LED光源在110kv、330kv变电站中的应用

2017-01-09吕伟中刘春娣王伯军

甘肃科技 2016年23期

关键词：钠灯白炽灯荧光灯

吕伟中，袁俊，刘春娣，王伯军

(1.甘肃省科学院自然能源研究所，甘肃兰州730046；2.青海省电力设计院，青海西宁810008）

LED光源在110kv、330kv变电站中的应用

吕伟中1，袁俊1，刘春娣2，王伯军2

(1.甘肃省科学院自然能源研究所，甘肃兰州730046；2.青海省电力设计院，青海西宁810008）

能源是人类的生命，同时节能减排也是人类的义务。在目前低碳环保绿色的概念下，节能、环保型产品越来越受重视，而其中照明节能就是其中的很重的一部分。光伏发电技术应用于变电站的效能之一是节能减排。如果将变电站原有的照明光源替换为LED光源，则可进一步提升光伏发电对站用常规电能的替代率。因此，无论是从变电站自身的节能减排要求还是从提高光伏发电的使用效能来说，将变电站照明光源替换为LED光源，都是具有实际意义的工作。

变电站，节能，LED照明

变电站的工作环境［1］总体可以划分为三大类：以控制室、办公室为代表的正常照明环境，一般对照明的舒适度有一定的要求；以蓄电池室为代表的爆炸性场所，一般对安全性有特殊的要求；以敞开式高压配电装置为代表的高场强场所，一般要求灯具有一定的强电磁场干扰能力。目前变电站主要照明光源基本为白炽灯、荧光灯和钠灯。

1 LED光源特性

LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种直接把电能转化为光的固态半导体器件，它是现阶段光效发展最快的新型固体光源。

LED光源主要有以下几方面的优点：发光效率较高，多在80～100lm/W，高于节能型荧光灯；光源为定向输出，通过适当的二次配光设计，可以实现定向照明，其利用系数可达0.8～0.9；光谱中没有紫外线和红外线，无频闪，符合高效优质光源的要求；LED为全固态发光体，不含汞等有害元素，废弃物可回收，对环境无污染，属于典型的绿色照明光源；光源安全性好，不易破碎，可以安全触摸；显色性较好，启动时间短。照明组合方式灵活，可控性好。

但也存在以下缺点：由于光源为定向输出，也更容易产生眩光。在设计时要特别注意照明灯具的布置，目前二次配光设计的发展有望能较好地解决这一问题。抗雷电及强电磁场干扰能力不足，在进行照明设计时，灯具就要避开高场强位置安装［2］。

2 LED光源的比较优势

相对于传统光源，LED主要有以下优势。

1）LED光源寿命长，至少是白炽灯的25倍，荧光灯的3.3倍,高压钠灯的1.8倍，见表1。

表1 LED与传统光源寿命对比

2）LED光源实际效率高，是一般节能灯3.89倍，普通白炽灯泡的10倍，高压钠灯的2.23倍，见表2。

表2 LED和节能灯、白炽灯、高压钠灯性能比较

3）通过与传统的其他光源进行节能效益和经济性比较，可以直观反映出使用LED光源的优势，详见表3。

表3 LED、节能灯、白炽灯节能量和成本比较

从表3可知，LED的节能效果明显;从投资角度看LED光源初始投资相对较高，在20年寿命周期内和同等亮度的其他光源比，总体投入是最低的，因此，LED不论节能还是经济性均好于其他光源。

3 LED光源在变电站照明应用中的设计选型

目前在变电站使用的白炽灯、荧光灯和钠灯都可以用LED光源来替代。随着技术的日臻成熟，成本的下降，LED光源丰富多样，完全可以满足不同场合和空间的照明需要。适合于变电站的LED光源主要有：LED球泡灯，LEDT8/T5灯管,LED吸顶灯，LED投光灯，LED路灯/庭院灯，LED草坪灯等。

4 节能效益分析

下面以110kv、330kv变电站为例，若将现有照明光源替换为LED光源后，对其节能效益做出分析。

以西宁市的110kv通用站［3］为例，站内外照明功率及LED光源折算见表4。

表4 110kV变电站室内室外照明光源负荷表

从表4可知，进行LED光源置换后，经过计算，变电站的室内室外照明光源功率总计为4039W，总瓦时数为13279WH。原110kv变电站照明用电负荷减少8951W，按照表中不同灯具每天的工作时间计算，累计减少用电负荷32051WH，一年累计减少11698.6度电，以当地每度电电费0.62元计算，年节约电费7253.1元。

同样以西部地区特有的330kV变电站［3］为例，站内外照明功率及LED光源折算见表5。

表5 330kV通用站照明负载LED光源折算表

由表5可知，进行LED光源置换后，经过计算，变电站的室内室外照明光源功率总计为8286W，总瓦时数为26124WH。原330kv变电站照明用电负荷减少16689W，按照表中不同灯具每天的工作时间计算，累计减少用电负荷62706WH，一年累计减少22887.7度电，任然以西宁市的每度电电费0.62元计算，年节约电费14190.4元。