摘要：本文结合电站生产现场照明设备实际情况及特点，以及进行的一系列照明系统改造进行前后对比，在保持原有照明效果的情况下，节省了人力物力，为其他生产区域及外围生产区域的照明改造提供参考。
关键词：智能照明；改造；水电站；控制系统
一、引言
我厂作为一个发电企业，良好的照明不仅能为生产提供便利，更能为工作人员创造一个安全的工作环境，也便于人员巡视和操作及检修生产设备，可见一个良好的照明对人员和设备都很重要。近年来“节能”“环保”的呼声越来越高，由于我厂照明设备多，分布范围广，单单是照明设备的能源消耗都是十分巨大的，在消耗能源的同时，照明设备的日常维护也需要耗费大量的人力物力。因此对照明的节能改造以求降低能源消耗和人力物力消耗成了我厂的一个追求目标。下面谈谈我厂照明节能改造的情况以及对未改造区域的参考意义。
二、生产现场照明配置的现状
（一）灯具的现状
我厂主要生产区域为左岸地下厂房发电机层、水轮机层、母线层、主变洞、GCB室、GIS室、地下操作廊道、地面运行中控楼、混凝土大坝等，其中照明设备耗能较多的区域主要是地下厂房发电机层、水轮机层、主变洞和GIS室区域。由于地下厂房无采光，照明需24小时不间断点亮，能耗较大，地下场房共计灯具约2000套，主要以50W、100W、150w和250w金卤灯为主。金卤灯存在发热量大，故障率高，维护成本大的现状，虽已根据照明区域的不同进行了优化配置，但是数量庞大的照明设施仍然是一个不小的能耗。由于灯具长时间不间断工作，导致个别灯具烧毁引起部分区域短路或断路，进而出现了大量灯具不亮的现象，对日常运行和检修人员的工作造成了一定安全隐患。
（二）照明系统的现状
我厂灯具的控制方式主要为手动开闭控制照明灯具的开启，照明效率低下，中控楼经常有“长明灯”现象发生，也经常有开灯不及时的情况发生，严重影响现场生产及人员安全。建厂初期，照明灯具设计未考虑分区域具体设计，导致一个回路的灯具有的在本洞内，有的在洞外，因此实际使用效果很不好。洞内照明灯具需要常亮，然而洞外区域因有其他灯具在工作而不需要点亮。这就造成了矛盾，洞内灯具点亮，洞外灯具也一同点亮，就会浪费宝贵的电能。如果关闭洞外区域的照明灯具，同一个线路上洞内照明灯具也会关闭，这样就导致洞内照明灯具区域光照的不足，容易产生安全隐患，不利于现场的安全文明生产。
三、改造方案的设计
（一）节能灯具的选择
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。随着灯具的发展，第四代灯具已经逐步取代第三代灯具（气体放电灯、节能灯）成为照明灯具发展的主流。第四代灯具主要以LED灯具为主，LED灯有着寿命长，高效节能，光衰小，因此可利用低功率LED灯具更换现有金卤灯具。
（二）现场灯具的改造方案
（1）发电机层顶棚灯原为250w金卤灯改造为100WLED灯，共计更换灯具126套。原泛光灯依然采用泛光灯替换，原有水轮机层灯为海洋王NFC9180，可采用同样式LED灯具进行替换，和母线层灯具保持一致，保证美观度。
（2）原有主变洞为250w金卤灯，采用120LED灯具进行更换，共计更换灯具25套
（3）中控楼路灯区域灯光源为8W节能灯，现更换为5W LED球泡灯；原华灯光源为65W节能灯泡，现更换为18W LED 球泡灯。原路灯光源为400W高压钠灯更换为120W LED光源。
（三）照明系统的选择
照明控制系统主要有三种控制方式，手动控制，自动控制和智能控制。如今智能控制系统为第三代控制系统，与手动控制和自动控制相比具有巨大的优势。我厂可以选择智能照明控制系统的技术分类及优缺点
1、回路控制（PWM或模拟信号）采用双绞线传递PWM信号，PWM接口的驱动按照PWM占空比调节输出电流达到调节亮度的目的。PWM接口电源驱动价格较低，缺点是只能回路调光，不能单灯调光。
2、dali总线 采用双绞线传递dali信号，每个灯具上的dali电源有独立的地址会对发给自己的命令做出调光、回传采参数等相应。Dali协议成熟可靠并且是公开的，缺点是Dali协议主要适合与几十盏灯的室内照明控制。
3、RS485总线 采用双绞线传递RS485信号，每个灯具上的电源驱动有独立的地址会对发给自己的命令做出调光、回传参数等响应。RS485总线通信技术，已使用30年，有丰富的、低价的、成熟可靠、多种性能规格的接口芯片。
4、电力载波（PLC） 利用电力线传递数字信号，每个灯具上的电源驱动有独立的地址会对发给自己的命令做出调光、回传参数等响应。优点是不需要铺设控制线，缺点是目前常用的窄带PLC通信速率为5.4Kbps以下。
根据我厂实际情况及经济性等方面考虑，电力载波方式最适合我厂照明节能改造方案，因此电力载波方式作为此次照明节能改造的选择方式。
（四）控制系统的实现
智能照明控制系统方案按“总体设计，分步实施”的原则，将现场照明有效地监控起来，组成自动化的集中监控系统，通过办公网络、计算机控制系统、电力载波通讯，实现照明远程、智能管理。启用照明监控系统，可以对现场区域照明实施统一启闭、实时监控和管理，确保高效稳定，全天候运行，有效节约电能消耗。
系统控制模块与照明回路采用电力载波通信，免布线，施工简单。可在现有系统上直接升级为单灯控制系统，避免重复投资。电力线通讯带有自动路由以及载波侦听协议，有效的保障了系统的稳定性，降低了误报率。系统采用Lonworks总线式结构，网络内任一节点发生故障不会影响系统运行。系统设备设计兼容EIA-709.1、EIA-709.2、EN50065-1国际标准，并且提供与其它工控标准（如TCP/IP等）通信的接口，可为二次开发、产品升级开放接口。系统设备数量少，只有二级结构，方便维护。系统的实现方式主要分为监控中心、系统控制模块和单元控制模块。监控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。监控中心硬件主要包括监控电脑。新型开发的智能照明监控和管理系统，是专门为现场的照明系统管理定制的一套智能监控和管理软件，它集通讯、信息管理、电器组态控制为一体。
监控软件采用模块化结构，用户可根据实际需求和财力、物力逐步投入，灵活配置。显示模块、开关灯时间管理模块、分组控制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、不同学历的工作人员操作。
图1、智能控制系统控制回路
四、改造完成后的效果
1、节约电能 更换新的LED灯具，在满足照明要求的前提下降低了灯具的功率，大幅降低电能的消耗。
2、降低后期灯具维护成本 更换新的灯具后，灯具内部元器件减少，降低了灯具故障概率。由于LED灯珠与电源使用寿命大幅长于灯泡及镇流器触发器等，因此后期维护成本降低。
3、使用智能照明系统，灯具的开关由系统预先设定的亮灯策略自动运行，节能系统设备的操作和设备管理由运行和检修管理。只有在季节变换时或有需要全厂检查时，人工选择操作亮灯策略场景，非常简单方便。
五、结束语
经过对电厂照明节能改造，大幅降低了照明设备电能消耗，减少了对照明设备维护的成本，延长了对照明设备的维护间隔，解放了人力物力。在控制方式上方便了人员操作，对现场灯具运行情况方便了解，对其他需进行照明节能改造的区域提供了良好的对比案例。
参考文献：
[1]周芳，刘美跟“智能照明控制系统在电气照明节能设计中的应用”。低压电器，2007，16：20-23
[2]黄艳玲，“智能控制技术在住宅照明控制系统中的应用”。重庆大学2003
[3]汤碧璇，“智能照明控制系统在平海电厂中的应用”。科技信息，2008，33：357-358
论文作者:朱治林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/28
标签：灯具论文; 系统论文; 区域论文; 调光论文; 照明设备论文; 控制系统论文; 节能论文; 《基层建设》2018年第29期论文;