摘要：渠首电站的照明系统于1992年9月份进行过一次大修整改，至今已运行24年。由于灯具老旧、线路老化等原因，电站的事故照明已经全部无法正常投入使用。事故照明系统在变电站厂用电消失时，由站内直流电源提供供电，确保在事故状态下所必需的照明，可以使运行人员在充足照明条件下进行紧急事故处理，防止故障的蔓延，尽快恢复设备的正常运行，避免由于照明不足造成事故处理人员混乱和人身伤害事故。
关键词：照明系统改造；事故照明；工作照明；安全
一、概述
大黑汀水电站共装有5台机组，其中4台机组位于渠首电站，1台位于河床。照明系统对各台机组的日常运行及检修有着不可或缺的重要意义。自1992年进行过一次大修之后，至今只是经过更换灯具等小型修整，如今设备老旧，线路老化，灯具还为老式的白炽灯，亮度不够，耗能较高，照明点多处损毁，已不能满足正常的工作需要。其中事故照明多处线路损伤严重，已经无法正常投入使用。目前水电站的照明系统已经不能满足我站安全生产的需要，尤其是事故照明系统已彻底瘫痪，如不及时修理，遇到突发事件，不能及时提供良好照明，可能会产生较为严重的后果及经济损失。
二、照明系统改造方案
1、照明系统供电方式
整个照明系统采用双路供电的方式，一路取自厂用电（AC220），通过低压配电屏为普通照明供电，另一路取自直流系统（DC220V），通过逆变电源转换成交流电对事故照明供电。全部线路采用明槽敷设。
电源分配以楼层为单位，分别在水轮机层、发电机层和副厂房安装配电箱一个（事故照明和普通照明共用一个配电箱）。每层内的普通照明、事故照明通过敷设电缆采用并联方式分别与各层配电箱、两路电源构成照明回路。
在水轮机层、发电机层和副厂房的普通照明回路上分别并联安装一各继电器，继电器的常闭触点串联到由直流系统通过逆变器（UPS）供电的事故照明回路上。照明系统平时工作由厂用交流电源供电，继电器动作，常闭触点处于常开状态，事故照明回路处于断路状态，仅由普通照明回路提供照明。在厂用电消失后，继电器停止动作，触点回归常闭状态，事故照明回路连通提供照明。厂用电恢复后，继电器动作，事故照明回路又回到断路状态，由厂用电提供普通照明。
2、照明系统特点
（1）技术先进性
①LED灯使用效率更高
LED和白炽灯的实际效率
LED：90*0.9*0.9*0.9=65.6（Im/W）
白炽灯：20*0.6*0.6=7.2（Im/W）
可见LED是普通白炽灯的8倍。
LED灯和白炽灯大致能效亮度对比：
3WLED=40W白炽灯；5WLED=60W白炽灯；7WLED=100W白炽灯。
因此LED灯较之老式白炽灯：①使用寿命长，②电能损耗低，③能效亮度高。
②LED灯满足当下直流设备供电要求
老式白炽灯效率低，100W光通量（以人眼对光的感觉量为基准的单位，不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量）仅有1060Im（流明）左右，按渠首80套事故照明计，安装功率为8000瓦，按此计算，仅事故照明一项，蓄电池输出电流就达到36A，再考虑到其它负荷如机组工作电源等因素，现有直流系统容量（200Ah）完全不能满足运行要求。经改造，LED节能灯一般光通量为100lm/W，10W的光通量即可达到1000流明，考虑到光衰等因素，改造后采用16W—18W的LED灯作为主照明灯具，这样达到与白炽灯同样的亮度，采用LED灯的事故照明功率可以由8000W减少到1280W至1440W左右，供电电流也由36.4A减少到5.82A到6.54A左右，可满足现有直流设备的供电要求。
③实现事故照明自动切换功能
通过在照明线路上安装逆变器和常闭继电器代替了市场上事故照明切换装置功效，实现了普通照明和事故照明的自动切换。改造后渠首普通照明数量达到150多个，水轮机层、发电机层和副厂房每层普通照明回路上并联的照明数量平均达到50多个，则每层普通照明回路通过配电箱和继电器电流为3.63A—4.09A，选用额定电压220V额定电流5A的继电器，继电器在可正常动作范围，能实现站内照明的自动切换。
④实现普通照明和事故照明多样化切换控制
逆变器和继电器在此基础上还可以实现通过控制每层照明回路上继电器的使用开关分别控制厂房内发电机层、水轮机层和副厂房的照明自动切换。例如关闭渠首水轮机层继电器，则继电器常闭接触处于闭合状态，水轮机层事故照明不论厂用电是否消失都一直处于正常工作状态，则水轮机层的普通照明和事故照明同时正常工作。只有发电机层和副厂房的事故照明在厂用电消失时才能实现供电的自动切换单独提供照明。一旦厂房内施工，在光线很差的地方可以通过关闭该层的继电器使普通照明和事故照明同时提供照明加强光照强度，便于安全生产施工。
（2）经济效益
①减少了改造所需设备成本支出
一般事故照明切换装置市场造价为10000左右，我站改造需要两台自动投切装置，总造价约为：10000*2=20000元，而当大黑汀水电站实现事故照明系统自动投切功能时，采用直流系统逆变装置转换后的交流电路，再通过继电器来实现自动投切功能，逆变器市场造价约为3000元，仅为自动投切装置的1/3，仅逆变装置一项就可以节省工程造价20000-6000=14000元。继电器市场造价仅几十元，照明改造在实现事故照明自动切换的同时又大大减少了经济支出。
②节省了站内大量的电力资源和电费支
该照明改造前白炽灯功率为100W。改造后的LED节能灯功率为16~18W 。
用电量（Kw·h）=功率（W）/1000*时间（h）
仅考虑渠首照明：普通照明151个，事故照明64个。一般情况下仅普通照明一直工作。
改造前普通照明每小时耗电量为15.1度电，每年耗电为13万度电；改造后每小时耗电量为2.4~2.7度电，每年耗电量为2.1~2.3万度电。电站照明改造后每年共计节省电量约11万度电，每度电按市场价格为0.6元左右，改造后的照明系统在节省大量的电力资源的同时，每年为站内节约了大概6.5~6.7万元的电费支出。
（3）安全性
①降低了日后排查和检修的危险性，便于维护
原照明系统全部为暗槽走线，线路排查繁琐，出现问题检修困难。改造后照明系统全部采用明槽敷设，通过线槽及电缆桥架走线，线槽内放置普通照明和事故照明电缆线，通过电缆颜色区分为普通照明线路还是事故照明线路，普通照明线路使用的红色和绿色电缆，事故照明线路使用的蓝色和黄色电缆。改造后的照明系统走线清晰，便于日后检修。
②实现快速切换，减小停电损失
原照明系统在厂用电消失后只能通过手动操作切换到由直流电源供电的事故照明提供照明，经改造，可以在交流断电后几秒内实现自动投切功能，为事故的解决提供有效宝贵的时间，减少因交流断电导致的各种损失，大大提升了大黑汀水电站日常运行及事故检修时的安全性。
三、应用效果
（1）2016年10月5日至2016年10月25日，大黑汀电站进行了照明系统改造工程。通过此次工程彻底解决了渠首、河床厂房照明光线不足的问题，也消除了厂用电消失情况下站内厂房缺乏照明的隐患，保证了站内厂房照明，给值班检修人员观察、分析、处理事故提供了可靠的照明环境，为水电站在紧急下进行事故处理，快速排查故障和恢复供电提供了条件。
（2）此次照明系统改造工程按照相应的规程规范标准完成了照明通电试验和照明电源切换试验，照明系统运行正常，在厂用电消失时能自动切换到照明系统备用电源（事故照明供电电源）采用逆变的形式供电，为有异常情况发生，标志着大黑汀电站照明系统改造工程的圆满完成。
论文作者:伦佳乐,张少甫,郭修志,赵培根
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/6
标签：事故论文; 系统论文; 继电器论文; 白炽灯论文; 回路论文; 水轮机论文; 站内论文; 《电力设备》2019年第2期论文;