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    • 某自备电厂智能照明控制系统的应用

        摘    要:

        在LED+智能系统日渐成熟的今天,智能照明系统逐渐应用到了各行各业和人们的日常生活中,其中电厂的发展过程中也需要充分的照明工作,本文将主要探讨某自备电厂环境中智能照明控制系统的应用。

        1 概况

        该电厂照明控制系统大部分是以照明配电箱通过手动开关来控制照明灯具的通断,部分配电室通过回路中串入接触器,靠门边装设行程开关实现通断。以上控制方法在厂内大量使用,没有场景功能,无法自动控制,无调光,通断主要靠运行人员巡检时人为控制,不能保证部分区域照明灯具按时开关,存在长明灯现象。近年来,该电厂对厂区内的大功率照明进行了改造,目前光源类型主要以LED及气体放电灯为主,灯具方面的节能已经做到目前较好的状态,面临的是人为控制所造成的能源浪费,全厂1000多盏灯,如果不按时按需开关,常年累月,造成的浪费更严重。

        随着微电子技术与数字化技术的发展,智能化专业照明控制系统的引用,在节约能源、延长灯具寿命、提高照明质量方面效果突出。根据国内使用智能照明控制的经验,使照明管理与设备维修简单化,降低维护费用,还对环境改善、提高工作效率都有着显著的效果。对解决该电厂照明系统人为控制造成的浪费现象也能起到非常显著的作用。

        2 智能照明系统控制功能

        智能系统设有中央监控装置,对整个系统实施中央监控,以便随时调节照明的现场效果,例如系统设置开灯方案模式,并在计算机屏幕上仿真照明灯具的布置情况,显示各灯组的开灯模式和开/关状态,还具有灯具异常启动和自动保护的功能,能实现红外监控、照度监控启动和关闭功能,具有灯具启动时间,累计记录和灯具使用寿命的统计功能。在供电故障情况下,具有双路受电柜自动切换并启动应急照明灯组的功能;系统设有自动/手动转换开关,以便必要时对各灯组的开、关进行手动操作;具有场景预设、亮度调节、定时、时序控制及软启动、软关断的功能。

        智能照明控制系统能够通过合理的管理,根据不同日期、不同时间、不同的照度,按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置,不需要照明的时候,保证将灯关掉。智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明,从而大大降低了电厂照明的能耗。

        3 智能照明系统的结构和组成

        一般智能照明控制系统都为数字式照明管理系统,它由系统单元,输入单元和输出单元三部分组成。除电源设备外,每一单元设置唯一的单元地址,并用软件设定其功能。通过输出单元来控制各负载回路。

        智能照明系统一般采用集中控制和管理、分散执行的方式,亦即配置中央监控中心和智能控制照明柜,前者有控制计算机、主通信控制器等设备,用于对整个系统进行控制和管理工作,通过网络将控制命令与各智能控制柜的可编程控制器进行通信联络,同时接收来自智能控制柜内可编程控制器的有关自动及手动工作状态、灯具开/关状态等,并在异常情况下采取处理措施。中央监控系统能实现以下功能:表格化及图形界面,操作方便快捷;显示各回路的位置及其运行状态(开或关),通过颜色变化显示;图形界面可直接点击CAD平面图中的灯位提示来操作的开关;可根据天文时钟安排365天回路控制日程表。

        该电厂照明区域划分可以按照电气控制楼、汽机厂房、锅炉区域、煤场、化学厂房、机关楼、厂外单位等功能区域进行划分,分别设置中央监控系统,对本区域的照明情况进行实时监控和管理。

        4 智能照明控制系统在锅炉区域的应用

        以2#炉区域设计为例整个场地共有90套75W的金卤灯,20套70W的LED灯具,由分散在炉体下部的6个配电柜进行控制。智能改造之后,整个控制系统采用集中控制和管理,分散执行的方式,即中央监控中心(上层)和智能照明控制柜(下层)。监控中心可进行整个场地照明控制和管理,循环与各台智能照明控制柜中的可编程照明控制器进行通讯联络。一方面,将有关控制命令通过总线传输,发至各区域照明控制柜内的可编程控制器,让其接收相关的控制命令;另一方面,接收来自各区域照明控制柜内的可编程控制器向上转发的有关自动或手动状态,开灯或关灯状况等信号,(在要求高的情况下,还可巡检每只灯的状态及故障情况,对灯具工作时间进行统计,查阅每只灯的累计运行时间,在进行炉子大修时进行普查,及时将到达使用寿命的灯具换掉,)通过分类处理,在计算机屏幕上显示参数,对异常情况采取提示处理。它可与其他BA系统通过接口集成。智能照明控制柜则是具体执行监控中心计算机发出的各项控制命令,控制场地照明灯光以不同模式开灯,满足不同的要求,并巡回采集照明回路的开关状态参数等信号。对于场地灯光,除了在监控中心的计算机上控制外,还可在现场的控制柜上进行手动按钮分组操作、控制。

        锅炉区域的灯光照明系统通过智能控制系统设定的模式运行,可减少不必要的耗电开支,同时可降低运行维护费用;通过自动调节场地灯光打开的先后顺序,可有意识的避免灯光同时点亮造成的启动电流过大,并可限制金卤灯再启动的间隔时间,大大增加灯具的寿命;这些都可为用户节约开支,尽快收回成本创造了条件。

        锅炉本身线路繁多,功能复杂,通过采用灯光智能控制系统可简化线路,节省导线和电缆的消耗量,从而降低投资,缩短工期,并减少维修管理费用,给施工带来了极大的方便。因此在设计中采用智能控制系统,其优点综述如下:

        (1)运用先进的电力电子技术,进行集中监控与遥控任务,且优化能源的利用,节约能源并降低运行费用。

        (2)根据用户要求和照明区域扩大,只需要修改软件设置,毋须对已有线路进行改造,即可调整照明布局和扩充功能。这将降低扩建费用和改造工期。

        (3)断电状态结束恢复供电,系统将按预设定状态恢复正常工作,实现无人值班,提高管理水平。

        (4)照明最佳运行方式的设定,使灯具使用寿命延长,从而减少维修工作量和设备费用。

        (5)控制回路与负载回路分开,控制回路采用低电压,使得人身安全得到确保。

        控制方式可采用中央控制(在控制室对所有照明回路进行监控,通过电脑操作界面控制灯的开关);定时控制(设置白天、夜晚等模式);隔灯控制:利用隔灯的方式区分照明回路,实现1/3、2/3、3/3照度控制;照度感应控制(根据室外日光照度来控制);现场可编程开关控制(通过编程的方式确定每个开关按键所控制的回路,单键可控制单个回路、多个回路);调光控制(从0%照度到100%照度连续无级调光控制);红外线控制(在炉本体各楼梯上下口处设置红外控制,当有人员行走时自动控制该区域的照明)等。

        5 使用效果

        5.1 实现照明的人性化

        由于不同的区域对照明质量的要求不同,要求调整控制照度,以实现场景控制、定时控制、多点控制等各种控制方案。方案修改与变更的灵活性能进一步保证照明质量。

        5.2 提高管理水平

        将传统的开关控制照明灯具的通断,转变成智能化的管理,使高素质的管理意识用于系统,以确保照明的质量。

        5.3 节约能源

        利用智能传感器感应室外亮度来自动调节灯光,以保持室内恒定照度,既能使室内有最佳照明环境,又能达到节能的效果。根据各区域的工作运行情况进行照度设定,并按时进行自动开、关照明,使系统能最大限度地节约能源。

        5.4 延长灯具使用寿命

        众所周知,照明灯具的使用寿命取决于电网电压,由于电网过电压越高,灯具寿命将会成倍地降低,反之,则灯具寿命将成倍地延长,因此防止过电压并适当降低工作电压是延长灯具寿命的有效途径。系统设置抑制电网冲击电压和浪涌电压装置,并人为地限制电压以提高灯具寿命。采取软启动和软关断技术,避免灯具灯丝的热冲击,以进一步使灯具寿命延长。

        6 结语

        节能降耗是该电厂实现提质增效的重要步骤,实现照明系统的智能控制,一方面可以将照明耗能降到最低,对于厂房内大功率灯具效果尤其突出;另一方面可以改善灯具寿命,而使目前照明改造的所有灯具能在寿命之内达到预计经济效果。

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