變電站戶外場(chǎng)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(chǎng)地照明燈功率大、數(shù)量多，運(yùn)行人員在每月的運(yùn)維工作中，需檢查照明燈的運(yùn)行情況，夜間操作時(shí)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(dòng)化程度低。每次運(yùn)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(shí)，效率低下，耗費(fèi)人力。

（2）控制手段單一。只能通過手動(dòng)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(chǎng)地照明燈的管控及自適應(yīng)節(jié)能減排的要求。

目前，國(guó)內(nèi)有許多工作人員在變電站戶外場(chǎng)地照明燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)方面進(jìn)行了大量的研究工作，通過設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制平臺(tái)、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(shí)，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(jià)格不菲，如果重新設(shè)計(jì)基于計(jì)算機(jī)控制平臺(tái)、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(shí)際生產(chǎn)過程，筆者認(rèn)為有必要設(shè)計(jì)一套變電站戶外場(chǎng)地照明燈智能控制系統(tǒng)，提高運(yùn)行人員的工作效率，減少人力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

1 變電站戶外場(chǎng)地照明燈控制方式

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

2 變電站戶外場(chǎng)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(chǎng)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(shí)間控制系統(tǒng)。無線遙控系統(tǒng)、時(shí)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(shí)間控制系統(tǒng)包括能夠根據(jù)時(shí)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(shí)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(shí)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(hào)，接收模塊再通過通信模塊向控制器發(fā)射信號(hào)，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(shí)現(xiàn)一鍵控制變電站戶外場(chǎng)地照明燈全亮或全滅。其控制模式實(shí)物圖如圖2所示。時(shí)間控制系統(tǒng)主要元件包括用于輸入時(shí)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(yùn)維人員可以通過按鍵模塊提前設(shè)置戶外場(chǎng)地照明燈的開啟、關(guān)閉時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開燈和關(guān)燈。其控制模式實(shí)物圖如圖3所示。

2.3 變電站戶外場(chǎng)地照明燈控制回路改造

要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，需要在戶外場(chǎng)地照明燈空氣開關(guān)兩側(cè)并聯(lián)接觸器的常開觸點(diǎn)，當(dāng)接觸器吸合時(shí)，常開觸點(diǎn)閉合，將空氣開關(guān)短接。接觸器的吸合受時(shí)間控制系統(tǒng)中的控制器控制。控制回路原理改造圖如圖4所示，改造實(shí)物圖如圖5所示。

3 變電站戶外場(chǎng)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(gè)部分。其中，元器件的安裝、調(diào)試是重點(diǎn)。元器件的安裝、調(diào)試包括電源模塊、無線遙控系統(tǒng)、時(shí)間控制系統(tǒng)的安裝、連線、試驗(yàn)。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(shí)間

圖4 控制回路原理改造圖

圖5 改造實(shí)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(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，控制器接收計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)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(chǎng)地照明燈。500 kV國(guó)安變電站加裝的戶外場(chǎng)地照明燈智能控制箱安裝、連線、試驗(yàn)效果如圖6所示。

4 變電站戶外場(chǎng)地照明燈智能控制箱的使用

變電站戶外場(chǎng)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(chǎng)地照明燈全亮或全滅。

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

圖6 國(guó)安變電站戶外場(chǎng)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(cè)光線強(qiáng)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(cè)戶外亮度，當(dāng)亮度低于設(shè)定閾值時(shí)，增加戶外照明燈亮燈數(shù)目；當(dāng)亮度高于設(shè)定閾值時(shí)，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(guó)安變電站加裝的戶外場(chǎng)地照明燈智能控制箱運(yùn)行至今，裝置經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行檢驗(yàn)，效果良好。本文設(shè)計(jì)使用的變電站戶外場(chǎng)地照明燈智能控制系統(tǒng)是一套環(huán)保、省時(shí)省力、效率高、使用便捷的裝置，同時(shí)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）自動(dòng)化程度高。運(yùn)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(shí)，效率高。

（2）控制手段靈活。一鍵控制變電站戶外場(chǎng)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)照明燈的狀態(tài)。

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