場地照明燈智能控制箱在珠海供電局500 kV國安變電站的成功運用，可以作為推廣項目在其他變電站借鑒應(yīng)用。