水电厂照明节能研究与探讨

通传电冻　２０１２年７月２５　Ｅｌ第２９卷第４期　术　研弗吐开发　Ｔｅｌｅｃｏｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　文章编号：１００９—３６６４（２０１２）０４一（）（１４４—０２　水电厂照明节能研究与探讨　张国稳，祁光胜　（同投甘肃小三峡发电有限公司，甘肃兰州７３｛）（）５（））　摘要：通过对水电厂照明现状调查分析，阐述了水电厂照明存在的问题，提出整改方案，从照明方式、控制方式、光源　选用、灯具选择等方面，对实现照明系统的节能、安全、集中控制以及光照度等功能方面进行了探讨，并对其利弊性进行了　分析，对水电厂照明节能改造具有一定的意义，同时也为水电厂照明设计提供借鉴作用。　关键词：水电厂；照明；节能；研究与探讨　中图分类号：ＴＶ７３　文献标识码：Ａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｌｉｇｈｔｉｎｇ　Ｅｎｅｒｇｙ—Ｓａｖｉｎｇ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏ—ｗｅｉ，ＱＩ　Ｇｕａｎｇ—ｓｈｅｎｇ　（ＳＤＩＣ　Ｇａｎｓｕ　Ｓｍａｌｌ　Ｔｈｒｅｅ　Ｇｏｒｇｅｓ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３｛）０５０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ　ｂｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ，ｌｉｇｈｔｉｎｇ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔｓ，ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｇｒａｍ，ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅ，ｓｏｕｒｃｅ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ，ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｏｐｔｉｏｎｓ，ｅｔｃ．，ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｅｎｅｒ—　ｇＹ—ｓａｖｉｎｇ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｄ—　ｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ，ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ　ｈａｓ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｆｏｒ　ｈｙｄｒｏ—　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔｓ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ；ｌｉｇｈｔｉｎｇ；ｅｎｅｒｇｙ；ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　０　引　言　进入２０１１年第一季度，电荒呈现蔓延之势，全国　有１５个省及电网出人意料的在用电淡季时出现了电　１．１　事故照明　水电厂事故照明电源在设计上为交、直流两用电　源，正常情况下由交流供电，故障发生交流电源消失后　由交流切换为直流供电，事故照明正常应为投入方式。　目前事故照明光源主要使用普通白炽灯泡作为交直流　通用光源，白炽灯泡存在光效低（仅为普通气体放电灯　泡的１／５），寿命短（理论寿命为１（／Ｏ０　ｈ），长期投入产　生大量的废弃灯泡，同时给工作人员增加了很大的维　护量，因此大多数水电厂事故照明长期基本处于备用　状态。　１．２工作照明　力缺口，究其原因有社会需求旺盛、电力跨区输送能力　和水平不足、煤电价格机制不顺等诸多因素，但同时对　于电力节能提出了新的思路和挑战。据统计，２０１０年　全球照明用电量高居全年总用电量的２（）　，在我国，　＿Ｔ业照明用电量占全国总发电量的１２　，削减工业照　明领域的能源浪费，无疑是节能减排的重点之一。本　文通过对水电厂照明现状调查分析，阐述了水电厂照　明存在的问题，提出整改方案，从照明方式、光源选用、　灯具选择等各方面，对实现照明系统的节能、安全、集　中控制以及光照度的可制等功能方面进行了探　讨，对水电厂照明节能改造具有一定的借鉴作用。　水电厂工作照明电源为交流供电，正常情况下根　据现场实际情况全部或部分有选择性投入，以保证现　场工作人员检修或巡视设备的需要。＿丁作照明光源主　要由日光灯、高压钠灯、金卤灯等组成。光源功率大，　现场开关数量较多，分布分散不便控制。　１水电厂照明现状调查　水电厂照明设计按照明种类分为正常照明（工作　照明）、事故照明、警卫照明、标志照明四种，其中工作　照明和事故照明占９０　以上，灯具数量、耗电功率主　要是集中在工作照明和事故照明。　收稿日期：２…２－０３—２４　作者简介：张国稳（１９７１），男，甘肃白银人，本科，工程师，主要　从事水电厂电气一次专业技术管理工作。　祁光胜（１９６８一），男，辽宁辽阳人，专科，助理工程师，主要从事　水电厂电气一次设备管理工作。　・２存在的问题　照明系统存在问题主要表现在事故照明光源选用　和照明方式的不合理。　２．１光源选用不合理　作为事故照明光源的普通白炽灯泡光效低、寿命　短，工作人员为了更换灯泡而疲于奔命，同时大量废弃　灯泡加大了空气中二氧化碳排放量，非常不符合“低　碳”要求。为了减排二氧化碳，加强环保实施，东芝等　４４・　通携电潦　术　张围稳等：水电厂照明节能研究与探讨　Ｔｅｌｅｃｏｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２０１２年７月２５日第２９卷第４期　，白炽灯泡知名生产商从２０１０年起已经相继停产白炽　灯泡。在德国、英国等西欧发达国家已经明令禁止使　用普通白炽灯泡。　２．２照明方式不合理　水电厂照明按照区域大致分为电厂主、副厂房（各　层）照明、水工建筑物照明、变配电室照明、坝顶尾水等　道路照明等等。工作照明分布广、光源功率大，照明方　式设置不合理；现场开关数量较多，分布分散不便控　制；工作照明长期处于连续常明状态，导致能耗增加、　光源损坏率高、照明缺陷频出，检修维护工作量大，运　行人员操作也极为不便，不符合电站“少人值班”的新　型理念；事故照明长期切除不符合事故照明运行设计　要求，也不符合“节能环保”的理念。造成厂用电率高，　给企业和社会都带来能源和资源浪费。　３研究与探讨　针对水电厂事故照明及工作照明存在的问题，下　面从优化照明方式、改变照明控制方式及最佳光源选　择等方面探讨照明节能改造的可能性。　３．１　照明方式　合理选择照明方式。合理运用一般照明和局部照　明结合，使用灵活照明方式，突出重点照明区域，达到　节能与照明效果的统一。如将水电厂照明系统划分为　“昼间运行”、“夜间运行”、“检修”、“巡回”等模式，那么　厂房区域工作照明就可有选择的运行，从而达到“节能　环保，优质高效”目的。比如“夜间运行”模式情况下，　厂房各区域应急灯、楼梯口灯、需要监视数据有摄像头　区域、所有事故照明灯亮，发电机层部分工作照明、坝　顶、尾水全部或部分工作照明灯亮，其它灯具处于停运　状态，即完全满足电站运行要求。　３．２控制方式　设计先进的照明控制方式。对于户外户内场所，　先进的控制方式是保证视觉条件，满足视觉者需要条　件下，减少点灯时间，合理节能的重要手段。如将　ＰＬＣ控制引入电站工作照明运行控制，把工作照明　投、切集中在中控室或其它便于控制的地点，便于运行　人员操作，电站工作照明按电站厂房所处不同状态投、　切，可有效减少灯具投运时间。控制途径可以通过分　别控制到达某个区域三相交流的选择性通断来实现　（考虑在厂用４００　Ｖ盘柜内加装接触器，在电站原有监　控系统内扩展相应模块，即可实现所需功能），区域内　照明控制盘可留作该区域灯具的２级保护用。　３．３光源选用　高效光源是照明节能的首要因素。在全球推动低　碳经济的背景下，ＬＥＤ产品技术不断进步，价格逐渐　降低，具备更强大的竞争力，ＬＥＤ照明市场被寄予厚　望。综合比较ＬＥＤ光源有高效节能、超长寿命、光线　健康、绿色环保、安全可靠、显色性好、响应速度快、能　Ｊｕｌｙ　２５，２０１２，Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．４　实现交直流通用等优点，符合绿色照明的前提——节　能，同时，ＬＥＤ灯具在交、直流２２（）Ｖ电压下均可正常　使用。工作人员对几款质量有保障的ＬＥＤ照明灯具　进行了为期２月的交直流切换试验，试验情况良好，这　为事故照明光源的选择提供了可能性。ＬＥＤ照明超　长寿命可以大大减少工作人员的工作量，如将长期投　入的工作照明及事故照明改用ＬＥＤ灯具后，正常及事　故情况下照明会得到有效保障。据数据分析，目前照　明用电占全球总用电量的１９　，利用现有的ＬＥ　Ｄ高　效照明解决方案至少可节约４０　的能耗，可每年少排　放５．５５亿吨二氧化碳。　３．４利弊分析　现从照明方式、光源对比、预期目标等方面，分析　改造的利弊。　（１）照明方式　，　照明方式优化后，厂房区域工作照明按照现场实　际做有选择的运行，减少不必要的浪费，从而达到“节　能环保，优质高效”目的。将ＰＬＣ控制引入电站工作　照明运行控制，把工作照明投、切集中在中控室或其它　便于控制的地点，便于运行人员操作，电站工作照明按　电站厂房所处不同状态投、切，可有效减少灯具投运时　间，电站可以实现照明系统的安全集中控制。　（２）光源对比　传统光源光效参数为：白炽灯１（Ｊ流明／瓦、低压荧　光灯５（）流明／瓦、高压气体放电灯８（）流明／瓦，而功率　型ＬＥＤ光效目前典型值为１００流明／瓦，远期目标可　达２００流明／瓦，ＬＥＤ光源具有极大的光效优势。通　过计算可知，达到同等照度的情况下ＬＥＤ灯具耗电功　率大约是白炽灯的２０　９／６、低压荧光灯的４０　、高压气　体放电灯的６（）　，具有显著的节电效果。同时，ＬＥＤ　采用直流低压供电（典型值为３．２　Ｖ正向电压），安全　可靠，是理想的安全光源。ＬＥＤ光源光色单纯可靠、　灯光线稳定性好，不产生有害辐射，无紫外线，符合绿　色照明的要求。但同时，ＬＥＤ的封装技术、ＬＥＤ散热　等每项技术都非常复杂，导致制造成本较高。市场上　ＬＥＤ鱼龙混杂。可喜的是，在市场的吸引和推动下，　ＬＥＤ技术进步的步伐在不断加快，产品性价比在逐年　提高，生产成本却以每年３０　的速度下降，这极大地　缩短了ＬＥＤ照明灯具替代传统灯具的周期。　（３）预期目标　ＬＥＤ灯具使用寿命≥８（）０００　ｈ时，是真正意义上　的长寿光源，在寿命期内基本上实现免维护，普通白炽　灯泡为一次性光源，寿命约为１　０００　ｈ，维护一只气体　放电灯的工时成本报价约４０元，刨除管理成本及节电　成本，理论上一只ＬＥＤ灯具寿命内如使用其它灯具维　护成本约２　０００元。通过对某水电厂进行分析，按　照上述的改造方案进行照明方式、控制方式及光源及　（下转第９５页）　２０１２年７月２５日第２９卷第４期　通镌电潦　术　陈曦：　１０　ｋＶ配电网供电可靠性分析的研究　Ｊｕｌｙ　２５，２０１２，Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．４　Ｔｅｌｅｃｏｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　障查找、故障处理延缓恢复供电的时间。当１０　ｋＶ故　障发生时，只能用常规的事故处理方式进行故障查找　和处理，从用户事故电话报警一调度通知巡视线路　一巡视人员向调度汇报巡视结果一通知有关人员前　去抢修一抢修人员汇报调度一调度通知送电等等，　层层环节，手段落后，少则停电几十分钟、多则大半天　时间，事故处理时间长，恢复送电速度慢。　（２）影响２２０　ｖ／３８０　Ｖ低压用户供电可靠性的主　①加强低压网络改造力度，至２０１２年，城网内公　用低压小区１００　改造完毕。　②完成“一户一表”改造工程。　规划：城区８２．６　一户一表为长寿命表，还有　３　０７６户户表为淘汰型电表，急需进行改造。２０１１—　２０１４年对剩余３　０７６户户表进行改造。　③完善低压用户供电可靠性统计的基础管理工　作。　要因素　①低压网络结构的影响。低压网络容量、结构和　自动化程度低，延缓用户报装及事故抢修时间。　②“一户一表”改造没有全部完成。城区现有８２．　６％的用户未实现一户一表，这也是影响低压用户供电　可靠性的主要因素之一。　３．３提高供电可靠性的措施　（１）提高１０　ｋＶ中压用户供电可靠性的技术措施　①完善网架结构，优化配电网络，到２０１４年，城　网供电基本达到Ｎ一１要求，具体措施分析如下：　规划：２０１１￣２０１４年每年增加１条手拉手线路，　每年可增提高供电可靠率０．００４个百分点。　四年增加手拉手线路８条，提高供电可靠率０．０２　个百分点。　今后所有新增加线路达到手拉手条件以后投入运　行。　手拉手原则：在１０　ｋＶ主干线路加装分段开关、　环网开关和环网开关柜，平均分２～３段／条，平均不　超过３．６　ｋｍ／条，１．２～１．８　ｋｍ／段，用户数不超过５～　６户／段。当负荷密度较大时，按负荷密度分段，平均　负荷不超过２　２００　ｋＶＡ／段。　通过对城网进行以上的改造工作，增加导线截面，　缩短供电半径，合理分配用户，使线路停电检修、事故　处理、线路改造等工作由过去的全线停电改为区段停　电。　②大力提高装备水平　ａ．一方面提高变电设备的装备水平　到２０１２年，１０　ｋＶ开关无油化率达到１００　，消　灭１０　ｋＶ油开关。　规划：２０１１￣２０１４年每年改造２台，２０１０年改造　１台，三年共改造７台，提高可靠率０．（）１个百分点。　今后新增加１（）ｋＶ开关全部采用无油开关。　ｂ．另一方面提高线路设备装备水平　在适当的地方采用绝缘架空线路，消灭线路瓷瓶　污闪、接地、外力破坏等事故，解决架空线路维护量大、　故障机率高、树线矛盾突出、线路设备停电比例大的问　题，同时改善市政容貌。　（２）提高２２０　ｖ／３８０　Ｖ低压用户供电可靠性的技　术措施　规划：１个配电变压器台区配１个配电变压器信　息采集终端、２个集中器，每个居民住宅单元计量箱配　一个单元采集器。　由于一户一表供电，居民用户表集中装设在居民　单元的计量箱内，因而可以由低压抄表系统的单元采　集器记录居民住宅单元计量箱的停电事件，通过低压　载波按配电变压器台区到集中器集中；对于低压供电　的单位用户，则由有载波通讯功能的电能表记录停电　事件，通过低压载波到集中器集中，而后由配电息　采集终端通过无线电通道发送到主站，由主站对数据　进行供电可靠性统计分析。　４结论　本文以重庆市江北供电局城区配电网供电可靠性　现状进行了分析，找出其主要问题所在，并列举了提高　供电可靠性的相应措施。　参考文献：　［１］Ｂｉｌｌｉｎｔｏｎ　Ｒ，Ｊｏｎｎａｖｉｔｈｕｌａ　Ｓ．Ａ　ｔｅｓｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　０一　ｖｅｒａｌｌ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．Ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００９，１　ｌ（４）：１６７０—１６７６．　［２］陈文高．配电系统可靠性实用基础［Ｍ］．北京：中国电力　出版社，２００８．　［３］王辉．影响城市配电系统用户供电可靠性常见故障分　析［Ｊ］．宁夏电力，２００９，（０２）：７－９．　（上接第４５页）　灯具改造后，工作人员的工作量将减少８（）　，节约照　明用电在５５　９／５以上。　４　结　语　照明的前提应当符合自然生态环境的变化。绿色　节能照明的另一方面是减少光污染，拥有一个健康的　光照环境是绿色照明发展的最后宗旨。照明的质量和　水平已成为衡量社会现代化程度的一个重要标志，成　为人类社会可持续发展的一项重要措施，受到联合国　等国际组织机构的关注。