變電站LED綠色照明系統應用分析

劉 濤，劉明月

（沈陽電力勘測設計院，遼寧 沈陽 110003）

變電站LED綠色照明系統應用分析

劉 濤，劉明月

（沈陽電力勘測設計院，遼寧 沈陽 110003）

隨著電氣技術的不斷發展，變電站內照明設計采用LED綠色設備，對站內安全運行以及建筑節能減排將發揮舉足輕重的作用。以分析LED綠色照明優勢為基礎，對站內安全運行以及建筑節能減排進行論證，闡述了智能輔助控制系統與LED綠色照明設備的結合方式。

LED；智能輔助控制系統；光伏

隨著國家電網公司建議“兩型一化”變電站原則的逐步推廣，作為變電站不可或缺的照明在設計思想上也必須按照“資源節約、環境友好”的原則進行設計。近年來，變電站的輔助系統要求日益提高，變電站本體輔助系統耗能已占站用變容量的70%，使站用變容量不斷增加，加大了設備的投入支出。因此進行變電站建筑節能，不僅有著巨大的經濟效益，還可以改善變電站室內熱環境，減少污染，提高變電站運行環境水平，并能帶動相關產業和經濟持續發展［1］。

1 變電站采用LED燈具的優勢

LED被稱為第四代照明光源，具有節能、環保、壽命長、體積小等特點。在變電站內二次設備室等部分重要設備房間內使用LED照明，高效節能，光通量達到4 000 Lm以上，平均使用壽命在5萬h以上；10 kV配電裝置室、電容器室、接地變室和預留設備間內墻壁上安裝LED泛光燈，無頻閃、無眩光。LED燈具采用特制反光鏡和低眩光技術，燈具附件采用減震、散熱結構和密封、防腐處理，增強了燈具的可靠性，降低了故障率，能滿足運行和檢修需要。對蓄電池室內采用防爆型LED節能泛光燈，以滿足蓄電池室內對燈具的需求。電纜隧道和電纜豎井內采用LED節能通道燈，其光效高，耗電量僅為相同光通量白熾燈的20%。全壽命周期內無需更換光源，光源發光效率高，功耗低，顯色性好，功率因數大于0.95。

2 變電站智能輔助系統對照明系統的控制

智能輔助系統中集成照明輔助控制部分利用計算機、無線通信數據傳輸、擴頻電力載波通信、計算機智能化信息處理及節能型電器控制等技術組成的遙控、遙信控制系統，來實現對照明設備的智能化控制［2］。對多回路照明系統，智能輔助系統可實現逐級多回路靈活控制。智能輔助燈光控制組件與就地翹板開關并行連接，相互獨立、互不干擾。

照明輔助控制部分通過計算機后臺分析，智能靈活的與變電站視頻輔助控制部分、消防輔助控制部分形成聯動。當夜間視頻裝置啟動時，通過智能輔助系統的聯動功能，啟動照明系統，使被觀察區域滿足照度要求；與火災報警系統聯動，當有火災發生時，通過智能輔助系統聯切非消防電力負荷，實現變電站安全穩定運行［3］。

3 LED燈具存在的問題

照明燈具多采用大功率LED。目前大功率LED的光效僅15%～30%，其余大多數能量轉化為熱能。如果熱能不能有效排出，將導致嚴重后果。高溫會降低LED的光通量及其發光效率、引起光波紅移、偏色，同時還會引起器件老化等不良現象，最重要的是會使LED壽命呈指數縮減，資料顯示，溫度每升高10℃，壽命約減少一半。因此，LED熱管理十分重要。熱傳遞的3種基本方式為傳導、對流和輻射，熱管理分為瞬態分析和穩態分析。散熱器的主要傳遞途徑為傳導和對流散熱，自然對流下的輻射散熱也不容忽視［4］。

散熱技術是LED燈具設計的關鍵技術之一，良好的散熱效果是LED燈具性能的保證。一般LED照明燈具的熱管理精度在±2℃以內。通過對影響LED燈具散熱因素進行分析，可以得到如下結論：

a.通過系統散熱設計可以降低LED結溫，但不能無限制地降低系統溫度；

b.減小熱阻較大部件的熱阻值可以有效降低LED結溫；

c.改善對流環境（增加風扇）可明顯降低系統溫度，但需要注意系統的壽命和可靠度；

d.利用紅外輻射也可以有效幫助散熱；

e.降低系統溫度的根本原因是提高LED光效、減小生熱率。

4 金鹵燈具與LED燈具對比分析

燈具性能對比分析情況如表1所示。將使用的金鹵燈具與LED燈具在數量、總功率及應用效果方面進行統計，如表2所示。經濟性對比分析如表3所示。

表1 燈具性能對比分析

表2 使用數量、總功率及應用效果對比

表3 經濟性對比分析

由以上數據可知，采用LED燈具后，相比于傳統燈具，整個工程主要在以下方面產生了效益：

a.以7年為1個周期（因燈具一般保用7年），7年的電費及維護費用減少82.7%；

b.購買燈具的一次性投資費用高出48%，但由于在整個系統中占比不大，僅電費節約費用一項就可以沖抵；

c.LED光源不含鉛、鉻等有害元素，綠色環保，提升工程形象，帶來無形的節能環保社會效益及巨大的經濟效益，這是無法用數字來衡量的。

5 光伏系統要求

為提倡清潔能源的使用，本站采用光伏發電系統。預計在變電站樓頂安裝130塊光伏電池板，光伏裝機容量達到32.5 kW，根據變電站380 V交流電源的接線形式，光伏發電系統為主供電源，當黑天及陰霾等天氣光伏系統發電不足時，由站用變壓器給全站負荷供電。因此，減小用電負荷是保證光伏系統穩定運行的重要條件。從LED照明燈具與傳統燈具對比中可以看出，LED照明系統實際用電負荷僅為傳統照明系統用電負荷的25%，這樣減少了光伏發電系統的負荷壓力，維護了光伏系統的穩定運行。

6 結束語

綜上分析了變電站照明設計的特點，通過對合理選擇光源、燈具、照明標準值以及照明控制方式等方面的探討，結合變電站工程實際情況作出普通燈具與LED燈具的全壽命周期對比，證明LED的內在特征決定了它為最理想光源來代替傳統光源，其經濟耐用不易損壞的特性非常適合在無人值班的變電站中應用。

［1］宋璇坤，李敬如，肖智宏，等.新一代智能變電站整體設計方案［J］.電力建設，2012，33（11）：1－5.

［2］張幼明，高忠繼，黃 旭.智能變電站技術應用研究［J］.東北電力技術，2012，33（5）：12－14.

［3］柳國梁，張新育，胡兆明.變電站模塊化建設研究綜述［J］.電網技術，2008，32（7）：36－38.

［4］云 飛.綠色變電站和變電站設計模型［J］.城市建設理論研究，2014，4（11）：40－41.

Application Analysis on LED Green Lighting System for Substation

LIU Tao，LIU Ming?yue
（Shenyang Electric Power Survey＆Design Institute，Shenyang，Liaoning 110003，China）

With the continuous development of electrical technology，lighting design in substation using LED green equipment for safe operation and energy saving?discharge reducing is very important.Based on LED green lighting advantage，safe operation and energy saving?discharge reducing are elucidated，the combination of intelligent auxiliary control system and LED green light equipment is dis?cussed.

LED；Intelligent auxiliary control system；Photovoltaic

TM63

A

1004－7913（2016）06－0035－03

劉 濤（1982—），男，學士，工程師，從事220 kV及以下變電站電氣一、二次設計工作。

2016－02－29）