韩一霈 李晓航
(平顶山供电公司 河南 平顶山 467000)
Key problems analysis about lighting design in transformer substation
Han Yipei Li Xiaohang
(Pingdingshan power supply company, Pingdingshan Henan，467000)
Abstract：The lighting system is an important part of substation, and good lighting is important guarantee for the safe and stable operation of the substation. Substation lighting design play an important role in the substation design, not only determines the actual effect of substation lighting, but also be related to the reliability of power supply. Lighting design is a thorough and painstaking work, involving a lot of problems. According to the experience of the author in the actual work, this paper expounds the factors that need to be considered and some problems often encountered in the lighting design, for relevant officers referencing.
Keywords：transformer substation, lighting, design;
摘要：照明系统是变电站的重要组成部分，良好的照明是变电站稳定、安全运行的重要保障。变电站照明设计作为变电站设计中重要的一环，直接决定了变电站照明的实际效果，更关系到供电的可靠程度。照明设计是一项周密、细致的工作，涉及的问题方方面面。本文根据笔者在实际工作中的一些经验，对照明设计中经常遇到的一些问题及需要考虑的因素进行了阐述，供有关人员参考。
关键词：变电站；照明；设计；
0. 前言
照明系统是变电站的重要组成部分，好的照明设计，可以为运行和检修
人员创造舒适合理的视看环境，提高运行维护的工作效率，保证电网安全、稳定、可靠运行。同时，变电站照明设计也是一项周密、细致的工作，涉及的问题方方面面，需要考虑的因素很多，如果抓住其中的重点所在，不但使设计工作事半功倍，更可以使设计成果更加精益、合理。
1. 变电站照明的划分
根据不同的划分原则，可将变电站照明进行划分。按照装设方式划分，可以分为一般照明、局部照明、混合照明。按照照明性质划分，可以分为正常照明和事故照明。按照安装位置划分，可以分为室外照明和室内照明。室外照明包括设备区照明、道路照明等。室内照明包括配电室照明、控制室照明、走廊照明、生活间照明等。
2. 照度计算
为保证创造出舒适的视看环境，照度计算是照明设计中必不可少的一项重要任务。 光线太强或者太弱均会影响运行和检修人员站内工作的效率。因此，我们必须要了解多强的光是适合工作的。
2.1 照度
首先引入照度的概念，照度即为光照强度，物理上可以解释为单位面积上通过的光通亮，也即物体表面所得到的光通量与被照面积之比。单位一般用lx(l勒克斯)表示，代表1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度。
表1 变电站各场所照度标准值
2.2 变电站各场所照度要求
根据中华人民共和国国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034-2013及《火力发电厂和变配电照明设计技术规定》SDGJ56-83相关规定，变电站各个场所正常照明的照度值应满足表1中的规定[1]，事故照明的照度值按正常照明照度值的10%-15%选取，疏散照明的照度值要求不应低于0.5lx [2]。
2.3 照度计算
照度计算即算出某一个点或者某一个面上的照度值。对于变电站照明设计来说，可以根据表1中各个场所的标准照度值，反过来计算需要的照明设施数量及安装位置。
计算照度常用的方法主要有逐点计算法和利用系数法。
逐点计算法计算结果准确，但计算量较大，工程实际中应用较少。
利用系数法计算简单，适用于计算精度不高的场合，因此在工程实际中经常用到。其主要根据照度定义及灯具的利用系数，同时考虑灯具的使用环境进行计算，公式如下：
其中，Eav为工作面上的平均照度；n为照明设施数量；φ为单个照明设施的光通量；U为利用系数；M为综合系数，考虑到灯具随着寿命衰减、环境因素、维护情况等，一般取0.7；A为受照面积[4]。
照明设计中经常会取Eav为某场所的标准照度值，将上述公式变换：
n 即为该场所所需的最少照明设施数量。
3. 光源选择
良好的光源是保证照明质量的基础。首先，优质的光源应满足以下四点要求[6]:
1）灯光源发出的光应为全色光，这样不容易造成视觉疲劳；
2）灯光光谱成份中应没有紫外线和红外线，大部分为可见光，发光效率高，且能消除紫外线和红外线对人眼的伤害，改善用眼环境；
3）光的色温应贴近自然光，人眼的适应性强，视觉效果好；
4）灯光为无频闪光，降低人眼调节器官的紧张度，减少视觉疲劳。
同时，考虑到电力设备周围总是存在着较大的电磁场，为了保障工作安全和照明质量，灯具的选择应满足防震、防腐、防水、散热等要求，且照明亮度和使用寿命应当较高。
因此，就照明灯具而言，主控室多采用LED灯或节能型日光灯，控制室及高压配电室多采用节能型日光灯，室外照明多采用大功率气体放电灯。
4. 照明设施的选择和布置
根据工业场所“两型一化”及“节能环保”的要求，变电站照明设计应满足以下几点要求：
1）节约成本，优化配置以降低维护成本；
2）灯具布局规范、合理、美观，检修、维护方便；
3）使用优质灯具，消除照明安全隐患；
4）达到舒适的照明亮度和均匀度。
因此，进行照明设计时，首先应考虑以下几点：
1）选择合适的照明器。不同场所对照明的要求不同，各种照明器的特点也不同，应该结合使用场所的环境条件和各种照明器的特点合理选用。
2）满足照度要求。保证各个场所工作面上的照度达到规定的标准照度值，至少不低于要求的最低照度值。
3）保证安全距离。变电站内高压设备较多，照明设施布置必须首先考虑与带电设备间的安全距离，保证在更换灯具时与不停电设备的安全距离应足够。
4）整体布置。照明设施整体应均匀布置，这样可以使得照度均匀，光线射向适当，光源安装容量减至最小，并且总体布置显得整齐、美观、协调。且照明器间的距离L和计算高度H之比值应恰当，保证照明均匀度的同时，提高经济性。
5）装设高度与位置。为控制眩光，照明器的悬挂高度不宜太低，而出于方便维护考虑，照明器的悬挂高度又不太高。比如说层高在3.5~4.5米左右的室内场所一般灯具布置在2~3米左右为宜。照明器应避免安装在母线上方、水池处，保证维护方便与设备安全。
6）事故照明。可能引起事故的场所、重要设备和材料处、主要通道和出入口处应设置事故照明。
同时，在不同场所的布置照明设施时，应注意结合所在场所的环境特点，综合考虑各方面因素，做出最合理的设计。
5.电源布置及导线选择
变电所中正常照明网络电压应为380/220V，事故照明电源可由直流电源屏或逆变电源提供，其电源电压为110V或220V。电缆隧道、夹层等易触碰位置的照明电源选用低于36V的安全电压[7]。
变电站正常照明供电由1台或2台站用变提供，先引到交流电源屏再由该屏分配若干回路，引至照明配电箱。配电箱一般设置在门口附近，出现故障时便于检查和维护。变电所中事故照明网络，应由直流电源屏直流系统供电。事故照明与正常照明也可同时运行，正常时由所用电源供电，事故时应能自动切换到直流母线供电。
照明线路导线截面应按线路计算电流进行选择，按允许电压损失、机械强度允许的最小导线截面进行校验，并应与供电回路保护设备相互配合，且三相负荷应分配均匀。
6. 设计实例
下图1为W变电站220kV改造工程中的新建的220kV设备区控制室照明布置图。本控制室长12.4m，宽5m，层高4.2m，控制屏采用2排布置。
控制室照度一般要求达到300lx，最低不低于200lx。控制室照明器布置时应注意提高表盘垂直照度，提高照度的均匀度，改进光源的光色，提高事故照明质量等。
结合控制室的环境和照明器特点，选择采用节能型日光灯。通过照度计算式变换式可得n=11.6，布置12盏灯为宜。考虑到前边章节述因素，设计时避免将灯具布置在柜体正上方与易在屏前造成反光侧；事故照明需保证一定光强，启动迅速，且尽量靠近主要出口处布置。
因此，本次设计将12盏灯分三排均匀布置在控制屏中间和两侧；中间选择吊杆式，中心距地面3m；两侧选用壁挂式，中心距地面2.8m，保证光源充足，照度均匀。两侧门口处单个灯具兼做事故照明，接两回路电源，一回接正常照明回路，一回接事故照明回路，平时由正常照明回路供电，事故时切换至事故照明回路供电。
每相电源各带4盏灯具，2个暗装5孔插座，负荷均匀分配。通过计算，本控制室照明及其他低压设备总装置容量为20kW(包含空调，轴流风机等)、最大相工作电流32A。
照明电源箱设置在右侧门口，安装高度距地1.5m，便于日常维护。通过ZR-VV-0.6/1-3×16+1×10型低压电缆引至交流馈电屏。事故照明回路选用ZR-VV-0.6/1-2×2.5型电缆引至变电站总事故照明回路。
7. 结语
照明的好坏直接关系到运检人员的工作效率与人身安全。因此设计人员应加强质量意识，理论与实践经验相结合，把握好照明设计中的重点问题。同时，应充分考虑经济、美观、节约能源，进一步做到设计精益化，提高设计质量。
参考文献：
[1] GB 50034-2004，建筑照明设计标准.
[2] DL/T 5390-2007，火力发电厂和变电站照明设计技术规定.
[3] GB 50059-1992，35～110kV变电所设计规范.
[4] 李想.3种照度计算方法的比较.上海电力学院学报.2011.
[5] 王秋红.变电站主控室照应设计谈.中国照明电器.
[6] 陈海华.LED在变电站绿色照明设计中的应用.建筑电气.2013.
[7] 黄萍.谈220kV变电站的照明设计.企业科技与发展.2012.
作者简介：
韩一霈（1988.3—），男，河南平顶山人，河海大学电气工程专业硕士研究生毕业。单位：国网平顶山供电公司，从事工作：变电一次设计。
李晓航（1986.11—），男，河南平顶山人，郑州大学本科毕业。单位：国网平顶山供电公司，从事工作：继电保护设备运维管理。
论文作者:韩一霈,李晓航
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/15
标签：照度论文; 变电站论文; 明器论文; 事故论文; 控制室论文; 回路论文; 场所论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;