換流站照明節能措施研究

中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司曲靖局 代書龍 陳 亮 鄒文龍 胡學深

換流站照明節能措施研究

中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司曲靖局 代書龍 陳 亮 鄒文龍 胡學深

為減少換流站照明用電量，提高照明自動化程度，通過對當前換流站室內及室外照明回路進行分析，指出回路存在的弊端，提出三種對照明回路進行改進的措施。分析表明，對室內照明控制回路進行改進后，能實現有人在室內工作時照明燈自動點亮，無人工作時自動熄滅的功能。對室外照明回路進行改進后照明燈能自動實現白天熄滅，夜間點亮的功能。此外，改進后的回路均可實現手動控制，達到自動控制與手動控制于一體的目的。改進后更有利于節約能源。

換流站；照明回路；回路改進；照明自動化；節能

前言

換流站能實現交、直流電的相互轉變，由于換流站內一、二次設備極多，換流站內存在大量二次設備房間，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的自動化程度一直都是備受關注的問題。

對此，當前有文獻提出了大量措施，比如加強建筑節能工作的政府部門協調和節能隊伍的能力建設，出臺強有力的限制性節能管理政策，建立建筑節能經濟激勵政策體系和長效機制[1]。照明節能設計可從照明光源設計、 照明燈具設計、 照明裝置或配件設計、 照明裝置的布置及控制設計這幾個方面著手[2]。此外，還有文獻指出可從以下設備的選擇入手：照明節能設計中供配電系統的選擇；高效照明節能光源、高效節能照明燈具及附屬裝置的選擇[3]。可根據照明場所的性質、規模、功能要求等不同,合理選擇電光源,提高發光效率,節約電能[4]。

目前的研究涉及管理政策，與照明相關設備的設計、選擇等方面。然而很少發現從照明回路進行研究的文獻，未從提高照明自動化程度等方面進行分析。本文對現有照明回路進行研究，指出提高換流站內照明節能措施可從照明控制回路進行改進，且改進后的照明回路能提高照明自動化程度。

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

1.換流站照明回路簡介

當前換流站室內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K合上時，照明燈亮，斷開后照明燈滅。對照明燈的要求通常為室內有人工作時照明燈亮，無人工作時照明燈滅，由于室內有人工作的時間不長，若采用當前控制回路，工作人員離開房間時未將照明燈關閉，照明燈將一直處于點亮狀態，導致大量電能被浪費，且每次到房間工作時需先開燈，顯得比較繁瑣。

圖1 換流站照明回路

圖2 室內照明回路改進圖一

2.換流站室內照明回路改進措施研究

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能措施，是提高減少建筑能耗的有效手段[5]。

2.1 室內照明回路改進措施一

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

開關K與K1之間設置一個機械連鎖，如圖2中虛線所示，該連鎖保證在開關K1合上時，斷開開關K。考慮到若需要長期在房間內工作時，可能關閉房門的情況，此時門控回路中K1斷開，可由工作人員手動合上開關K，亦能使照明燈處于點亮狀態。若工作人員離開房間時忘記關燈，當人員打開房門后，開關K1合上，由于K1與K之間的連鎖作用自動斷開開關K，從而保證了無人工作時房間照明燈可靠熄滅。因此該照明控制回路能實現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燈造成的電能浪費。采用該控制回路較改進前更智能化，更有利于現場照明節能。

2.2 室內照明回路改進措施二

該改進措施任然在開關K上并聯一個輔助控制開關，該開關任然由房門控制，但開關與房門之間不采用硬接點的方式連接。在門的兩側分別安裝對射式光電開關的發射器和接收器，通過對射式光電開關感應房門的開閉狀態進而控制照明燈，當門處于關閉狀態時，對射式光電開關K2的接收器能接收到發射器發出的光線，此時K2斷開，照明燈熄滅。當房門被打開時，發射器和接收器之間的光線被門阻攔，此時開關K2自動合上，照明燈點亮。在該回路的K2與K之間任然設置機械連鎖，連鎖作用能保證K2合上時，斷開開關K，該回路同樣能實現照明燈的自動和手動兩種啟動方式。并且在此狀態下，由于光電開關與門沒有硬接點連接，頻繁對門進行關閉、打開操作不會損壞控制開關K2，因此可靠性更高。

通過以上分析表明，采用改進后的回路能實現房間內有人工作時照明燈亮，無人工作時照明燈熄滅。且照明燈的控制更趨于自動化、智能化。

圖3 室內照明回路改進圖二

圖4 室外照明回路改進圖

3.換流站室外照明回路改進措施研究

由于室外照明燈的照明要求不同于室內，室外照明通常要求白天熄滅，晚上點亮。目前控制方式下常出現天亮時燈未關，天黑時燈未亮的情況。為避免上述情況的發生，可在開關K上并聯一個微電腦時控開關，如圖4所示，正常情況下開關K打開，通過在微電腦時控開關上對定時開、關時間進行設定來達到控制照明燈點亮、熄滅的目的。由于晝夜時間長短與季節有關，一年只需對時控開關進行幾次設置便可達到自動控制照明的目的。按照季節天氣的變化，設置好燈亮、燈滅的時間，用程序進行智能控制，不再有長明燈現象[6]。若時控開關故障，任然可以通過開關K手動控制照明燈的啟停功能。

根據《建筑照明設計標準》要求，每個燈開關控制的燈數宜少一些，有利于節能，也便于運行維護[7]。由于換流站內包含多個區域，因此建議一個開關僅控制一片區域。

4.結論

若在換流站室內照明回路開關K上并聯一個門控開關或對射式光電開關，通過門控開關或對射式光電開關的作用可實現房間內有人工作時照明燈自動點亮，無人工作時自動熄滅的功能，且通過開關之間的連鎖作用還能保證人員離開房間忘斷開關K的情況下，開關K能可靠斷開。

若在換流站室外照明回路開關K上并聯一個微電腦時控開關，在時控開關上根據不同季節白晝時間長短情況進行啟停時間設置后，可實現照明燈白天滅，夜間亮的功能。有利于提高換流站照明自動化程度。

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

[1]康艷兵．實現“十一五”節能目標的建筑節能措施分析(2)[J]．中國能源,2007,29(2)：27-33．

[2]楊航超．建筑電氣節能設計及照明節能設計的探討[J]．燈與照明,2006,30(2)：26-28．

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

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

[5]周蓓蓓．建筑電氣中照明節能設計分析[J]．城市建筑,2014(2)：143．

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

[7]趙建平,汪猛,袁穎,等．GB 50034-2013建筑照明設計標準[S]．2013：96．

代書龍（1989－），男，大學本科，助理工程師，現供職于中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司曲靖局，從事高壓直流輸電系統換流站運行與維護工作。

胡學深（1985－），男，碩士，工程師，現供職于中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司曲靖局，從事高壓直流輸電系統運行維護工作。