變電站戶外場地照明燈智能控制系統的研制與應用

韓玉龍

（廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東珠海519000）

0 引言

變電站戶外場地照明燈功率大、數量多，運行人員在每月的運維工作中，需檢查照明燈的運行情況，夜間操作時要去照明配電箱依次合上相應的空氣開關，開啟照明燈，任務完成后再依次斷開空氣開關，將照明燈關閉。這種操作模式存在諸多弊端：

（1）人工控制，自動化程度低。每次運行人員都要從主控室下樓到一層照明配電箱分、合空氣開關，操作不及時，效率低下，耗費人力。

（2）控制手段單一。只能通過手動分、合空氣開關的方式完成照明燈的開啟、關閉。

（3）無法滿足戶外場地照明燈的管控及自適應節能減排的要求。

目前，國內有許多工作人員在變電站戶外場地照明燈系統的設計和改進方面進行了大量的研究工作，通過設計計算機控制平臺、主控裝置等完成指令的控制，信息的連接方式既可以是有線連接，也可以是無線連接。同時，燈具也要進行相應的改造，將高功率的鹵化燈更換為節能的LED燈，增加光照傳感模塊等。然而，若一座敞開式變電站的照明燈全部改造，價格不菲，如果重新設計基于計算機控制平臺、主控裝置等軟硬件功能的智能照明系統，經濟成本非常高。

基于上述問題，結合實際生產過程，筆者認為有必要設計一套變電站戶外場地照明燈智能控制系統，提高運行人員的工作效率，減少人力，實現節能減排。

1 變電站戶外場地照明燈控制方式

目前，變電站戶外場地照明燈控制方式主要通過在戶外照明配電箱手動合上（斷開）空氣開關的方式實現開啟（關閉）照明燈。

2 變電站戶外場地照明燈智能控制系統的研制

2.1 智能控制系統的原理

變電站戶外場地照明燈智能控制系統，包括電源模塊、無線遙控系統和時間控制系統。無線遙控系統、時間控制系統與電源模塊連接；無線遙控系統包括用于調制信息的發射模塊和用于解調信息的無線接收模塊，發射模塊和無線接收模塊無線連接；時間控制系統包括能夠根據時間控制照明燈開/關的控制器，控制器的輸入端連接無線接收模塊，輸出端通過接觸器連接到照明燈，時間控制系統可以用于顯示設置參數和照明燈的狀態，顯示模塊與控制器之間雙向通信連接。工作原理圖如圖1所示。

圖1 智能控制系統工作原理圖

2.2 無線遙控系統和時間控制系統的組成

無線遙控系統主要包括無線遙控器和無線接收模塊。無線接收模塊包含接收模塊以及通信模塊，無線遙控器的發射模塊向接收模塊發射信號，接收模塊再通過通信模塊向控制器發射信號，控制戶外照明燈的開啟或關閉。無線遙控器上設有ON按鈕以及OFF按鈕，實現一鍵控制變電站戶外場地照明燈全亮或全滅。其控制模式實物圖如圖2所示。時間控制系統主要元件包括用于輸入時間參數、光照等參數的按鍵模塊、控制器，按鍵模塊與控制器雙向通信連接。運維人員可以通過按鍵模塊提前設置戶外場地照明燈的開啟、關閉時間，實現自動開燈和關燈。其控制模式實物圖如圖3所示。

2.3 變電站戶外場地照明燈控制回路改造

要實現自動控制功能，需要在戶外場地照明燈空氣開關兩側并聯接觸器的常開觸點，當接觸器吸合時，常開觸點閉合，將空氣開關短接。接觸器的吸合受時間控制系統中的控制器控制。控制回路原理改造圖如圖4所示，改造實物圖如圖5所示。

3 變電站戶外場地照明燈智能控制箱的安裝、調試

智能控制箱的安裝、調試包括元器件及箱體的安裝、調試兩個部分。其中，元器件的安裝、調試是重點。元器件的安裝、調試包括電源模塊、無線遙控系統、時間控制系統的安裝、連線、試驗。電源模塊分為輸出交流電源的市電模塊和開關電源，市電模塊為接觸器提供交流電源，開關電源滿足無線接收模塊和控制器工作電壓的要求，無線接收模塊和控制器的工作電壓為220 V。

圖2 一鍵控制燈全亮或全滅

圖3 按鍵模塊設定開、關燈時間

圖4 控制回路原理改造圖

圖5 改造實物圖

控制器包括四路輸入及四路輸出回路。通過按鍵模塊輸入計數脈沖信號，控制器接收計數脈沖信號作為輸入，四路輸出端并聯在接觸器的線圈上，控制接觸器的分、合，進而完成開啟、關閉戶外場地照明燈。500 kV國安變電站加裝的戶外場地照明燈智能控制箱安裝、連線、試驗效果如圖6所示。

4 變電站戶外場地照明燈智能控制箱的使用

變電站戶外場地照明燈智能控制系統的使用便捷、靈活。

可以通過無線遙控器上設有的ON按鈕及OFF按鈕，一鍵控制變電站戶外場地照明燈全亮或全滅。

可以通過時間控制系統輸入時間參數的按鍵模塊，設定開燈、關燈時間，戶外場地照明燈在達到設定好的時間后，自動開燈和關燈。

圖6 國安變電站戶外場地照明燈智能控制箱

可以通過假日參數設置，輸入單、雙日或者周期日期，設定開燈、關燈的周期。

因控制器的輸入端還連接有用于感測光線強度的光線傳感器，可以通過光照參數設置，通過光線傳感器監測戶外亮度，當亮度低于設定閾值時，增加戶外照明燈亮燈數目；當亮度高于設定閾值時，減少戶外照明燈亮燈數目。控制器的多種模式如圖7所示。

圖7 控制器的多種模式

5 結語

500 kV國安變電站加裝的戶外場地照明燈智能控制箱運行至今，裝置經過現場運行檢驗，效果良好。本文設計使用的變電站戶外場地照明燈智能控制系統是一套環保、省時省力、效率高、使用便捷的裝置，同時還具有以下優點：

（1）自動化程度高。運行人員無論是夜間操作還是月度照明燈檢查的定期工作，不再需要往返到主控樓一層照明配電箱合上、斷開空氣開關，操作及時，效率高。

（2）控制手段靈活。一鍵控制變電站戶外場地照明燈的開啟和關閉，也可以通過按鍵模塊提前將燈打開。

（3）不需要改變現有照明燈的格局和部署，且能實時監測照明燈的狀態。

本戶外場地照明燈智能控制箱在珠海供電局500 kV國安變電站的成功運用，可以作為推廣項目在其他變電站借鑒應用。