变电站室外照明节能措施

鲁 杰

滁州供电公司，安徽滁州 239000

0 引言

照明是电力系统变电站安全运行的重要组成部分，其正常与否将直接影响运行人员正常巡视及操作，同时影响到检修人员设备维护及事故处理等工作。因而创造一个良好、安全、可靠的光照环境对提高工作效率，减少和避免各类事故的发生，将产生愈来愈大的影响。本文从多方面加以详尽阐述，并结合实际给出了一些变电站室外照明节能措施。

1 采用高光效的高压金卤灯光源

高压金卤灯是一种高压蒸汽电灯，目前世界上最优秀的电光源之一，它具有高光效（光效高达106 流明/瓦），长寿命（平均寿命高达20 000小时），显色性好（使其发出的光谱接近天然光），结构紧凑、性能稳定等特点。它兼有荧光灯、高压汞灯、高压钠灯的优点、克服了这些灯的缺陷，金卤灯汇集了气体放电光源的主要优点。在同样功率消耗的前提下，改善照明效果和质量，在照明效果不降低的情况下，可比使用高压钠灯节能30%比高压汞灯节能50%，因此在国内外，高压金卤灯得到推广，大量使用，有取代高压纳灯、高压汞灯的趋势。尤其在变电站室外照明应用方面，优异的光通维持率确保了整个运行期间的照明效果，可以减少运行中使用光源、电器和灯具的数量，减少灯泡更换的次数，从而降低了整体维护成本，能起到很好的节能作用。

2 采用高效节能的照明灯具

变电站室外照明可选用的灯具型式较为广泛，但其选型必须和被照设备、景物、周围环境相协调。在选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，还应考虑灯具的效率。应优先选用直射光通比例高、透射系数高、配光特性稳定的高效灯具。满足环境和作业的配光要求。照明灯具安装于室外，环境条件较差，在选择灯具时，还应选择防尘、防水、密封要求的灯具，至少防护等级应达到IP65。

2.1 采用新型高压金卤灯具

灯具效率的高低还不能完全反映它照明效果的好坏，为了达到整个变电站的照度，灯具的配光往往比灯具效率更为重要。新型的金卤灯灯具与旧型的高压钠灯具相比，采用特制反光镜和眩光技术，灯光效率可提高30%，且配光合理（宽配光）光分布均匀（反射器反射率R= 90%；投射角r =78度左右），最大光强达1 480流明。适合高亮度要求的变电站道路和配电装置场地照明，不仅能达到照明要求，而且节约电能。

2.2 选用高效泛光灯具

选用灯具，必须根据变电站室外场地的环境条件和对照设备的要求选择，再按灯具的配光特性效率，光线投射距离以及光源的光色选择。高效泛光灯灯具采用非对称光分布 ，直射光通比例高、透光性能强，具有减弱工作区反射眩光的特点，在一定的照度下，能够大大改善视觉条件，可获得较高的效能。

2.3 提高灯具维护系数

照明光通量衰减原因有两个，一是光源自身点燃时间较长，光通量逐渐衰减。二是随工业化发展使灯具内反射器受到严重污染，表面被腐蚀，引起照度值下降。为提高灯具的维护系数，可改进对反射面的处理，采用玻璃铝膜代替原来电解抛光的阳极氧化的传统铝反射器表面，它可延长使用寿命，估计10年效率只降低11%左右，这样不仅延长更换周期，同时节约维护成本。

3 选择节能型灯具镇流器

镇流器的能耗一般占到整改灯具能耗20%～30%之间，为此我们因着重考虑镇流器的选用。常用高压气体放电灯的镇流器主要分两大类，第一类是电子式镇流器，第二类是电感镇流器。电感式镇流器自身功率的损耗约占灯功率的20%，采用电子镇流器可降低镇流器功耗，使灯具的总输入功率下降10%。变电站照明使用的高压钠灯、金属卤化物灯应优先配用节能型电子镇流器。

4 单灯电容补偿

高压钠灯和高压金卤采用单灯补偿电容方法，达到明显的节能效果。例：在高压钠灯电路中，必须串联一只镇流器，它是有电阻又有电感的阻抗性负载，功率因数较低（一般在0.38～0.57之间），致使供电线路的电能损失和电压降增大直接影响光源的发光效率，若在电路中并联一个适当容量的电容器，则可提高功率因数。

为提高高压钠灯的功率因数，一般可在灯泡电路中并联接入补偿电容，但由于电流波形畸变，将会影响功率因数的提高。指出最大可能功率因数对于电流波形中谐波畸变部分的所占百分比的关系。目前考虑单灯补偿时，一般以选0.85为宜。

高压钠灯采用单灯补偿电容器后，可将功率因数从0.4～0.6提高到0.80～0.85，从而降低了启动电流和工作电流。由于电流减小，电压降也相应地减小，从而提高了末端电压，减少了线路电能损失。

5 选择合理的照明配电系统

变电站照明线路的损耗约占输入电能的5%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。室外照明配电系统设计应结合日常节能的需要加以考虑。

1）对于室外照明系统应采用三相四线三种方式供电。此供电方式比其他供电方式线路损耗小得多。设备区照明光源的电源电压应采用220V。400W以上的高强度气体放电灯采用380V，以降低损耗。照明灯具的端电压值介于其额定电压的96%和108%之间，有利于延长灯具寿命和降低能耗； 2）照明应设置独立馈电线路供给，以获得相对稳定的电源电压，有利于保证照度的稳定和光源的使用寿命；3）室外照明配电主线和分支线，应采用铜芯绝缘电缆。草坪灯及路灯分支线截面不应小于2.5mm2。主要供给高强度气体放电灯的三相配电线路，截面不应小于4mm2，其中性线截面应满足不平衡电流及谐波电流的要求，且不小于相线截面，保证供电可靠，降低线损

6 合理布局

为了获取良好的变电所室外光照度，减少眩光和保证运行设备及道路最小照度，平均照度之比不要太大，在布局上要合理，提高照明效果。由于变电站高压设备均在3m以上，普通灯杆由于受到灯杆高度及灯架悬挑长度及高压设备较低的限制，对大面积照明显得无能为力，而高杆集中照明在这方面有着独特的优点。同样使用高压金卤灯不但能提高被照环境的平均照度，而且能节能。

7 合理的选择照明方式、控制方式

变电站室外设备区及生活区在满足标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明3种方式。例如变电站站内道路只用一般照明的方式。室外设备区宜采用泛光灯加草坪灯混合照明，泛光灯作为操作检修照明，沿路设置草坪灯作为巡视照明。对于大型设备区场所的照明往往达不到工作照明的要求，容易出现暗面和暗角，应装设了局部照明，满足夜间检修时的照明要求。

全站照明控制应采用自动（时控）与手动转换开关相结合的控制方式，照明配电箱设置在值守室，便于控制及维修。对站内各设备区照明采取分区控制方式，这样可增加照明分支回路控制的灵活性，使不需照明的地方不开灯，有利节电。

8 规范照明管理可以节约用电

加强对各变电站室外照明设备的管理，规范照明设备的使用、维护工作，明确分工与职责，提高节能意识，养成节约用电的好习惯，减少不必要的损耗，使变电站室外照明满足安全、文明生产地需要。措施要求：

1）变电运行人员必须合理使用变电站照明器具，养成到时开、关的良好习惯，尽可能延长灯器具的使用寿命，节约用电，减少不必要的开支；

2）照明检修人员必须认真维护所辖照明设备，定期清扫，使照明设备始终保持在良好的运行状态；

3）加强日常使用管理规定执行力，白天在光线充足的情况下路灯不应开启，对于高功率照明灯具应在晚间有操作任务或有检修工作时开启相应部分。

9 结论

通过对以上照明节能措施的探讨，可以发现在照明工程设计中如果能合理地选用高效光源及节能的照明灯具，正确地选择照明方式及控制方式，选用节能的新设备，照明节能在变电站是完全可以做到的。作为电气设计人员，只要平时在照明工程设计时多加考虑，不仅能给企业降低损耗，又能减轻社会能源所带来的压力。

[1]DLGJ56-1995，火力发电厂和变电站照明设计技术规范.

[2]GB50034-2004，建筑照明设计标准.

[3]GB50259-96，电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范.

[4]北京照明协会照明设计专业委员会编.照明设计手册，1998.