探讨绿色照明在变电站中的应用

摘要：实施“中国绿色照明工程”，旨在我国发展和推广高效照明器具，逐步替代传统的低效照明电光源，节约照明用电，建立优质高效、有益大众身心健康的照明环境，减少环境污染。本文主要分析了绿色照明在变电站中的应用。

关键词：绿色照明；变电站；应用

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

绿色照明是美国国家环保局于20世纪90年代初提出的概念。完整的绿色照明内涵包含高效节能、环保、安全、舒适4项指标，不可或缺。高效节能意味着以消耗较少的电能获得足够的照明，从而明显减少电厂大气污染物的排放，达到环保的目的。安全、舒适指的是光照清晰、柔和及不产生紫外线、眩光等有害光照，不产生光污染。

实施绿色照明的宗旨，是要在中国发展和推广高效照明器具，节约照明用电，建立优质高效、经济、舒适、安全可靠、有益环境和改善人们生活质量，提高工作效率，保护人民身心健康的照明环境，以满足国民经济各部门和人民群众的日益增长的对照明质量、照明环境的更高要求和减少环境污染的需要。

基于以上的理念，照明工程必须实施可持续发展战略，把节约放在首位，提高资源利用效率。绿色照明体现在变电站照明设计中主要包括电光源、电器附件、灯具、配线器材、调光和控光器件等的合理采用以及正确合理的照明设计。

1 绿色照明的定义和基本要求

绿色照明是保护环境、节约能源、有益于提高人们工作和生活质量、保障人身心健康的照明。也就是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（包括光源，电器附件，灯具，配线器材，调光控制设备及光控器材），最终建成环保、高效、舒适、安全、经济，有利于环境和提高人们工作、学习和生活质量的照明系统。

绿色照明的基本要求：

1）采用发光效率高、节能的灯具。应优先采用高压钠灯、金属卤化物灯、节能荧光灯等气体放电灯以及LED新光源等类型的灯具。对于HID灯，还要提高其功率因数，降低镇流器损耗。

2）不能对电网造成谐波污染。避免采用闸管移相降压节能和谐波含量超出 5%的电子镇流器。

3）没有光污染。

4）合理布置灯具，按照实际运行情况进行灯具功率的优化设计。

2变电站照明方式概述

2.1 白炽灯

白炽灯体积较小，可制成各种功率的规格，具有易于控光、没有附件、光色宜人、价格低廉等特点。特别适于事故照明，需要调光、要求显色性高、迅速点燃、频繁开关及需要避免对测试设备产生高频干扰的地方、屏蔽室等。

现在所有用电的照明灯具中，白炽灯的效率是最低的，它所消耗的电能只有 12％～18％可转化为光能，其余部分都以热能的形式散失了；白炽灯的使用寿命通常小于1000 h，在工程的寿命期间内要进行多次的更换，运行维护的费用很高；目前白炽灯的光效为12lm/W～24 lm/W。

2.2 荧光灯

荧光灯是气体放电灯中应用最为广泛的一种光源，发光效率40lm/W～60 lm/W，寿命可以达到10000 h 左右。荧光灯中的镇流器有较严重的射频干扰和电磁辐射干扰，影响其他电子仪器的正常工作，还容易对电网造成污染，对人体造成伤害。

2.3 LED 灯

LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，其特点主要有：第一，光效为90 lm/W～120 lm/W，消耗能量较同光效的白炽灯减少80％。第二，寿命长。寿命大于50000 h，甚至可以达到100 000 h。第三，响应时间短。白炽灯的响应时间为毫秒级，而LED灯的响应时间为纳秒级。第四，光线柔和。传统的日光灯使用的是交流电，产生闪烁的频次为100次/s～120次/s；而LED灯具把交流电直接转换为直流电，不会产生闪烁现象。第五，环保性好。气体放电灯中含有大量的水银蒸汽，如果破碎，水银蒸汽会挥发到大气中；而 LED 为全固体发光体，耐冲击不易破碎，废弃物可回收，使用水银，也不含铅，对环境无害、无污染。第六，LED 使用低压直流电即可驱动，具有负载小、干扰弱的优点，对使用环境要求较低。作为新兴的光源，LED 灯也存在防水性差、价格高等缺点。

3绿色照明在变电站中的应用

在变电站设计中用LEDT8管(最大用电功率24W，功率因数大于0.9) 取代常规设计中的荧光灯管(用电功率40W)，无论从使用寿命、光效及环保角度看 LEDT8管都优于荧光灯管，可节电50%以上。太阳能是最清洁而又取之不尽的能源，采用小尺寸、更高效率的太阳能电池和LED光源应用于庭院灯及户外投光灯中，进一步达到节能环保的“绿色照明”要求，也符合变电站“环境友好”的需求。

绿色照明还可选用配光合理、效率较高的灯具。在保证照明质量的前提下，优先采用开启式灯具，少采用装有格栅和保护罩的灯具。采用合理高效的灯具可使光照清晰、柔和，不产生紫外线、眩光等有害光照，不产生光污染。

合理选择照度是照明设计的首要问题，按照根据《火力发电厂和变电站照明设计技术规定》DL／T 5390-2007的规定进行照度计算后，确定灯具的数量、功率；其次，在灯具布置时，应按照生产工艺的要求或自然采光情况分区分组，照明开关的设置与所分区、组一一对应，方便控制，以提高灯具的利用效果和降低白天照明灯具的使用率。照明设计中还应该考虑运行维护的方便，对照明开关的控制对象予以明确标识，减少误开灯具的次数，节约电能。照明线路的损耗约占输入电能的 4%，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积，三相四线制供电线损仅为单相供电的28%，因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电，同时，注意三相负荷的均衡，减少中性线流过的不平衡电流，降低损耗。

4 节能型智能照明控制系统

节能型智能照明控制系统由控制中心( 包括控制设备、服务器、大屏幕投影显示设备等) 、智能控制终端( RTU) 、节能照明控制管理终端( LCM) 、单照明节能控制器( LCU) 及通讯系统等组成。该系统可使照明系统工作于全自动状态，系统按设定的时间相互自动切换。通过计算机就可对整个变电站的照明实现监控与合理的能源管理，不仅减少了不必要的耗电开支，还降低了用户的运行维护费用，比传统照明节电20%以上。另外，在智能照明系统中，可通过系统人为设置电压限制，避免或降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击，起到保护灯具、延长灯具使用寿命的作用。

智能照明控制主系统应是由集中管理器、主干线和信息接口等元件构成。对各区域实施相同控制和信号采样的网络，其子系统应由各类调光模块、控制面板和智能探头等元件构成，对各区域分别实现具体的、不同的控制。

主系统和子系统之间通过信息接口等元件连接，以实现数据的传输。在工程设计中，针对控制对象的不同(即各功能区域的照明具有不同的特点)，智能照明控制系统可采取不同的回路控制方式。对变电站功能要求不高、人员出入少的区域，可采用简单回路控制。这种控制方式在系统结构中只需调光模块和控制面板就能实现照明回路的自动通断控制。对站外配电装置部分、道路、主控楼的走廊、楼梯、各保护小室等公用部位，不仅要实现简单回路的控制，还须对局部回路实现照明的自动通断控制。这种控制方式须在系统结构中加入动、静探测器和智能探头等电气元件。通过每个调光模块、控制面板和动静探测器实现在各种状态下对各区域正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。

采用智能切换模式的照明系统，除了有大大降低照明负荷，使变电站变得更加工业化的功能，还具有节省电缆的优势。传统控制方式采用接触器控制，照明配电箱分散放置，需将大量的控制电缆从照明配电箱引至控制室，控制电缆数量多且布线复杂。通过合理的网络控制结构可缩短照明分支线路的电缆长度，减少控制电缆的数量，减少布线工程量，降低火灾隐患，便于维护。

5 结语

绿色照明是一项造福人类的系统工程。随着灯具制造业的发展，绿色照明在技术上的可行性已经成为现实，而且在经济上能够取得良好的经济效益。在今后的工程设计中，应着重加强绿色照明的应用。

参考文献：

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[2]刘虹, 高飞. 近年国内外绿色照明新进展[J].照明工程学报, 2006, 17(2) : 6.

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