变电站绿色照明与全寿命周期

5、灯具的防护等级
灯具防护等级高，IP65以上，可以提高维护系数，灯具使用 寿命长。 •注：维护系数指灯具安装一段时间后的平均照度与 新安装 时平均照度的比值 • 无透明件灯具光通维持率为0.5； • IP54灯具，防尘，防溅水，光通维持率为0.6； • IP65灯具，尘密，防喷水，光通维持率为0.8；
6、灯具的配光
2）设计合理、配光精确 反光镜、透明件和发光角的正确和合理设计， 精确配光，可以提高灯具效率，减小眩光； 根据工作环境需要设计配光曲线； 专用软件设计反射器； 专用软件模拟反射器和透射器配光效果； 制作样板检验配光与设计的一致性； 目的：使光线精确、合理地分布到工作区域
7、光源与电器的配套
——新的挑战：
• 国家要求建立节约型社会和环境友好型社会政策 的力度不断加大。市场、政策和行政手段将使企 业面对的压力进一步增大，国家电网提出全寿命 周期管理是电网企业实现环保、降低综合成本的 最新举措。供电行业变电站照明灯具使用数量多 ，时间长，能耗高(国家发改委数据统计能耗70 ％，照明占13％）后期维护成本高。环保、节能 作为国家能源管理的重要工作之一，将主要从工 业生产、设计等行业源头两个方面来进行，使用 优质的高效节能灯具和照明系统，是社会和企业 的共同要求。
一款灯具增加5mm高 的加强筋，散热表面积 增加50%，镇流器表面 温度降低20℃，延长 灯具使用寿命。
镇流器安装在金属板下 方
节能灯具三面贴壳，散热好; 铝合金热传导系数为0.53 W/m℃
铝合金的热传导系数是空气热传导系数的22倍！
4、灯具的材料
材料的选择： 如透明件－采用特种钢化玻璃，抗强力冲击、透光率好； 外壳材料－高强度合金材料，抗强力冲击，表面喷涂技术处 理，耐腐防锈。 （例：普通玻璃的主要材料钠钙铝镁硅酸盐成分， 4mm厚 度玻璃透光率为75%； 添加特种材料，透光率可大于95%）
举例： 散热：
传统镇流器一边贴壳；空气热传导系数为 0.024W/m℃
2.绿色照明系统可靠性分析
1、光源
•光源：采用高光效、长寿命光源 如：金卤灯、高压钠灯、无极荧光灯、LED等。
2、灯具的结构—安全、可靠
灯具安全性能 按照
GB7000.1的要求， 灯具的带电部分是 不可触及的(除灯座)
3、散热： 灯具的散热设计好，可以提高光源和灯具的使 用寿命。镇流器温度每增加8℃。寿命就要减 少一半； 镇流器温升90℃时，寿命为167天。镇流器温 升65℃时，寿命为1513天（260V）
传统照明与绿色照明LCC对比分析
包括两个层面
一、可靠性对比分析（技术层面） 二、全寿命周期成本对比分析（LCC层面）
注：LCC管理是建立在可靠性前提下的分析管理，所以必须 以技术层面为基础
变电站照明系统的工作环境
1）电压波动范围大，如180-260 V 2）工作环境温度变化大，如-40-+50 ℃ 3）防腐、防水、防尘。例如酸雨、台风对灯具腐蚀 4）现场通风和散热条件不好 5）要求安装简单，维护方便 6）与变电站主设备设计寿命尽量一致（50年），减
少改造次数
对比一（可靠性分析）
影响可靠性的关键因素 1.电压波动 2.散热 3.镇流器寿命 4.触发器寿命 5.防护等级 6.防腐性能 7.光源寿命 8.灯具材料
传统站用照明可靠性分析
1.光 源：寿命短，维护量大； 2.镇流器：发热量高； 3.触发器：触发次数少； 4.防护等级低，不能有效防水防尘； 5.外 壳：易腐蚀，防腐等级不足； 6.透明件：选用普通玻璃，不能有效抗冷 热剧变； 7.散热能力：空气导热；
（3*6）1400米×22.68 ＋ （ 3*6 ） 1150 米
＝11.20万元
×22.68
＝8.27万元
112个×350元/套＝3.92 78个×350元/套＝2.73
万元
万元
500kV变电站外场绿色照明改造方案
原传统设计
改造后绿色照明设计
后维 期护 成成 本本
7 年 灯 泡 消 耗
配 件
绿色照明只需89个工作灯就能 400W泛光灯每半年更换一次灯 满足工作需要，三年内无费用，
基于LCC的方案选择标准
在满足可靠性前提下，项目或设备通过 LCC分析后，LCC值最小的最为最佳方案
“LCC”为全寿命周期管理的缩写，以下同。
照明系统是变电站全寿命周期管理中 不可或缺的重要组成部分。
照明系统在变电站的作用
• 保证日常运行良好能见度
• 保证突发事故高效检修及 抢修
• 避免照度不足导致的人身 伤亡事故
• 故障成本（CF）
由于设备故障造成的直接或间接经济损失
• 废弃成本（CD）
包括允许报废的许可和诉讼费、报废处置费用、补救费用、 销帐/设备恢复费用、环保成本等
LCC通用计算模型
结合以上成本分类可知：
LCC=CI+CO+CM+CF+CD
电力系统的全寿命周期成本（LCC）管理是在可靠性的基 础上使设备或系统的全寿命周期内拥有成本为最低的管理， 因此，此公式中LCC的计算值能够直接判断设备或系统寿 命周期内的拥有成本。
400W投光灯具 150W投光灯具
140套 50套
500kV变电站外场绿色照明改造方 案
•在改造前， 照明情况非常 差，有许多地 方照度值几乎 为0
500kV变电站外场绿色照明改造方 案
•进行绿色照明改造所使用的灯具：
灯具类型
总数
NSC9700-J400防眩泛光灯
73
NFC9180-J150防眩泛光灯
设备的前期管理包括规划决策、计划、调研、设 计、制造、购置，直至安装调试、试运转的全部过程。
2.运行维修管理
包括防止设备性能劣化而进行的日常维护保养、 检查、监测、诊断以及修理、更新等管理，其目的是 保证设备在运行过程中经常处于良好技术状态，并有 效地降低维修费用。
3.报废及更新改造管理
设备的报废处理，包括设备的拆毁与处理费用 等。
9
NTC9200-J1000防震型超强投光灯 2
NTC9210-J400强光投光灯
5
500kV变电站外场绿色照明改造方 案
•进行绿色照 明改造后的 500kV场地，
照度平均值： 58 lux
500kV变电站外场绿色照明改造方 案
•进行绿色照明 改造后的 220kV场地
•照度平均值：
67 lux
500kV变电站外场绿色照明改造方 案
泡 , 灯 泡 价 格 按 120 元 / 只 计 算
这些我司灯泡平均寿命为3年， 价格为390元/只和185元/只，7
（偏低于市场价）
年合计费用：
7年×（120元/只×140只×2只 （78×390+9×185+2×580）
/年＋70元/只×50只×2只/年）=3.3万元
=28.42万元
7
灯具每年更换一次镇流器,镇流 年
• 全费用
考虑所有会发生的费用，在合适的可用率和全费用之间寻 求平衡，找出LCC值最小的方案
• 全过程
考虑从规划设计到报废的整个寿命周期，避免了临时、以 后再说的思想
为什么要做LCC管理？
• 降低综合成本 • 提高工程整体水平 • 基建管理理念的创新 • 新技术推广运用
LCC管理的三个阶段
1．前期管理
LCC管理的核心
在可靠性前提下对方案 中各类成本的有效计算， 是LCC的核心
LCC成本的构成
• 投入成本（CI）
包括计划管理、设备研制（或设备采购）和测试、工程设 计、工程建设与调试等等。
• 运行成本（CO）
指设备在使用中的使用成本
• 维护成本（CM）
设备检修或维修时产生的费用
LCC成本的构成
•进行绿色照明 改造后的主变 压器 •照度平均值： 147 lux
500kV变电站外场绿色照明改造方 案
•进行绿色照明 改造后的电容器 组 •照度最小值： 138 lux
500kV变电站外场绿色照明改造方 案
•进行绿色照明 改造后的电容器 组全景 •平均照度值： 78 lux
500kV变电站外场绿色照明改造方案
1）灯具与镇流器、触发器的配套设计： 2）功率因数
灯具的功率因数高，满足GB50034-2004，大于 0.9，降低线损，节约能源。
一般普通灯具无补偿电路，功率因数只有0.4-0.5;
对比二（LCC分析） 传统照明与绿色照明LCC对比
• 对比条件
在照明设备方面由于投入成本（CI）和废弃成本 （CD）相对固定，故障成本（CF）因随机性较大， 暂不做数据分析，因此这里主要计算运行成本 （CO）、维护成本（CM）这两个层面。然后再加 上相对固定的投入成本（CI）、废弃成本（CD）、 故障成本（CF）。
传统站用照明系统存在的问题
• 寿命周期短，长期投入成本高； • 维护周期短，运行成本高； • 镇流器、触发器、光源易损坏，抗电压波
动能力小，防护防腐等级达不到标称等级， 维护、故障成本高； • 厂家无售后服务，更谈不上“召回”，废 弃成本高。
什么是传统照明？
传统照明系统主要是民 用照明或商业照明，技术 条件满足于家用或者商业 等使用环境良好无特殊照 明要求的场所照明需求。 如家用壁灯、日光灯、装 饰性灯具等；商业用路灯、 广告灯、草坪灯、楼体亮 化灯、办公室荧光灯具等。
• 为工作人员提供人性化的 工作环境
目前变电站照明的现状
● 大多数变电站的设备场地照明只有几Lx，亮度低，甚至没 有照明，不能满足夜间巡视，设备维护、检修等工作的需要； ● 大多数变电站照明设备陈旧，老化、腐蚀严重，后期维护 工作量大，维护费用高，且存在安全隐患； ● 大多数变电站室内照明多采用荧光灯、汞灯、碘钨灯等， 灯具寿命短，安装高度高，后期维护困难，维护费用大； ● 变电站室内事故照明多采用普通照明灯具，蓄电池组直流 供电，或壁挂式民用应急灯，性能不稳定，不能保障突发事 故的照明； ● 以前的变电站照明设计中，室外设备区无应急移动照明系 统，对于一些突发事故，变电运行、抢修人员无法及时有效 处理。
七年无费用发生
镇 流 器价格为180元/个计算：
器 消 7年×（190个×180元/个×1个
耗 /年）=23.94万元
500kV变电站外场绿色照明改造方案
原传统设计
绿色照明设计
7
年
触
发
器
后 期维
消 耗
维护 配 7 护成 件 年
成本
电
来自百度文库
本
容
消
耗
灯具每年更换一次触发器， 七年无费用发生. 触发器价格为30元/个 计算：
全寿命周期管理的定义
全寿命周期管理是从项目的长期经济效益出 发，全面考虑项目或系统的规划、设计、制造、 购置、安装、运行、维修、改造、更新、直至报 废的全过程，使全寿命周期成本（Life Cycle Cost，简称LCC）最小的一种管理理念和方法。
全寿命周期管理的特点
• 全系统
打破部门界限，将规划、设计、基建、运行等不同阶段 的成本统筹考虑，以企业总体效益为出发点，寻求最佳方 案
灯具数量
总功率
平均照度（LUX）
灯具投入成本
初
电缆
次
投
入 主要辅材 成
本 灯杆
施工费
原传统设计
400W×140套 150W×50套 63500W 5 LUX以下 13.20万
改造后绿色照明设计
1000W×2套 400W×78套 150W×9套
34550W 55 LUX以上 23.50万
（3*4）4340米×18.48＋ （3*4）3066米×18.48
6、灯具的配光
1）反光材料、透光材料、镀膜工艺 在反光材料上选用高纯度镜面铝，镀膜工艺，提高光效，
减少照明系统的灯具数量，节能降耗，同时还能降低光源的 温度，提高光源的使用寿命，提高灯具的安全性能
•普通铝板的反射率为 40-60%； •普通镜面反射铝板的反射率只有60-70%； •镀膜反射器的反射率可高达92%以上； •A级镜面反射高纯铝板的反射率可达95%以上。
传统照明与绿色照明LCC对比
成本关键因素的选择
• 运行成本（CO)的关键因素 照明系统运行所产生的耗电，既电费
• 维护成本（CM）的关键因素 1.正常维护周期及费用 2.更换关键元件的周期及费用
•
以某电网公司500kV变电站外场照明 改造案例进行对
比分析
500kV变电站外场绿色照明改造方 案
•在改造前，变电站外场的灯具数量
照明系统的LCC如何管理？
变电站照明系统全寿命周期管理与国 际照明委员会（CIE）所提出绿色照
明的概念相一致。
什么是绿色照明？
绿色照明是指通过科学的照 明设计布置，采用效率高、 寿命长、安全和性能稳定的 照明电器产品（电光源、灯 用电器附件、灯具、配线器 材，以及调光控制和控光器 件），改善和提高人们工作、 学习、生活的条件和质量， 从而创造一个高效、舒适、 安全、经济、健康的环境并 充分体现现代文明的照明。