火车站照明系统节能设计

徐爱荣

郑州铁路局设计所，河南 郑州 450000

1 车站照明系统现状

铁路作为国民经济的重要基础设施和大众化交通工具，在当前加快建设节约型社会中肩负着重要的责任，面临着艰巨的任务。

车站传统照明包括旅客站台、候车厅、分配厅、售票大厅、旅客地道、旅客天桥照明。照明灯具主要以高压钠灯、高压汞灯、日光灯为主，辅以白炽灯等其它灯具。其中高压汞灯、白炽灯能耗高，光效低，显色指数差，寿命相对来说较短。目前，照明灯控制是人工手动控制，灯具分组不合理，无法实现按需布光照明，不符合绿色照明要求，造成了电能的大量消耗，加大了车站的成本支出。在火车站建设“绿色照明控制系统”是改善电力负荷紧张，节约车站运行成本、节约社会资源的有效途径。

2 车站绿色照明设计方案

2.1 灯具改造

2.1.1 铁路站房照明设计要求

根据《铁路旅客车站建筑设计规范》GB50226-95和《建筑照明设计标准》的规定，灯具布置和节能计算按有关标准执行。

2.2.2 灯具选择

光源的主要指标有光效（lm/W）、显色指数（Ra）和平均寿命（h）等。大型、特大型站房总的特点是占地面积大、净空高、照明时间长，应选择光效高、寿命长、显色性较好的光源。下表列出了几种常见灯具的技术特性。见表1。

表1

综合以上因素，在各照明场所按照度需要安装紧凑型荧光灯、金属卤化物灯高效灯具，结合现场实际情况，按灯具布置进行分组，具体分布及分组根据照明场所形状、面积、照度标准设定。

2.2 线路敷设

站台灯按站台、股道分组布线，这样站台灯组可以实现按股道开灯，并可根据不同的作业过程灵活选择开启的灯组数。候车厅按照明区域分组布线，根据候车时段实行分时、分批开、关灯。

2.3 建设绿色照明自动控制系统

2.3.1 车站绿色照明控制系统功能及节能技术概述

照明自动控制系统采用工业控制计算机，通过网络技术、时控、光控，可使车站的站台、候车室、进站大厅、售票厅、地下通道、行包房和其它公共场所等主要场所的照明实现最优控制。根据各车站实际情况设置各项参数，例如照明灯盏数、四季开关灯时间、定期昼夜交换时间、列车到达前提前开灯时间、列车开出后延时关灯时间、强制开关灯等。通过RS-485总线将控制信息发送至控制柜的逻辑编码译码器，最后由逻辑编码译码器将控制信号传送到相应的终端执行设备，从而实现对站台、候车室、进站大厅、售票厅、行包房和其它公共场所照明的自动控制。同时，将实际控制效果反馈给工业控制计算机，以便主机检查、检验运行效果，并具有对日常工作状态进行监控、错误报警、自动记录以及系统数据维护等功能。

自动控制的节能方法，主要是通过自动化控制技术对照明灯进行自动启闭，根据不同的作业过程（预告、到达、停检、发出），可以点亮不同的灯盏数，以达到节能的目的。这种技术代替了人工反复、无序的操作，有效减少了人工操作在操作时间上带来的电能消耗。其根本就是通过运用计算机控制技术，合理启闭照明灯或减少照明灯的开启数量，以此来达到降低能耗的目的。

绿色照明自动控制系统中特有的“智能节电调控器”，日常可起到稳压的作用，减少因电网电压过高而产生的电能损耗，并可根据系统主控计算机的软件设置，多时段自动控制，灵活调整灯组的工作电压，使灯具工作在稳定合理的工作状态。并可有效地延长灯具寿命。

另外，根据照明灯具（尤其是高压气体放电灯）及线路功率因数普遍偏低的情况，在每个终端控制柜内各设一套自动无功补偿装置，此装置可对照明线路的功率因数进行在线自动侦测、计算、投入补偿，有效提高线路的功率因数并将其控制在一个合理的范围内，以减少因线路功率因数过低而造成的电能损耗。

计算机通过采集旅客列车预报系统的列车运行信息或通过自身数据库所建立的车次信息、现场光照度传感器数据以及系统时间，组合逻辑判断，并发送控制指令给控制终端的逻辑编/译码器，实现在光照度低于设定值，或者达到系统设置的开灯时间，以及有车到站时打开灯具，其余情况下照明灯关闭，以节约能源。同时，现场照明灯组的工作状态可通过系统反馈在主控计算机上实时显示出来，以便监控和操作。

2.3.2 绿色照明自动控制系统的节能效果

建设车站绿色照明自动控制系统，主要是为了实现车站照明的智能化管理从而达到节能效果。车站照明自动控制系统，将改变原来由于人工控制所造成的失控状态，同时系统中采用了智能节电器，可避免因电网电压过高而带来的电能损耗，无功补偿设备可对功率因数进行自动侦测、补偿，从根本上实现节约能源的目的，提高车站的现代化管理水平。

绿色照明自动控制系统针对候车厅、售票厅的灯具，可在控制软件中设定一定数量的时间段和不同数量的灯组，系统在到达软件设定的时间段后，对照明灯具采用关闭部分灯组或降功率运行的方法来完成节能降耗的目的。

站台的节能方法，就是根据各站台列车车次的运行时间，通过系统软件加以判断，当站台空闲时间满足照明灯具启闭的时间要求时，即关闭站台上的部分或全部灯组，当同一站台两列车间隔时间较短，灯组不能关闭时，则灯组自动进入降功率运行，同时根据不同的作业过程（预告、到达、停检、发车），可以点亮不同的灯盏数，以达到节能的目的。

当股道有列车停靠时，相关站台的常明灯、行车灯打开，以保证旅客安全乘降，满足行包装卸作业及站台管理的需求。当列车离站，相关站台的行车灯关闭。

以南阳车站照明改造为例，南阳车站原为传统照明，现改造为绿色照明，首先按上述原则将室内灯具更换为75W金属卤化物灯，站台等室外灯具更换为65W紧凑型荧光灯，并使用绿色照明自动控制系统。

经统计，南阳车站在进行灯具改造后每天照明用电量比改造前可节省207.24kW·h。每年可节省75642.6kW·h，整个客场照明实现自动控制后每天可节约电量共为175.56kW·h。按南阳地区工业用电价0.78元/kW·h收费标准计算，可分别为车站每年减少运营支出约59001元、49981元，合计108982元。