安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司

      摘要：當(dāng)前，電廠主廠房的照明規(guī)模較大，而且具有許多回路，增加了電廠照明負(fù)荷，導(dǎo)致照明過(guò)程中的能源消耗較高。對(duì)此，電廠需要合理設(shè)計(jì)智能照明系統(tǒng)，運(yùn)用智能技術(shù)提高電廠照明的運(yùn)行管理水平，降低能源消耗。文章首先分析了電廠主廠房智能照明系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹了電廠主廠房智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)；然后結(jié)合設(shè)計(jì)要求和電廠主廠房智能照明系統(tǒng)的功能，提出具體的設(shè)計(jì)策略，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供參考。

      關(guān)鍵詞：電廠照明；智能化；智能照明系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0、引言

      隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源短缺問(wèn)題嚴(yán)重，這也對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的持續(xù)性產(chǎn)生了影響。能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，是人們生活質(zhì)量提高的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，現(xiàn)階段的能源短缺問(wèn)題已對(duì)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展造成了嚴(yán)重阻礙，因此需要落實(shí)節(jié)能減排工作。

      在現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，智能技術(shù)的應(yīng)用涉及消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)及通信系統(tǒng)。但長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用還不夠廣泛，許多建筑物仍采用傳統(tǒng)的照明控制方式，一些智能大廈雖然安裝了樓宇自控系統(tǒng)，可以對(duì)照明過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，但其功能往往局限于區(qū)域照明及定時(shí)開關(guān)。運(yùn)用智能照明系統(tǒng)，可以加強(qiáng)建筑照明，實(shí)現(xiàn)照明控制的智能化，提高照明系統(tǒng)的運(yùn)行和管理水平。因此，在電廠照明的智能化發(fā)展過(guò)程中，需要合理地設(shè)計(jì)智能照明系統(tǒng)，并確保與電廠實(shí)際情況相符，以此實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能化運(yùn)行和控制目標(biāo)。

1、智能照明系統(tǒng)概述

      智能照明系統(tǒng)主要采取分布式無(wú)線遙控、遙測(cè)及遙感等方式傳輸無(wú)線通信數(shù)據(jù)，也可以應(yīng)用擴(kuò)頻電力網(wǎng)載波通信技術(shù)，在智能化處理信息的前提下，合理調(diào)節(jié)燈光，可以實(shí)現(xiàn)燈具的軟啟動(dòng)、定時(shí)控制和場(chǎng)景設(shè)置，具有較強(qiáng)的智能性。當(dāng)存在多個(gè)基本場(chǎng)景時(shí)，智能照明系統(tǒng)可以按照程序設(shè)定的先后順序自動(dòng)切換場(chǎng)景，并調(diào)整照度。還可結(jié)合用戶需求，預(yù)先設(shè)定各場(chǎng)景模塊。用戶可以利用系統(tǒng)的控制面板，通過(guò)簡(jiǎn)單操作調(diào)取所需場(chǎng)景。為了滿足用戶的特定需求，需要通過(guò)可編程面板實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)場(chǎng)景。

      智能照明系統(tǒng)還可以通過(guò)調(diào)節(jié)裝置采集天然光，并聯(lián)動(dòng)室內(nèi)燈光系統(tǒng)。當(dāng)天氣出現(xiàn)變化時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保室內(nèi)照度適宜。在設(shè)計(jì)地下建筑物的智能照明系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要預(yù)先設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)亮度，為了保證亮度恒定，需要在降低燈具照明效率和墻面反射率衰減，避免對(duì)亮度產(chǎn)生影響。

      運(yùn)用智能照明系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)、降低用戶電費(fèi)、緩解供電壓力。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，在電廠應(yīng)用智能照明系統(tǒng)后，用電量可節(jié)約20% ～ 40%。

2、電廠主廠房智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 照明控制智能化

      采用智能照明系統(tǒng)，能夠自動(dòng)地進(jìn)行照明管理，如自動(dòng)調(diào)整照度，滿足具體的工作需求。具體來(lái)說(shuō)，智能照明系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中需要根據(jù)事先設(shè)定的基本狀態(tài)開展各項(xiàng)工作，并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的時(shí)間對(duì)這些狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)切換。例如，在白天工作結(jié)束后，系統(tǒng)可自動(dòng)切換到晚上的工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)暗電場(chǎng)各區(qū)域的燈光，同時(shí)還能夠利用系統(tǒng)的移動(dòng)探測(cè)功能自動(dòng)關(guān)閉無(wú)人區(qū)域的燈，并合理調(diào)整有人區(qū)域的燈光亮度。

      智能照明系統(tǒng)還可結(jié)合編程對(duì)各區(qū)域光照度進(jìn)行調(diào)整，確保能夠滿足各場(chǎng)合的要求。例如，對(duì)于靠近窗戶等具有良好自然采光的場(chǎng)所，系統(tǒng)可利用自然光照明，并調(diào)節(jié)照度到適合的水平。一旦天氣出現(xiàn)變化，系統(tǒng)可以對(duì)照度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電廠照明的智能化控制。

2.2 頻閃問(wèn)題改善

      傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中使用的日光燈往往配有傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器，會(huì)按照一定頻率閃動(dòng)，這種頻閃現(xiàn)象容易導(dǎo)致工作人員出現(xiàn)眼睛疲勞以及頭腦發(fā)脹的情況，進(jìn)而導(dǎo)致人員的工作效率下降。

      運(yùn)用智能照明系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)電子鎮(zhèn)流器，使其維持在較高頻率，這樣不僅能夠解決頻閃問(wèn)題，而且可以避免亮度不穩(wěn)定等情況，改善電廠相關(guān)人員的工作環(huán)境，進(jìn)一步提升工作效率。

2.3 節(jié)能效果可觀

      智能照明系統(tǒng)中應(yīng)用了電力電子技術(shù)，可以智能調(diào)節(jié)多數(shù)燈具，包括日光燈及白熾燈等。當(dāng)室外光較強(qiáng)時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)暗室內(nèi)照度，反之，可以自動(dòng)調(diào)亮室內(nèi)照度，確保室內(nèi)照度能夠維持恒定，并充分利用自然光，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。此外，利用智能照明系統(tǒng)可以設(shè)置照明工作狀態(tài)，通過(guò)智能化的管理方式，可以降低照明過(guò)程的能源消耗。

2.4 管理水平提高

      在電廠安裝智能照明系統(tǒng)，可以將傳統(tǒng)的人工開關(guān)照明形式轉(zhuǎn)換為智能化管理形式。這樣一來(lái)，可在照明控制中加入管理者的管理意識(shí)，還能夠減少建筑的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

3、電廠主廠房智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

      傳統(tǒng)的電廠主廠房照明需要由相關(guān)運(yùn)行人員開展現(xiàn)場(chǎng)操作，在早晨關(guān)燈，在夜晚開燈，運(yùn)行或者巡視人員在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)故障燈具后，需要及時(shí)通知檢修人員開展維修工作，從而排除故障。如今，電廠需要開展節(jié)能減排工作，采用智能照明系統(tǒng)，利用節(jié)能燈具合理設(shè)計(jì)智能照明系統(tǒng)時(shí)，需要做到分層、分區(qū)域及分級(jí)控制，以此實(shí)現(xiàn)中央集中監(jiān)控及現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制的目標(biāo)，確保統(tǒng)一節(jié)能與調(diào)度，從而減少排放，延長(zhǎng)燈具的換周期，加強(qiáng)對(duì)照明系統(tǒng)的智能化管理。

      電廠主廠房按照區(qū)域可以分為汽機(jī)房、鍋爐房、設(shè)備間控制室及集控樓等。其中，汽機(jī)房可以分為煤倉(cāng)層、運(yùn)轉(zhuǎn)層及除氧層等；鍋爐房采用鋼架結(jié)構(gòu)時(shí)，其層數(shù)較多。據(jù)此，照明箱可以分為汽機(jī)房照明箱及鍋爐房照明箱，在設(shè)置照明箱時(shí)，汽機(jī)房照明箱應(yīng)采用嵌入式方式安裝，而鍋爐房照明箱應(yīng)采用室外壁掛式方式。在配置照明箱負(fù)荷時(shí)，需要合理優(yōu)化接線設(shè)置，并結(jié)合照明箱的控制回路數(shù)和負(fù)荷計(jì)算各個(gè)回路所連接的燈具數(shù)量及負(fù)荷，得到照明箱的開關(guān)總負(fù)荷數(shù)值。

（1）功能區(qū)域不同，在照明燈具選型方面也存在一定差異，需要結(jié)合汽機(jī)房及鍋爐房等的面積、層間距離、照度要求等合理設(shè)計(jì)三防燈，主要選用較小功率的熒光燈。

（2）在控制室需要單獨(dú)設(shè)置智能照明系統(tǒng)的監(jiān)控畫面或者監(jiān)控觸摸屏，并通過(guò)輔網(wǎng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控全廠照明系統(tǒng)。此外，在傳統(tǒng)照明箱的電氣回路中加入EIB 開關(guān)模塊，通過(guò)一條總線連接照明箱控制器及設(shè)備間智能開關(guān)，可以進(jìn)一步提升智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

（3）在電廠主廠房智能照明系統(tǒng)中，一般需要在照明箱中設(shè)計(jì)三相空氣開關(guān)，同時(shí)還需要搭配各回路的單相開關(guān)。對(duì)于鍋爐房、汽機(jī)房中的照明燈，需要利用照明箱中的分路開關(guān)實(shí)現(xiàn)就地控制，控制開關(guān)不可單獨(dú)設(shè)計(jì)；針對(duì)控制室及設(shè)備間的燈，需要設(shè)計(jì)照明箱的分路開關(guān)，可以將控制開關(guān)分別設(shè)置在室內(nèi)門口兩邊。

4、電廠主廠房智能照明系統(tǒng)的功能

4.1 集中控制與多點(diǎn)操作

      通過(guò)終端可以控制不同地方的燈具，還可以通過(guò)不同地方的終端控制同一燈具。

4.2 軟啟動(dòng)

      為防止突然的亮度變化給人眼造成刺激，可以為人眼提供緩沖，保護(hù)人們的眼睛，需要應(yīng)用軟啟動(dòng)功能。在開燈過(guò)程中，燈光會(huì)由暗逐漸變亮；在關(guān)燈過(guò)程中，燈光會(huì)由亮逐漸變暗。此外，軟啟動(dòng)還可以避免大電流、高溫突變對(duì)燈絲造成沖擊，使燈泡得到有效保護(hù)，從而延長(zhǎng)燈泡的使用壽命。

4.3 燈光明暗調(diào)節(jié)

      通過(guò)合理調(diào)節(jié)燈光亮度，可以創(chuàng)造舒服、健康的環(huán)境，柔和的光線對(duì)人員的工作開展也具有積極作用。運(yùn)用智能照明系統(tǒng)，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作調(diào)整光的亮暗，確保電廠照明具有適合的亮度。

4.4 全開全關(guān)

      智能照明系統(tǒng)中的燈具可以一鍵全開和全關(guān)，可以簡(jiǎn)化電廠燈具的開關(guān)過(guò)程，方便人員對(duì)智能照明系統(tǒng)進(jìn)行操作。

4.5 場(chǎng)景設(shè)置

      針對(duì)固定模式的場(chǎng)景，不需要逐一開關(guān)燈，調(diào)光也簡(jiǎn)單，只需要進(jìn)行相應(yīng)的編程，便可通過(guò)相應(yīng)的按鍵控制燈組。

5、電廠智能化智能照明系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

5.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      智能照明系統(tǒng)主要采用分布式結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用無(wú)線通信方式和電力載波方式通信。其通信系統(tǒng)組成包括電力線載波中繼、嵌入式控制器、計(jì)算機(jī)及前端。其中，前端中包括調(diào)光控制器、主控制器、遙控器及電力線載波中繼等。

      主控制器可以控制多個(gè)單元的控制器，也可以自主控制各個(gè)單元的調(diào)光控制器。主控制器可以結(jié)合無(wú)線發(fā)射模塊控制各個(gè)單元的調(diào)光控制器，通過(guò)主控制器可以科學(xué)設(shè)定各單元調(diào)光控制器的情景模式與照度，并記錄與顯示設(shè)定值。與此同時(shí)，各個(gè)單元的調(diào)光控制器可以利用光敏元件感知照度，控制燈具照度或者亮度。主控制器控制及調(diào)光控制器的運(yùn)行過(guò)程中，可以通過(guò)無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，并利用電力線載波中繼提供輔助。

      遙控器的控制方式十分靈活，不僅能夠遙控主控制器，而且可以直接控制單元調(diào)光控制器。單元控制器和主控制器均具有遙控器學(xué)習(xí)功能，用戶可以結(jié)合自身需求，設(shè)定遙控器各按鍵功能，一些情況下還可以實(shí)現(xiàn)一鍵多控。

5.2 電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

5.2.1 合理選擇光源

      在電廠主廠房智能照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要在確保滿足顯色指數(shù)、光色及照度等要求的前提下，采用燈具，并運(yùn)用成組分片的方式對(duì)燈具開閉實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而提高智能照明系統(tǒng)的節(jié)能效果。在選擇燈具時(shí)，需要充分考慮各房間的實(shí)際使用特點(diǎn)及要求，保證使用方便，并為節(jié)電創(chuàng)造有利條件。在智能照明系統(tǒng)中常用的燈具包括日光燈、白熾燈、水銀燈及霓虹燈等。應(yīng)用智能照明系統(tǒng)，可以在需要的時(shí)間和地點(diǎn)提供充足照明，還可以及時(shí)關(guān)閉不需要的燈具，起到十分顯著的運(yùn)行節(jié)能效果。采取智能照明系統(tǒng)通?？梢怨?jié)約 20% ～ 40% 的電能，不僅可以減少電廠的電費(fèi)支出，而且可以緩解供電壓力。

      在電廠廠房?jī)?nèi)應(yīng)合理運(yùn)用自然采光，對(duì)于靠近室外的建筑面積，需要開大門窗，采用具有良好透光率的玻璃門窗。同時(shí)，可以按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)照度，以此為依據(jù)調(diào)節(jié)燈光。

5.2.2 穩(wěn)定照明電壓

      在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)時(shí)，需要結(jié)合各個(gè)房間的具體使用要求，做到因地制宜，保證使用方便，以此為節(jié)電創(chuàng)造良好條件。電網(wǎng)電壓是造成燈具損壞的主要原因，一旦電壓過(guò)高，會(huì)縮短燈具的使用壽命，增加電耗。技術(shù)人員需要控制電網(wǎng)電壓波動(dòng)，以此延長(zhǎng)燈具壽命。應(yīng)用智能照明系統(tǒng)，可以控制電網(wǎng)沖擊電壓及浪涌電壓，避免由于電壓過(guò)高造成燈具損壞。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要采用軟關(guān)斷及啟動(dòng)等技術(shù)，防止燈具開啟過(guò)程中電流對(duì)燈絲造成熱沖擊，從而延長(zhǎng)燈具壽命，通常燈具壽命可以延長(zhǎng)到原來(lái)的 2 ～ 4 倍，這樣一來(lái)可以減少燈具的換工作量，降低智能照明系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用。

      在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要合理設(shè)計(jì)電壓穩(wěn)定措施。例如，可以采用照明專用變壓器，其可以在必要情況下自動(dòng)穩(wěn)壓。在應(yīng)用電力負(fù)荷的變壓器時(shí)，需要避免沖擊性負(fù)荷給照明帶來(lái)的影響，以此保證照明的穩(wěn)定性。

6、應(yīng)用場(chǎng)景

系統(tǒng)功能：

1、開關(guān)控制：對(duì)通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會(huì)議室按照單個(gè)照明回路、區(qū)域、樓層等實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)照明的開關(guān)燈控制，監(jiān)視受控回路的開關(guān)狀態(tài)。

2、調(diào)光控制：滿足區(qū)域照度和亮度調(diào)節(jié)要求，支持在通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會(huì)議室等場(chǎng)所監(jiān)測(cè)照度或亮度，并根據(jù)需要自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)節(jié)開燈數(shù)量和燈光亮度，充分利用自然光源，滿足節(jié)約了能源，營(yíng)造了舒適的生活工作環(huán)境。

3、場(chǎng)景控制：支持不同的場(chǎng)景模式控制，根據(jù)不同區(qū)域的功能需求，設(shè)定場(chǎng)景，完成相關(guān)照明燈具的控制組合，滿足美化工作環(huán)境、提高舒適度需求。

4、照明回路電路監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)視各照明支路/回路的運(yùn)行電流、開關(guān)狀態(tài)，并自動(dòng)分析回路是否有故障狀態(tài)并預(yù)警。

5、分區(qū)、總控：支持運(yùn)行管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)視各區(qū)域、樓層、樓棟的照明狀態(tài)，并根據(jù)需要進(jìn)行分區(qū)、分層、分樓棟按需要分區(qū)控制、總控制。

6、實(shí)時(shí)報(bào)警：當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中，提示內(nèi)容為故障時(shí)間、模塊位置、故障說(shuō)明。

7、歷史記錄查詢：查詢?nèi)我鈺r(shí)段內(nèi)的事件記錄，支持“當(dāng)日”“近7天”“自定義時(shí)段”方式查詢歷史事件。

7、現(xiàn)場(chǎng)圖片

8、產(chǎn)品選型

9、結(jié)束語(yǔ)

      綜上所述，在電廠照明的智能化發(fā)展過(guò)程中，需要科學(xué)設(shè)計(jì)智能照明系統(tǒng)，結(jié)合智能照明系統(tǒng)與智能技術(shù)，以此完善電廠照明的智能化和自動(dòng)化控制，降低電廠照明能耗。

【參考文獻(xiàn)】

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