變電站室外照明節能措施

魯 杰

滁州供電公司，安徽滁州 239000

0 引言

照明是電力系統變電站安全運行的重要組成部分，其正常與否將直接影響運行人員正常巡視及操作，同時影響到檢修人員設備維護及事故處理等工作。因而創造一個良好、安全、可靠的光照環境對提高工作效率，減少和避免各類事故的發生，將產生愈來愈大的影響。本文從多方面加以詳盡闡述，并結合實際給出了一些變電站室外照明節能措施。

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，目前世界上最優秀的電光源之一，它具有高光效（光效高達106 流明/瓦），長壽命（平均壽命高達20 000小時），顯色性好（使其發出的光譜接近天然光），結構緊湊、性能穩定等特點。它兼有熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈的優點、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點。在同樣功率消耗的前提下，改善照明效果和質量，在照明效果不降低的情況下，可比使用高壓鈉燈節能30%比高壓汞燈節能50%，因此在國內外，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。尤其在變電站室外照明應用方面，優異的光通維持率確保了整個運行期間的照明效果，可以減少運行中使用光源、電器和燈具的數量，減少燈泡更換的次數，從而降低了整體維護成本，能起到很好的節能作用。

2 采用高效節能的照明燈具

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備、景物、周圍環境相協調。在選擇燈具時，除考慮環境光分布和限制眩目的要求外，還應考慮燈具的效率。應優先選用直射光通比例高、透射系數高、配光特性穩定的高效燈具。滿足環境和作業的配光要求。照明燈具安裝于室外，環境條件較差，在選擇燈具時，還應選擇防塵、防水、密封要求的燈具，至少防護等級應達到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，為了達到整個變電站的照度，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，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），最大光強達1 480流明。適合高亮度要求的變電站道路和配電裝置場地照明，不僅能達到照明要求，而且節約電能。

2.2 選用高效泛光燈具

選用燈具，必須根據變電站室外場地的環境條件和對照設備的要求選擇，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稱光分布 ，直射光通比例高、透光性能強，具有減弱工作區反射眩光的特點，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 提高燈具維護系數

照明光通量衰減原因有兩個，一是光源自身點燃時間較長，光通量逐漸衰減。二是隨工業化發展使燈具內反射器受到嚴重污染，表面被腐蝕，引起照度值下降。為提高燈具的維護系數，可改進對反射面的處理，采用玻璃鋁膜代替原來電解拋光的陽極氧化的傳統鋁反射器表面，它可延長使用壽命，估計10年效率只降低11%左右，這樣不僅延長更換周期，同時節約維護成本。

3 選擇節能型燈具鎮流器

鎮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流器的選用。常用高壓氣體放電燈的鎮流器主要分兩大類，第一類是電子式鎮流器，第二類是電感鎮流器。電感式鎮流器自身功率的損耗約占燈功率的20%，采用電子鎮流器可降低鎮流器功耗，使燈具的總輸入功率下降10%。變電站照明使用的高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應優先配用節能型電子鎮流器。

4 單燈電容補償

高壓鈉燈和高壓金鹵采用單燈補償電容方法，達到明顯的節能效果。例：在高壓鈉燈電路中，必須串聯一只鎮流器，它是有電阻又有電感的阻抗性負載，功率因數較低（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光效率，若在電路中并聯一個適當容量的電容器，則可提高功率因數。

為提高高壓鈉燈的功率因數，一般可在燈泡電路中并聯接入補償電容，但由于電流波形畸變，將會影響功率因數的提高。指出最大可能功率因數對于電流波形中諧波畸變部分的所占百分比的關系。目前考慮單燈補償時，一般以選0.85為宜。

高壓鈉燈采用單燈補償電容器后，可將功率因數從0.4～0.6提高到0.80～0.85，從而降低了啟動電流和工作電流。由于電流減小，電壓降也相應地減小，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

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線截面積。室外照明配電系統設計應結合日常節能的需要加以考慮。

1）對于室外照明系統應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。設備區照明光源的電源電壓應采用220V。400W以上的高強度氣體放電燈采用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，有利于延長燈具壽命和降低能耗； 2）照明應設置獨立饋電線路供給，以獲得相對穩定的電源電壓，有利于保證照度的穩定和光源的使用壽命；3）室外照明配電主線和分支線，應采用銅芯絕緣電纜。草坪燈及路燈分支線截面不應小于2.5mm2。主要供給高強度氣體放電燈的三相配電線路，截面不應小于4mm2，其中性線截面應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，減少眩光和保證運行設備及道路最小照度，平均照度之比不要太大，在布局上要合理，提高照明效果。由于變電站高壓設備均在3m以上，普通燈桿由于受到燈桿高度及燈架懸挑長度及高壓設備較低的限制，對大面積照明顯得無能為力，而高桿集中照明在這方面有著獨特的優點。同樣使用高壓金鹵燈不但能提高被照環境的平均照度，而且能節能。

7 合理的選擇照明方式、控制方式

變電站室外設備區及生活區在滿足標準照度的條件下，為節約電力，應恰當地選用一般照明、局部照明和混合照明3種方式。例如變電站站內道路只用一般照明的方式。室外設備區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，沿路設置草坪燈作為巡視照明。對于大型設備區場所的照明往往達不到工作照明的要求，容易出現暗面和暗角，應裝設了局部照明，滿足夜間檢修時的照明要求。

全站照明控制應采用自動（時控）與手動轉換開關相結合的控制方式，照明配電箱設置在值守室，便于控制及維修。對站內各設備區照明采取分區控制方式，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，有利節電。

8 規范照明管理可以節約用電

加強對各變電站室外照明設備的管理，規范照明設備的使用、維護工作，明確分工與職責，提高節能意識，養成節約用電的好習慣，減少不必要的損耗，使變電站室外照明滿足安全、文明生產地需要。措施要求：

1）變電運行人員必須合理使用變電站照明器具，養成到時開、關的良好習慣，盡可能延長燈器具的使用壽命，節約用電，減少不必要的開支；

2）照明檢修人員必須認真維護所轄照明設備，定期清掃，使照明設備始終保持在良好的運行狀態；

3）加強日常使用管理規定執行力，白天在光線充足的情況下路燈不應開啟，對于高功率照明燈具應在晚間有操作任務或有檢修工作時開啟相應部分。

9 結論

通過對以上照明節能措施的探討，可以發現在照明工程設計中如果能合理地選用高效光源及節能的照明燈具，正確地選擇照明方式及控制方式，選用節能的新設備，照明節能在變電站是完全可以做到的。作為電氣設計人員，只要平時在照明工程設計時多加考慮，不僅能給企業降低損耗，又能減輕社會能源所帶來的壓力。

[1]DLGJ56-1995，火力發電廠和變電站照明設計技術規范.

[2]GB50034-2004，建筑照明設計標準.

[3]GB50259-96，電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗收規范.

[4]北京照明協會照明設計專業委員會編.照明設計手冊，1998.