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发电厂主厂房智能照明控制系统的设计和应用
更新时间:2023-07-07   点击次数:314次

      随着我国经济的快速发展,能源短缺问题严重,这也对我国经济发展的持续性产生了影响。能源是国民经济发展的重要支柱,是人们生活质量提高的重要物质基础,现阶段的能源短缺问题已对相关企业的发展造成了严重阻碍,因此需要落实节能减排工作。

      在现代建筑行业的发展过程中,智能技术的应用涉及消防系统、空调系统、安全防范系统及通信系统。但长时间以来,智能照明系统的应用还不够广泛,许多建筑物仍采用传统的照明控制方式,一些智能大厦虽然安装了楼宇自控系统,可以对照明过程进行监控,但其功能往往局限于区域照明及定时开关。运用智能照明系统,可以加强建筑照明,实现照明控制的智能化,提高照明系统的运行和管理水平。因此,在电厂照明的智能化发展过程中,需要合理地设计智能照明系统,并确保与电厂实际情况相符,以此实现照明系统的智能化运行和控制目标。

1、智能照明系统概述

      智能照明系统主要采取分布式无线遥控、遥测及遥感等方式传输无线通信数据,也可以应用扩频电力网载波通信技术,在智能化处理信息的前提下,合理调节灯光,可以实现灯具的软启动、定时控制和场景设置,具有较强的智能性。当存在多个基本场景时,智能照明系统可以按照程序设定的先后顺序自动切换场景,并调整照度。还可结合用户需求,预先设定各场景模块。用户可以利用系统的控制面板,通过简单操作调取所需场景。为了满足用户的特定需求,需要通过可编程面板实时调节场景。

      智能照明系统还可以通过调节装置采集天然光,并联动室内灯光系统。当天气出现变化时,系统可以自动调节,确保室内照度适宜。在设计地下建筑物的智能照明系统时,设计人员需要预先设置标准亮度,为了保证亮度恒定,需要在降低灯具照明效率和墙面反射率衰减,避免对亮度产生影响。

      运用智能照明系统,可以实现节能目标、降低用户电费、缓解供电压力。根据相关统计,在电厂应用智能照明系统后,用电量可节约20% ~ 40%。

2、电厂主厂房智能照明系统的应用优势

2.1 照明控制智能化

      采用智能照明系统,能够自动地进行照明管理,如自动调整照度,满足具体的工作需求。具体来说,智能照明系统在运行过程中需要根据事先设定的基本状态开展各项工作,并结合预先设定的时间对这些状态进行自动切换。例如,在白天工作结束后,系统可自动切换到晚上的工作状态,自动调暗电场各区域的灯光,同时还能够利用系统的移动探测功能自动关闭无人区域的灯,并合理调整有人区域的灯光亮度。

      智能照明系统还可结合编程对各区域光照度进行调整,确保能够满足各场合的要求。例如,对于靠近窗户等具有良好自然采光的场所,系统可利用自然光照明,并调节照度到适合的水平。一旦天气出现变化,系统可以对照度进行自动调节,实现电厂照明的智能化控制。

2.2 频闪问题改善

      传统照明系统中使用的日光灯往往配有传统的镇流器,会按照一定频率闪动,这种频闪现象容易导致工作人员出现眼睛疲劳以及头脑发胀的情况,进而导致人员的工作效率下降。

      运用智能照明系统,可以调节电子镇流器,使其维持在较高频率,这样不仅能够解决频闪问题,而且可以避免亮度不稳定等情况,改善电厂相关人员的工作环境,进一步提升工作效率。

2.3 节能效果可观

      智能照明系统中应用了电力电子技术,可以智能调节多数灯具,包括日光灯及白炽灯等。当室外光较强时,可以自动调暗室内照度,反之,可以自动调亮室内照度,确保室内照度能够维持恒定,并充分利用自然光,实现节能目标。此外,利用智能照明系统可以设置照明工作状态,通过智能化的管理方式,可以降低照明过程的能源消耗。

2.4 管理水平提高

      在电厂安装智能照明系统,可以将传统的人工开关照明形式转换为智能化管理形式。这样一来,可在照明控制中加入管理者的管理意识,还能够减少建筑的运行维护费用。

3、电厂主厂房智能照明系统的设计要求

      传统的电厂主厂房照明需要由相关运行人员开展现场操作,在早晨关灯,在夜晚开灯,运行或者巡视人员在现场发现故障灯具后,需要及时通知检修人员开展维修工作,从而排除故障。如今,电厂需要开展节能减排工作,采用智能照明系统,利用节能灯具合理设计智能照明系统时,需要做到分层、分区域及分级控制,以此实现中央集中监控及现场手动控制的目标,确保统一节能与调度,从而减少排放,延长灯具的更换周期,加强对照明系统的智能化管理。

      电厂主厂房按照区域可以分为汽机房、锅炉房、设备间控制室及集控楼等。其中,汽机房可以分为煤仓层、运转层及除氧层等;锅炉房采用钢架结构时,其层数较多。据此,照明箱可以分为汽机房照明箱及锅炉房照明箱,在设置照明箱时,汽机房照明箱应采用嵌入式方式安装,而锅炉房照明箱应采用室外壁挂式方式。在配置照明箱负荷时,需要合理优化接线设置,并结合照明箱的控制回路数和负荷计算各个回路所连接的灯具数量及负荷,得到照明箱的开关总负荷数值。

(1)功能区域不同,在照明灯具选型方面也存在一定差异,需要结合汽机房及锅炉房等的面积、层间距离、照度要求等合理设计三防灯,主要选用较小功率的荧光灯。

(2)在控制室需要单独设置智能照明系统的监控画面或者监控触摸屏,并通过辅网和计算机监控全厂照明系统。此外,在传统照明箱的电气回路中加入EIB 开关模块,通过一条总线连接照明箱控制器及设备间智能开关,可以进一步提升智能照明系统的应用效果。

(3)在电厂主厂房智能照明系统中,一般需要在照明箱中设计三相空气开关,同时还需要搭配各回路的单相开关。对于锅炉房、汽机房中的照明灯,需要利用照明箱中的分路开关实现就地控制,控制开关不可单独设计;针对控制室及设备间的灯,需要设计照明箱的分路开关,可以将控制开关分别设置在室内门口两边。

4、电厂主厂房智能照明系统的功能

4.1 集中控制与多点操作

      通过终端可以控制不同地方的灯具,还可以通过不同地方的终端控制同一灯具。

4.2 软启动

      为防止突然的亮度变化给人眼造成刺激,可以为人眼提供缓冲,保护人们的眼睛,需要应用软启动功能。在开灯过程中,灯光会由暗逐渐变亮;在关灯过程中,灯光会由亮逐渐变暗。此外,软启动还可以避免大电流、高温突变对灯丝造成冲击,使灯泡得到有效保护,从而延长灯泡的使用寿命。

4.3 灯光明暗调节

      通过合理调节灯光亮度,可以创造舒服、健康的环境,柔和的光线对人员的工作开展也具有积极作用。运用智能照明系统,可以通过简单的操作调整光的亮暗,确保电厂照明具有适合的亮度。

4.4 全开全关

      智能照明系统中的灯具可以一键全开和全关,可以简化电厂灯具的开关过程,方便人员对智能照明系统进行操作。

4.5 场景设置

      针对固定模式的场景,不需要逐一开关灯,调光也更简单,只需要进行相应的编程,便可通过相应的按键控制灯组。

5、电厂智能化智能照明系统的具体设计

5.1 控制系统设计

      智能照明系统主要采用分布式结构,并运用无线通信方式和电力载波方式通信。其通信系统组成包括电力线载波中继、嵌入式控制器、计算机及前端。其中,前端中包括调光控制器、主控制器、遥控器及电力线载波中继等。

      主控制器可以控制多个单元的控制器,也可以自主控制各个单元的调光控制器。主控制器可以结合无线发射模块控制各个单元的调光控制器,通过主控制器可以科学设定各单元调光控制器的情景模式与照度,并记录与显示设定值。与此同时,各个单元的调光控制器可以利用光敏元件感知照度,控制灯具照度或者亮度。主控制器控制及调光控制器的运行过程中,可以通过无线方式实现数据交换,并利用电力线载波中继提供辅助。

      遥控器的控制方式十分灵活,不仅能够遥控主控制器,而且可以直接控制单元调光控制器。单元控制器和主控制器均具有遥控器学习功能,用户可以结合自身需求,设定遥控器各按键功能,一些情况下还可以实现一键多控。

5.2 电气节能设计

5.2.1 合理选择光源

      在电厂主厂房智能照明系统的节能设计中,需要在确保满足显色指数、光色及照度等要求的前提下,采用灯具,并运用成组分片的方式对灯具开闭实现自动控制,从而提高智能照明系统的节能效果。在选择灯具时,需要充分考虑各房间的实际使用特点及要求,保证使用方便,并为节电创造有利条件。在智能照明系统中常用的灯具包括日光灯、白炽灯、水银灯及霓虹灯等。应用智能照明系统,可以在需要的时间和地点提供充足照明,还可以及时关闭不需要的灯具,起到十分显著的运行节能效果。采取智能照明系统通常可以节约 20% ~ 40% 的电能,不仅可以减少电厂的电费支出,而且可以缓解供电压力。

      在电厂厂房内应合理运用自然采光,对于靠近室外的建筑面积,需要开大门窗,采用具有良好透光率的玻璃门窗。同时,可以按照相关标准检测现场照度,以此为依据调节灯光。

5.2.2 稳定照明电压

      在设计照明系统时,需要结合各个房间的具体使用要求,做到因地制宜,保证使用方便,以此为节电创造良好条件。电网电压是造成灯具损坏的主要原因,一旦电压过高,会缩短灯具的使用寿命,增加电耗。技术人员需要控制电网电压波动,以此延长灯具寿命。应用智能照明系统,可以控制电网冲击电压及浪涌电压,避免由于电压过高造成灯具损坏。在系统运行过程中,需要采用软关断及启动等技术,防止灯具开启过程中电流对灯丝造成热冲击,从而延长灯具寿命,通常灯具寿命可以延长到原来的 2 ~ 4 倍,这样一来可以减少灯具的更换工作量,降低智能照明系统的实际运行费用。

      在实际设计中,需要合理设计电压稳定措施。例如,可以采用照明专用变压器,其可以在必要情况下自动稳压。在应用电力负荷的变压器时,需要避免冲击性负荷给照明带来的影响,以此保证照明的稳定性。

6、应用场景

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系统功能:

1、开关控制:对通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室按照单个照明回路、区域、楼层等实现对应照明的开关灯控制,监视受控回路的开关状态。

2、调光控制:满足区域照度和亮度调节要求,支持在通道、走廊、公共区域、楼梯间、会议室等场所监测照度或亮度,并根据需要自动/手动调节开灯数量和灯光亮度,充分利用自然光源,满足节约了能源,营造了舒适的生活工作环境。

3、场景控制:支持不同的场景模式控制,根据不同区域的功能需求,设定场景,完成相关照明灯具的控制组合,满足美化工作环境、提高舒适度需求。

4、照明回路电路监测:实时监视各照明支路/回路的运行电流、开关状态,并自动分析回路是否有故障状态并预警。

5、分区、总控:支持运行管理人员实时监视各区域、楼层、楼栋的照明状态,并根据需要进行分区、分层、分楼栋按需要分区控制、总控制。

6、实时报警:当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警,并将故障报警信息记录并显示在界面中,提示内容为故障时间、模块位置、故障说明。

7、历史记录查询:查询任意时段内的事件记录,支持“当日"“最近7天"“自定义时段"方式查询历史事件。

7、现场图片

12

8、产品选型


外形

认证

名称

证书

开关驱动器

C:/Users/gushaojie/AppData/Local/Temp/picturecompress_20220412082653/output_1.pngoutput_1

ASL220-S4/16智能照明开关驱动器

调光驱动器

3168bb03

ASL220-SD2/16智能照明调光驱动器

智能面板

IMG_8370

ASL220-F3/6智能照明开关面板

二合一传感器

IMG_8386

ASL220-PM/T只能照明红外于照度二合一传感器

ASL220-RMT微波传感器3

ASL220-RM/T智能照明微波宇照度二合一传感器

ASL220-RMT微波传感器3

ASL220-RP/T智能照明微动与照度二合一传感器

户外照度传感器

户外照度

ASL220-L/O智能照明户外照度传感器

3.5寸智能触摸屏

ASL220-TP-35智能照明触摸屏

IP协议转换器

ASL200-485-IP IP协议转换器

ASL200-485-IP智能照明IP协议转换器

辅助电源

ASL200-P20辅助电源

ASL200-P20智能照明辅助电源

9、结束语

      综上所述,在电厂照明的智能化发展过程中,需要科学设计智能照明系统,结合智能照明系统与智能技术,以此完善电厂照明的智能化和自动化控制,降低电厂照明能耗。

【参考文献】

[1]杨思睿,电厂主厂房智能照明系统的设计和应用。

[2]赖扬,大型火电厂智能电能量采集终端的设计和应用[J],光源与照明,2022(2):171-173。

[3]乔治忠,智能选煤厂建设探讨[J],工矿自动化,2021,47(S2):87-91。

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版。


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