变电站户外场地照明灯智能控制系统的研制与应用

韩玉龙

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东珠海519000）

0 引言

变电站户外场地照明灯功率大、数量多，运行人员在每月的运维工作中，需检查照明灯的运行情况，夜间操作时要去照明配电箱依次合上相应的空气开关，开启照明灯，任务完成后再依次断开空气开关，将照明灯关闭。这种操作模式存在诸多弊端：

（1）人工控制，自动化程度低。每次运行人员都要从主控室下楼到一层照明配电箱分、合空气开关，操作不及时，效率低下，耗费人力。

（2）控制手段单一。只能通过手动分、合空气开关的方式完成照明灯的开启、关闭。

（3）无法满足户外场地照明灯的管控及自适应节能减排的要求。

目前，国内有许多工作人员在变电站户外场地照明灯系统的设计和改进方面进行了大量的研究工作，通过设计计算机控制平台、主控装置等完成指令的控制，信息的连接方式既可以是有线连接，也可以是无线连接。同时，灯具也要进行相应的改造，将高功率的卤化灯更换为节能的LED灯，增加光照传感模块等。然而，若一座敞开式变电站的照明灯全部改造，价格不菲，如果重新设计基于计算机控制平台、主控装置等软硬件功能的智能照明系统，经济成本非常高。

基于上述问题，结合实际生产过程，笔者认为有必要设计一套变电站户外场地照明灯智能控制系统，提高运行人员的工作效率，减少人力，实现节能减排。

1 变电站户外场地照明灯控制方式

目前，变电站户外场地照明灯控制方式主要通过在户外照明配电箱手动合上（断开）空气开关的方式实现开启（关闭）照明灯。

2 变电站户外场地照明灯智能控制系统的研制

2.1 智能控制系统的原理

变电站户外场地照明灯智能控制系统，包括电源模块、无线遥控系统和时间控制系统。无线遥控系统、时间控制系统与电源模块连接；无线遥控系统包括用于调制信息的发射模块和用于解调信息的无线接收模块，发射模块和无线接收模块无线连接；时间控制系统包括能够根据时间控制照明灯开/关的控制器，控制器的输入端连接无线接收模块，输出端通过接触器连接到照明灯，时间控制系统可以用于显示设置参数和照明灯的状态，显示模块与控制器之间双向通信连接。工作原理图如图1所示。

图1 智能控制系统工作原理图

2.2 无线遥控系统和时间控制系统的组成

无线遥控系统主要包括无线遥控器和无线接收模块。无线接收模块包含接收模块以及通信模块，无线遥控器的发射模块向接收模块发射信号，接收模块再通过通信模块向控制器发射信号，控制户外照明灯的开启或关闭。无线遥控器上设有ON按钮以及OFF按钮，实现一键控制变电站户外场地照明灯全亮或全灭。其控制模式实物图如图2所示。时间控制系统主要元件包括用于输入时间参数、光照等参数的按键模块、控制器，按键模块与控制器双向通信连接。运维人员可以通过按键模块提前设置户外场地照明灯的开启、关闭时间，实现自动开灯和关灯。其控制模式实物图如图3所示。

2.3 变电站户外场地照明灯控制回路改造

要实现自动控制功能，需要在户外场地照明灯空气开关两侧并联接触器的常开触点，当接触器吸合时，常开触点闭合，将空气开关短接。接触器的吸合受时间控制系统中的控制器控制。控制回路原理改造图如图4所示，改造实物图如图5所示。

3 变电站户外场地照明灯智能控制箱的安装、调试

智能控制箱的安装、调试包括元器件及箱体的安装、调试两个部分。其中，元器件的安装、调试是重点。元器件的安装、调试包括电源模块、无线遥控系统、时间控制系统的安装、连线、试验。电源模块分为输出交流电源的市电模块和开关电源，市电模块为接触器提供交流电源，开关电源满足无线接收模块和控制器工作电压的要求，无线接收模块和控制器的工作电压为220 V。

图2 一键控制灯全亮或全灭

图3 按键模块设定开、关灯时间

图4 控制回路原理改造图

图5 改造实物图

控制器包括四路输入及四路输出回路。通过按键模块输入计数脉冲信号，控制器接收计数脉冲信号作为输入，四路输出端并联在接触器的线圈上，控制接触器的分、合，进而完成开启、关闭户外场地照明灯。500 kV国安变电站加装的户外场地照明灯智能控制箱安装、连线、试验效果如图6所示。

4 变电站户外场地照明灯智能控制箱的使用

变电站户外场地照明灯智能控制系统的使用便捷、灵活。

可以通过无线遥控器上设有的ON按钮及OFF按钮，一键控制变电站户外场地照明灯全亮或全灭。

可以通过时间控制系统输入时间参数的按键模块，设定开灯、关灯时间，户外场地照明灯在达到设定好的时间后，自动开灯和关灯。

图6 国安变电站户外场地照明灯智能控制箱

可以通过假日参数设置，输入单、双日或者周期日期，设定开灯、关灯的周期。

因控制器的输入端还连接有用于感测光线强度的光线传感器，可以通过光照参数设置，通过光线传感器监测户外亮度，当亮度低于设定阈值时，增加户外照明灯亮灯数目；当亮度高于设定阈值时，减少户外照明灯亮灯数目。控制器的多种模式如图7所示。

图7 控制器的多种模式

5 结语

500 kV国安变电站加装的户外场地照明灯智能控制箱运行至今，装置经过现场运行检验，效果良好。本文设计使用的变电站户外场地照明灯智能控制系统是一套环保、省时省力、效率高、使用便捷的装置，同时还具有以下优点：

（1）自动化程度高。运行人员无论是夜间操作还是月度照明灯检查的定期工作，不再需要往返到主控楼一层照明配电箱合上、断开空气开关，操作及时，效率高。

（2）控制手段灵活。一键控制变电站户外场地照明灯的开启和关闭，也可以通过按键模块提前将灯打开。

（3）不需要改变现有照明灯的格局和部署，且能实时监测照明灯的状态。

本户外场地照明灯智能控制箱在珠海供电局500 kV国安变电站的成功运用，可以作为推广项目在其他变电站借鉴应用。