换流站照明节能措施研究

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 代书龙 陈 亮 邹文龙 胡学深

换流站照明节能措施研究

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 代书龙 陈 亮 邹文龙 胡学深

为减少换流站照明用电量，提高照明自动化程度，通过对当前换流站室内及室外照明回路进行分析，指出回路存在的弊端，提出三种对照明回路进行改进的措施。分析表明，对室内照明控制回路进行改进后，能实现有人在室内工作时照明灯自动点亮，无人工作时自动熄灭的功能。对室外照明回路进行改进后照明灯能自动实现白天熄灭，夜间点亮的功能。此外，改进后的回路均可实现手动控制，达到自动控制与手动控制于一体的目的。改进后更有利于节约能源。

换流站；照明回路；回路改进；照明自动化；节能

前言

换流站能实现交、直流电的相互转变，由于换流站内一、二次设备极多，换流站内存在大量二次设备房间，室外也布置有大量照明灯，因此照明用电量大，如何减少照明用电量并提高照明系统的自动化程度一直都是备受关注的问题。

对此，当前有文献提出了大量措施，比如加强建筑节能工作的政府部门协调和节能队伍的能力建设，出台强有力的限制性节能管理政策，建立建筑节能经济激励政策体系和长效机制[1]。照明节能设计可从照明光源设计、 照明灯具设计、 照明装置或配件设计、 照明装置的布置及控制设计这几个方面着手[2]。此外，还有文献指出可从以下设备的选择入手：照明节能设计中供配电系统的选择；高效照明节能光源、高效节能照明灯具及附属装置的选择[3]。可根据照明场所的性质、规模、功能要求等不同,合理选择电光源,提高发光效率,节约电能[4]。

目前的研究涉及管理政策，与照明相关设备的设计、选择等方面。然而很少发现从照明回路进行研究的文献，未从提高照明自动化程度等方面进行分析。本文对现有照明回路进行研究，指出提高换流站内照明节能措施可从照明控制回路进行改进，且改进后的照明回路能提高照明自动化程度。

本文先对当前照明回路进行分析，指出其存在的不足，并分别对室内及室外照明控制回路提出改进意见。

1.换流站照明回路简介

当前换流站室内及室外照明回路是一个极其简单的电路图，如图1所示。照明开关K合上时，照明灯亮，断开后照明灯灭。对照明灯的要求通常为室内有人工作时照明灯亮，无人工作时照明灯灭，由于室内有人工作的时间不长，若采用当前控制回路，工作人员离开房间时未将照明灯关闭，照明灯将一直处于点亮状态，导致大量电能被浪费，且每次到房间工作时需先开灯，显得比较繁琐。

图1 换流站照明回路

图2 室内照明回路改进图一

2.换流站室内照明回路改进措施研究

在建筑能耗中，建筑中电气照明的能量消耗约是总能耗的20%左右。因此，采取建筑电气照明的节能措施，是提高减少建筑能耗的有效手段[5]。

2.1 室内照明回路改进措施一

由于人员进入房间开展工作时必须将房间门打开，可充分利用该特点，对照明灯控制回路进行改进，改进后的电路图如图2所示。正常情况下，开关K处于断开位置，房间内的照明灯由门控开关K1控制，K1与房间门存在连锁，K1开关的开合状态由房间门控制。房间内无人工作时，门处于关闭状态，门控开关K1处于断开位置。打开房门时，由于门与开关K1之间的连锁作用，自动将开关K1合上，照明灯点亮。开展工作结束人员离开房间将房门关闭后，由于连锁作用K1自动断开，照明灯熄灭。

开关K与K1之间设置一个机械连锁，如图2中虚线所示，该连锁保证在开关K1合上时，断开开关K。考虑到若需要长期在房间内工作时，可能关闭房门的情况，此时门控回路中K1断开，可由工作人员手动合上开关K，亦能使照明灯处于点亮状态。若工作人员离开房间时忘记关灯，当人员打开房门后，开关K1合上，由于K1与K之间的连锁作用自动断开开关K，从而保证了无人工作时房间照明灯可靠熄灭。因此该照明控制回路能实现自动和手动两种控制方式，在手动启动方式下，还可以避免由于工作人员忘记关灯造成的电能浪费。采用该控制回路较改进前更智能化，更有利于现场照明节能。

2.2 室内照明回路改进措施二

该改进措施任然在开关K上并联一个辅助控制开关，该开关任然由房门控制，但开关与房门之间不采用硬接点的方式连接。在门的两侧分别安装对射式光电开关的发射器和接收器，通过对射式光电开关感应房门的开闭状态进而控制照明灯，当门处于关闭状态时，对射式光电开关K2的接收器能接收到发射器发出的光线，此时K2断开，照明灯熄灭。当房门被打开时，发射器和接收器之间的光线被门阻拦，此时开关K2自动合上，照明灯点亮。在该回路的K2与K之间任然设置机械连锁，连锁作用能保证K2合上时，断开开关K，该回路同样能实现照明灯的自动和手动两种启动方式。并且在此状态下，由于光电开关与门没有硬接点连接，频繁对门进行关闭、打开操作不会损坏控制开关K2，因此可靠性更高。

通过以上分析表明，采用改进后的回路能实现房间内有人工作时照明灯亮，无人工作时照明灯熄灭。且照明灯的控制更趋于自动化、智能化。

图3 室内照明回路改进图二

图4 室外照明回路改进图

3.换流站室外照明回路改进措施研究

由于室外照明灯的照明要求不同于室内，室外照明通常要求白天熄灭，晚上点亮。目前控制方式下常出现天亮时灯未关，天黑时灯未亮的情况。为避免上述情况的发生，可在开关K上并联一个微电脑时控开关，如图4所示，正常情况下开关K打开，通过在微电脑时控开关上对定时开、关时间进行设定来达到控制照明灯点亮、熄灭的目的。由于昼夜时间长短与季节有关，一年只需对时控开关进行几次设置便可达到自动控制照明的目的。按照季节天气的变化，设置好灯亮、灯灭的时间，用程序进行智能控制，不再有长明灯现象[6]。若时控开关故障，任然可以通过开关K手动控制照明灯的启停功能。

根据《建筑照明设计标准》要求，每个灯开关控制的灯数宜少一些，有利于节能，也便于运行维护[7]。由于换流站内包含多个区域，因此建议一个开关仅控制一片区域。

4.结论

若在换流站室内照明回路开关K上并联一个门控开关或对射式光电开关，通过门控开关或对射式光电开关的作用可实现房间内有人工作时照明灯自动点亮，无人工作时自动熄灭的功能，且通过开关之间的连锁作用还能保证人员离开房间忘断开关K的情况下，开关K能可靠断开。

若在换流站室外照明回路开关K上并联一个微电脑时控开关，在时控开关上根据不同季节白昼时间长短情况进行启停时间设置后，可实现照明灯白天灭，夜间亮的功能。有利于提高换流站照明自动化程度。

在三种改进后的控制回路中，若工作需要，可通过开关K对照明回路进行手动启动控制，从而使换流站照明回路能实现自动控制和手动控制的功能。

[1]康艳兵．实现“十一五”节能目标的建筑节能措施分析(2)[J]．中国能源,2007,29(2)：27-33．

[2]杨航超．建筑电气节能设计及照明节能设计的探讨[J]．灯与照明,2006,30(2)：26-28．

[3]姜宏飞,邢荣丽．浅谈节能设计中的照明节能设计[J]．黑龙江科技信息,2009(15)：294-294．

[4]李明．室外照明节能措施探讨[J]．现在建筑电气,2010,01(4)：30-33．

[5]周蓓蓓．建筑电气中照明节能设计分析[J]．城市建筑,2014(2)：143．

[6]吴尚升．关于城市照明节能措施的研究与分析[J]．山东工业技术,2015(5)：164-164．

[7]赵建平,汪猛,袁颖,等．GB 50034-2013建筑照明设计标准[S]．2013：96．

代书龙（1989－），男，大学本科，助理工程师，现供职于中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局，从事高压直流输电系统换流站运行与维护工作。

胡学深（1985－），男，硕士，工程师，现供职于中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局，从事高压直流输电系统运行维护工作。