火車站照明系統(tǒng)節(jié)能設計

徐愛榮

鄭州鐵路局設計所，河南 鄭州 450000

1 車站照明系統(tǒng)現(xiàn)狀

鐵路作為國民經(jīng)濟的重要基礎設施和大眾化交通工具，在當前加快建設節(jié)約型社會中肩負著重要的責任，面臨著艱巨的任務。

車站傳統(tǒng)照明包括旅客站臺、候車廳、分配廳、售票大廳、旅客地道、旅客天橋照明。照明燈具主要以高壓鈉燈、高壓汞燈、日光燈為主，輔以白熾燈等其它燈具。其中高壓汞燈、白熾燈能耗高，光效低，顯色指數(shù)差，壽命相對來說較短。目前，照明燈控制是人工手動控制，燈具分組不合理，無法實現(xiàn)按需布光照明，不符合綠色照明要求，造成了電能的大量消耗，加大了車站的成本支出。在火車站建設“綠色照明控制系統(tǒng)”是改善電力負荷緊張，節(jié)約車站運行成本、節(jié)約社會資源的有效途徑。

2 車站綠色照明設計方案

2.1 燈具改造

2.1.1 鐵路站房照明設計要求

根據(jù)《鐵路旅客車站建筑設計規(guī)范》GB50226-95和《建筑照明設計標準》的規(guī)定，燈具布置和節(jié)能計算按有關標準執(zhí)行。

2.2.2 燈具選擇

光源的主要指標有光效（lm/W）、顯色指數(shù)（Ra）和平均壽命（h）等。大型、特大型站房總的特點是占地面積大、凈空高、照明時間長，應選擇光效高、壽命長、顯色性較好的光源。下表列出了幾種常見燈具的技術特性。見表1。

表1

綜合以上因素，在各照明場所按照度需要安裝緊湊型熒光燈、金屬鹵化物燈高效燈具，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，按燈具布置進行分組，具體分布及分組根據(jù)照明場所形狀、面積、照度標準設定。

2.2 線路敷設

站臺燈按站臺、股道分組布線，這樣站臺燈組可以實現(xiàn)按股道開燈，并可根據(jù)不同的作業(yè)過程靈活選擇開啟的燈組數(shù)。候車廳按照明區(qū)域分組布線，根據(jù)候車時段實行分時、分批開、關燈。

2.3 建設綠色照明自動控制系統(tǒng)

2.3.1 車站綠色照明控制系統(tǒng)功能及節(jié)能技術概述

照明自動控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制計算機，通過網(wǎng)絡技術、時控、光控，可使車站的站臺、候車室、進站大廳、售票廳、地下通道、行包房和其它公共場所等主要場所的照明實現(xiàn)最優(yōu)控制。根據(jù)各車站實際情況設置各項參數(shù)，例如照明燈盞數(shù)、四季開關燈時間、定期晝夜交換時間、列車到達前提前開燈時間、列車開出后延時關燈時間、強制開關燈等。通過RS-485總線將控制信息發(fā)送至控制柜的邏輯編碼譯碼器，最后由邏輯編碼譯碼器將控制信號傳送到相應的終端執(zhí)行設備，從而實現(xiàn)對站臺、候車室、進站大廳、售票廳、行包房和其它公共場所照明的自動控制。同時，將實際控制效果反饋給工業(yè)控制計算機，以便主機檢查、檢驗運行效果，并具有對日常工作狀態(tài)進行監(jiān)控、錯誤報警、自動記錄以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護等功能。

自動控制的節(jié)能方法，主要是通過自動化控制技術對照明燈進行自動啟閉，根據(jù)不同的作業(yè)過程（預告、到達、停檢、發(fā)出），可以點亮不同的燈盞數(shù)，以達到節(jié)能的目的。這種技術代替了人工反復、無序的操作，有效減少了人工操作在操作時間上帶來的電能消耗。其根本就是通過運用計算機控制技術，合理啟閉照明燈或減少照明燈的開啟數(shù)量，以此來達到降低能耗的目的。

綠色照明自動控制系統(tǒng)中特有的“智能節(jié)電調(diào)控器”，日常可起到穩(wěn)壓的作用，減少因電網(wǎng)電壓過高而產(chǎn)生的電能損耗，并可根據(jù)系統(tǒng)主控計算機的軟件設置，多時段自動控制，靈活調(diào)整燈組的工作電壓，使燈具工作在穩(wěn)定合理的工作狀態(tài)。并可有效地延長燈具壽命。

另外，根據(jù)照明燈具（尤其是高壓氣體放電燈）及線路功率因數(shù)普遍偏低的情況，在每個終端控制柜內(nèi)各設一套自動無功補償裝置，此裝置可對照明線路的功率因數(shù)進行在線自動偵測、計算、投入補償，有效提高線路的功率因數(shù)并將其控制在一個合理的范圍內(nèi)，以減少因線路功率因數(shù)過低而造成的電能損耗。

計算機通過采集旅客列車預報系統(tǒng)的列車運行信息或通過自身數(shù)據(jù)庫所建立的車次信息、現(xiàn)場光照度傳感器數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)時間，組合邏輯判斷，并發(fā)送控制指令給控制終端的邏輯編/譯碼器，實現(xiàn)在光照度低于設定值，或者達到系統(tǒng)設置的開燈時間，以及有車到站時打開燈具，其余情況下照明燈關閉，以節(jié)約能源。同時，現(xiàn)場照明燈組的工作狀態(tài)可通過系統(tǒng)反饋在主控計算機上實時顯示出來，以便監(jiān)控和操作。

2.3.2 綠色照明自動控制系統(tǒng)的節(jié)能效果

建設車站綠色照明自動控制系統(tǒng)，主要是為了實現(xiàn)車站照明的智能化管理從而達到節(jié)能效果。車站照明自動控制系統(tǒng)，將改變原來由于人工控制所造成的失控狀態(tài)，同時系統(tǒng)中采用了智能節(jié)電器，可避免因電網(wǎng)電壓過高而帶來的電能損耗，無功補償設備可對功率因數(shù)進行自動偵測、補償，從根本上實現(xiàn)節(jié)約能源的目的，提高車站的現(xiàn)代化管理水平。

綠色照明自動控制系統(tǒng)針對候車廳、售票廳的燈具，可在控制軟件中設定一定數(shù)量的時間段和不同數(shù)量的燈組，系統(tǒng)在到達軟件設定的時間段后，對照明燈具采用關閉部分燈組或降功率運行的方法來完成節(jié)能降耗的目的。

站臺的節(jié)能方法，就是根據(jù)各站臺列車車次的運行時間，通過系統(tǒng)軟件加以判斷，當站臺空閑時間滿足照明燈具啟閉的時間要求時，即關閉站臺上的部分或全部燈組，當同一站臺兩列車間隔時間較短，燈組不能關閉時，則燈組自動進入降功率運行，同時根據(jù)不同的作業(yè)過程（預告、到達、停檢、發(fā)車），可以點亮不同的燈盞數(shù)，以達到節(jié)能的目的。

當股道有列車停靠時，相關站臺的常明燈、行車燈打開，以保證旅客安全乘降，滿足行包裝卸作業(yè)及站臺管理的需求。當列車離站，相關站臺的行車燈關閉。

以南陽車站照明改造為例，南陽車站原為傳統(tǒng)照明，現(xiàn)改造為綠色照明，首先按上述原則將室內(nèi)燈具更換為75W金屬鹵化物燈，站臺等室外燈具更換為65W緊湊型熒光燈，并使用綠色照明自動控制系統(tǒng)。

經(jīng)統(tǒng)計，南陽車站在進行燈具改造后每天照明用電量比改造前可節(jié)省207.24kW·h。每年可節(jié)省75642.6kW·h，整個客場照明實現(xiàn)自動控制后每天可節(jié)約電量共為175.56kW·h。按南陽地區(qū)工業(yè)用電價0.78元/kW·h收費標準計算，可分別為車站每年減少運營支出約59001元、49981元，合計108982元。