黄炳体
广西电网钦州供电局，广西 钦州 535000
摘要：本文阐述了LED照明的优点，提出了智能照明优化方案，通过对比分析证明优化后成效显著，符合变电站建设绿色、经济要求。
关键词：智能照明；LED照明；方案；
1 LED照明的优点
1.1 LED照明提供更舒适的照明环境
LED光源具有节能、环保、无频闪、显色性高等优良特性，与传统光源对比光效更高（更亮、更节能）、效果更好（显色性高、保护视力）、更安全（固体光源不易破损、不含有毒物质），可瞬时启动和再启动。在变电站生产区域能提供比传统照明更可靠的照明环境。
1.2 LED照明具有传统照明不可比拟的高可靠性
LED光源的寿命高达10万小时，在其使用周期内几乎不会损坏，相比传统金属卤化物灯具寿命更长，因其采用标准模块化设计，比传统照明设备维护方便很多。
1.3 智能照明控制系统提供智能人性化的照明环境
LED照明产品具有良好的可控性，采用智能照明控制系统配合智能调光灯具可实现按需照明。根据不同的环境需求自动变换照明环境，提供良好的照明环境。如：无人活动的时候自动关闭照明；可根据照度的变化自动控制灯具进行亮度调节以适应照明需求；变电站场地照明实现分时、分区、分场景调光，根据不同场景设置不同的照明环境实现一键切换，快速营造良好的照明环境。
1.4 LED智能照明系统将大大降低照明能耗，减少浪费
对比传统照明，LED照明的能耗将降低50%以上，配合智能照明系统进行智能化的调控，减少浪费，节能比率将达到65%以上。同时，智能照明系统能够提供更好的能耗计量数量，为能耗分析提供更详细的数据。
2 照明灯具优化方案
2.1户外照明部分
考察设计图纸及方案论证，变电站拟不改变原设计的灯具位置，采用1对1、N对1的LED替换方案，以达到理想的照明的效果。
在灯具和结构组件选型上，力求满足模块化要求，以减少总体备件种类，降低日后管理维护成本。本方案拟统一采用两种LED灯具进行替换：泛光灯和投光灯，其中泛光灯将结合高压区内配电装置的分布特点和规律，定制化配光曲线，以解决现场特殊的照明维护要求。
因户外场地灯具数量较多，原设计采用250W金属卤化物灯具共计17套，400W金属卤化物灯具共计4套，大门位置2套100W 金属卤化物灯具，总功率为6050W，如全部更换为150W 和210W /50W LED灯具23套，总功率为3490W。根据节能需要，在场地增设智能控制系统，通过智能控制系统分别控制每盏灯的开关，并按工作需要设置不同的场景调光模式，分为节能模式、日常模式、巡检模式、抢修模式，同时按需任意设置任意区域的灯具开光和亮度，自动设置任意区域比如主变区域的亮度和在线监测每一条线路、每一套灯具的状态。外场采用150W LED泛光灯，模拟高度为2.5m。4套210W投光灯安装在楼顶4个角落，保持原位置不变。
2.2 户内照明优化
主控室照明原设计采用格栅型荧光灯照明，此次不改变原设计中灯具安装位置，采用一对一替换方案，主要优化主控室和计算机室更换成智能LED灯具面板灯，使其具有智能调光的功能，并减少部分灯具。其他房间因灯具使用率较低，本着节约成本的原则，建议在原设计基础上直接更换，不做调光设置，灯具类型统一化，方便日后维护管理。采用智能照明控制系统后，可使主控室照明系统运行在全自动状态，系统将按预先设置切换若干基本工作状态，通常为“白天”、“晚上”、“巡视”、“周末”等，根据预设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。例如，上班时间来临时，系统自动将灯打开，而且光照度会自动调节到工作人员最合适的水平。在靠窗的房间，系统能智能地利用室外自然光，当天气晴朗，室内灯会自动调暗；天气阴暗，室内灯会自动调亮，以始终保持室内恒定的亮度（按预设定要求的亮度）。主控室原设计采用50套3X36W 格栅型荧光灯，现设计模拟高度为3m。保持原位置不变，更换为50W LED一体式面板灯。
除上述布局优化之外，10kV高压室及其他部分照明灯具按原设计图纸进行布局保持不变。变电站灯具选型优化详见表1。
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表1 变电站灯具选型优化
3.智能照明控制系统方案
3.1 系统概述
系统由先进的软件和硬件以及通讯系统构成，包括系统控制中心系统控制模块、单元控制模块构成，采用电力载波传输信号，通过控制中心对系统的所有照明灯具进行远程实时操控，实现及时监测并发现设备故障，以便维护和管理，保证设备的可用性，延长设备的使用年限。
3.2 系统实现方式
（1）控制中心硬件
控制中心作为照明系统的控制心脏，担负着系统的灯光系统自动控制和管理任务。控制中心由总控服务器、打印机、以及屏幕等组成。
（2）控制中心软件
智能照明控制系统，作为变电站照明的管理和维护的智能监控和管理软件，它集通讯、信息管理、电器控制为一体。
监控软件采用模块化结构，可根据实际需求逐步投入，灵活配置。显示模块、开关灯时间管理模块是照明系统监控和管理软件的核心，监控软件采用超强直观的图形结构，实时准确分析、判断、定位和标注故障，适应于不同层次、不同权限人员操作。
（3）系统控制模块
系统控制模块是照明系统中电能信息采集和远程控制的关键设备，安装在中低压配电变压器的低压侧。通过485实现对具有RS485接口电能表的采集和通过电力载波通讯对灯具进行控制。定时或实时的将数据通过TCP/IP、GPRS等通讯方式传回到监控中心。该产品采用ARM核微控器和嵌入式操作系统，在低压电网用电数据采集的实时性、照明控制智能化、安装的方便性、使用环境的广泛性及建立系统的经济性等方面给变电管理提供了现代的手段，使照明控制工作准确、实时、简便。设置安装在主控配电楼一楼配电室，安装2套集中控制器。
（4）单元控制模块
单元控制模块是以8位微控制器为核心的智能型照明终端控制器，微控制器处理整个控制器的数据，并接收电力线载波部分发出的工作指令，执行开灯，关灯，回送电流/电压数据，过载。通过该模块进行调光设计，室外共计173套灯具，主控室共计6套灯具，每套灯具需配备1个节点控制器。故单元控制模块配置179个节点控制器。
（5）控制终端
配置监控电脑（工业屏）1台，安装在主控室内。通过接入内网，通过软件系统在线实现照明开关的控制、控制灯具的分级调光、在线监测每套灯具损坏、调光、开关、在线监测线路及故障等。
4 优化设计效果
（1）提高节能率。原设计灯具数量372套，总功率为23448W；优化后设计后，灯具数量340套，总功率为10582W，节能率达到55%。合理优化LED灯具，能耗低，方便维护。
（2）节省电费成本。以LED智能灯具质保7年计算，改造前耗电量23448Wｘ365天ｘ7年ｘ12小时/1000=718915.68度，改造后为10582Wｘ365天ｘ7年ｘ12小时/1000=324444.3度，共节省电量为394471度，按0.43元/度计，节省电费达169622元。
（3）节约灯具配件费用。原设计灯具类型中17套250W金卤灯、2套100W金卤灯、4套400W金卤灯、46套150W金卤灯、50套3X36W荧光灯、14套2X36W荧光灯需按期更换配件。其中金卤灯光源每年更换1次，电子镇流器2年更换1次。荧光灯光源7个月更换1次，电子镇流器1年更换1次。经计算费用高达 142790元。而优化设计后，LED智能灯具质保7年，不产生配件成本费用。
（4）通过智能照明控制系统合理设置调节，将大幅提高节能综合系数，经初步估算3-4年即可收回成本，经济效益显著，更能提高现场管理水平。
参考文献
[1]任孝岐，杨扬，吴瑜珲.智能照明系统在智能变电站中的应用研究[J].北京：电力勘测设计,2014（04)：14-16.
作者简介：黄炳体（1983—），男，广西都安人，高级工程师，研究方向：电网基建工程项目管理。