LED光源在110kv、330kv變電站中的應用

呂偉中，袁 俊，劉春娣，王伯軍

(1.甘肅省科學院自然能源研究所，甘肅 蘭州730046；2.青海省電力設計院，青海 西寧810008）

LED光源在110kv、330kv變電站中的應用

呂偉中1，袁 俊1，劉春娣2，王伯軍2

(1.甘肅省科學院自然能源研究所，甘肅 蘭州730046；2.青海省電力設計院，青海 西寧810008）

能源是人類的生命，同時節能減排也是人類的義務。在目前低碳環保綠色的概念下，節能、環保型產品越來越受重視，而其中照明節能就是其中的很重的一部分。光伏發電技術應用于變電站的效能之一是節能減排。如果將變電站原有的照明光源替換為LED光源，則可進一步提升光伏發電對站用常規電能的替代率。因此，無論是從變電站自身的節能減排要求還是從提高光伏發電的使用效能來說，將變電站照明光源替換為LED光源，都是具有實際意義的工作。

變電站，節能，LED照明

變電站的工作環境［1］總體可以劃分為三大類：以控制室、辦公室為代表的正常照明環境，一般對照明的舒適度有一定的要求；以蓄電池室為代表的爆炸性場所，一般對安全性有特殊的要求；以敞開式高壓配電裝置為代表的高場強場所，一般要求燈具有一定的強電磁場干擾能力。目前變電站主要照明光源基本為白熾燈、熒光燈和鈉燈。

1 LED光源特性

LED（Light Emitting Diode）即發光二極管，是一種直接把電能轉化為光的固態半導體器件，它是現階段光效發展最快的新型固體光源。

LED光源主要有以下幾方面的優點：發光效率較高，多在80～100lm/W，高于節能型熒光燈；光源為定向輸出，通過適當的二次配光設計，可以實現定向照明，其利用系數可達0.8～0.9；光譜中沒有紫外線和紅外線，無頻閃，符合高效優質光源的要求；LED為全固態發光體，不含汞等有害元素，廢棄物可回收，對環境無污染，屬于典型的綠色照明光源；光源安全性好，不易破碎，可以安全觸摸；顯色性較好，啟動時間短。照明組合方式靈活，可控性好。

但也存在以下缺點：由于光源為定向輸出，也更容易產生眩光。在設計時要特別注意照明燈具的布置，目前二次配光設計的發展有望能較好地解決這一問題。抗雷電及強電磁場干擾能力不足，在進行照明設計時，燈具就要避開高場強位置安裝［2］。

2 LED光源的比較優勢

相對于傳統光源，LED主要有以下優勢。

1）LED光源壽命長，至少是白熾燈的25倍，熒光燈的3.3倍,高壓鈉燈的1.8倍，見表1。

表1 LED與傳統光源壽命對比

2）LED光源實際效率高，是一般節能燈3.89倍，普通白熾燈泡的10倍，高壓鈉燈的2.23倍，見表2。

表2 LED和節能燈、白熾燈、高壓鈉燈性能比較

3）通過與傳統的其他光源進行節能效益和經濟性比較，可以直觀反映出使用LED光源的優勢，詳見表3。

表3 LED、節能燈、白熾燈節能量和成本比較

從表3可知，LED的節能效果明顯;從投資角度看LED光源初始投資相對較高，在20年壽命周期內和同等亮度的其他光源比，總體投入是最低的，因此，LED不論節能還是經濟性均好于其他光源。

3 LED光源在變電站照明應用中的設計選型

目前在變電站使用的白熾燈、熒光燈和鈉燈都可以用LED光源來替代。隨著技術的日臻成熟，成本的下降，LED光源豐富多樣，完全可以滿足不同場合和空間的照明需要。適合于變電站的LED光源主要有：LED球泡燈，LEDT8/T5燈管,LED吸頂燈，LED投光燈，LED路燈/庭院燈，LED草坪燈等。

4 節能效益分析

下面以110kv、330kv變電站為例，若將現有照明光源替換為LED光源后，對其節能效益做出分析。

以西寧市的110kv通用站［3］為例，站內外照明功率及LED光源折算見表4。

表4 110kV變電站室內室外照明光源負荷表

從表4可知，進行LED光源置換后，經過計算，變電站的室內室外照明光源功率總計為4039W，總瓦時數為13279WH。原110kv變電站照明用電負荷減少8951W，按照表中不同燈具每天的工作時間計算，累計減少用電負荷32051WH，一年累計減少11698.6度電，以當地每度電電費0.62元計算，年節約電費7253.1元。

同樣以西部地區特有的330kV變電站［3］為例，站內外照明功率及LED光源折算見表5。

表5 330kV通用站照明負載LED光源折算表

由表5可知，進行LED光源置換后，經過計算，變電站的室內室外照明光源功率總計為8286W，總瓦時數為26124WH。原330kv變電站照明用電負荷減少16689W，按照表中不同燈具每天的工作時間計算，累計減少用電負荷62706WH，一年累計減少22887.7度電，任然以西寧市的每度電電費0.62元計算，年節約電費14190.4元。

5 結論

從文中的110kv和330kv變電站LED照明光源置換傳統照明光源的實例來看，經過有效的置換后，在不降低原有照明強度的基礎上，變電站的站用照明功率會有大幅的降低，節電的效益明顯，值得在全國類似變電站中推廣。

［1］ 高翔.智能變電站技術［M］.北京：中國電力出版社，2013.

［2］ 張延輝，楊京燕.綠色照明在變電站中的應用研究［J］.科技情報開發與經濟，2010，20（36）：139－140

［3］ 劉振亞.國家電網公司輸變電工程通用設計變電站分冊［M］.北京：中國電力出版社，2011.

TM923