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简析城市管廊照明控制设计

更新日期:2023-11-30浏览:234次

简婷


安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801


摘 要:在对城市综合管廊照明特点进行分析的基础上,提出了城市综合管廊照明控制设计的具体方法,并重点对智能照明控制系统如何设计进行多方面多角度综合考虑,力求做到照明控制设计合理、使用维护方便和节能的目的。


关键词:综合管廊;节能;照明控制


0引言


近年来,随着城市快速发展,城市新区、各类园区、成片开发区域的新建道路根据功能需求同步建设地下综合管廊;老城区结合旧城更新道路改造、河道治理、地下空间开发等,因地制宜统筹安排地下综合管廊建设。为推进城市地下综合管廊建设工作国务院发布了“于推进城市地下综合管廊建设的指导意见”,明确到2020年建成一批具有水平的地下综合廊并投运营


综合管廊建设的意义在于充分地利用地下空间,节省投资,对拉动经济发展、改变城市面貌、保障城市安全都具有重要作用。照明系统作为城市综合管廊设备系统中的一个重要组成部分,如何实现合理控制、节能环保等要求已经成为重要课题。城市综合管廊的照明有别于其他工程,其控制方式对管廊运行和节约电能起着非常重要的作用。因此,在全国城市地下综合管廊建设大量兴起的背景下,研究城市管廊照明控制设计具有重要意义。


1 城市综合管廊照明特点


城市综合管廊设置于地下,需要长期、稳定合理的照明。城市综合管廊照明具有以下特点:


(1)管廊区间长度较长,灯具数量较多,对控制、节能的需求较高。


(2)电费占城市综合管廊运营费用的 1/3照明电费是管廊公司运营成本的重要部分。


(3)内一只在作人员通行检修维护时开启。


2城市综合管廊照明控制设计的基本原则


城市综合管廊照明控制设计的基本原则是应保证功能按需开启照明、节约电能保护环境,合理选择照明控制方式。


3城市综合管廊照明控制设计


3.1管廊明现场就地控制设计


管廊照明现场就地控制是按照管廊防火分区的原则,每个防火分区在投料口、人员出入口、防火分区门处、逃生口处及设备用房均就地设置防水照明控制按钮盒,当按下防水照明控制按钮盒,该区域的照明启动。管廊由于只允许有权限的工作人员进出,基本能做到“人来灯开,人走灯关”的管理控制,但因为管廊区间长度较长、防火分区较多、照明控制按钮盒较多工作人员巡检时很容易漏关,并因照明没有远程的监控,一旦漏关,造成照明电费长期的浪费。


3.2管廊照明人体感应控制设计


基于红外线技术的自动控制产品,当有人进人开关感应范围时,传感器探测到人体红外光谱的变化,开关自动接通负载,人不离开感应范围,开关将持续接通;人离开后,开关延时自动关闭负载。在管廊人员出人口、防火分区门处和逃生口处采用移动传感器,当人进人传感器感应区城后渐渐升光当人走出感应区域后灯光渐渐峰低或媳灭,方便管廊工作人员进出,同时又避免“长明灯”达到节能的目的。人体感应探测器通过干接点模块接人总线,照明智能场景控制器也接人总线。


3.3照明井盖联锁控制设计


管廊照明井盖联锁控制是当井盖打开时,并盖周围两侧照明自动开启;当所有井盖关闭时照明自动关闭。


3.4廊照明远程控制设计


管廊照明远程控制是由监控中心 ACU 控制柜控制系统远程启/停照明系统,并监测照明系统的运行状态。自控系统模块安放在低压照明配电箱内,直接对照明回路进行控制。


根据现场情况和自控合理性,建议对联动逻辑做出以下设计:当井盖开启和远程开启两种情况实现一种照明就开启。当并盖关闭,同时远程关闭照明时,照明才能关闭。这样可以避免井盖关闭时远程无法开启照明的情况,也保证井盖开启时,在监控中心没人时照明自动开启。


3.5管廊照明场景控制设计


场景控制是智能照明控制系统中的一大亮点,是灯光控制的一种体现,在不同的地点需要的照明控制方式不同;而相同的地点根据客户的需求也可以设置不同的场景,通过预先设置灯光场景模式,场景内容可以是组合式灯光开与关,也可以对灯光的明亮度调节,每个场景受控设备数量无限制,场景存储在网关模块中,可以被任意控制终端所调用,如控制面板平板电脑、手机等。硬件方面,智能调光更切合用户对发光度的需求,适时调暗光度,节能环保;软件方面,实现远程遥控,通过绑定开关联动,可实我多个开关控制一路设备或一个开关控制多路设备的自由组合,在一个终端上控制所有灯具。根据城市综合管廊需要可将所控区域照明预先设定各种场景,如无人场景、正常巡检场景、消防应急场景等需要时可通过控制中心主机进行控制。


3.6管廊照明照度控制、调光控制设计


照度控制、调光控制是根据管廊内照度传感器的数据,判断自然光导管系统是否能满足照度要求,来决定是否开启人工照明灯具以及是否需要调光控制。每个回路能单独设置不同的光照度进行开关灯;光控功能和时控功能可以同时使用。功能实现:装上光照度传感器能接收外接信号,并能将感应的信息传递给其他设备装置(如调光器,开关驱动器)以实现其功能。光感探润器通过干接点模块接入总线,照明智能场景控制器也接入总线。通过设置在控制中心的主机,对综合管廊内各个区域的照度进行检测,合理控制各个区域灯具开关数量,并调光。


3.7管廊照明定时控制设计


智能照明模块每个回路能单独设置开关灯时间(定时开关灯);有些灯根据时间开关,启用时控功能。定时功能是通过智能网关模块和专业化控制模块来实现的,内置的定时机制是传统定时控制器所的,支持每日方案、周案、节假日方案、特殊时间方案、天文钟;支持多场景半夜灯定时;支持各种定时方案的逻辑组合;完善的定时机制能够满足照明管理者各种定时要求;对灯光需要较有规律的区域,可以实行灯光定时自动控制;具备天文时钟功能根据项目所在地的经纬度自行校对日出/日落时间有效区分工作时间与休息时间,实现定时控制,减轻管理人员工作量:依人流多少时段性的特征自动调节灯光明暗,达到节能效果。智能网关模块支持预设并存储多套包括定时机制和场景模式在内的运行方案,照明管理者在需要时可一键调用。结合日常运营维护计划,通过时钟控制器设置任意时间内自动打开或关闭相应回路或区城内照明灯具,在减少运营人员工作量的同时达到节能目的。


3.8管廊智能照明控制系统方案设计


城市综合管廊智能照明控制系统主要由智能照明主机、通信网络继电器开关模块调光模块、控制面板、网关、照度传感器、应用软件以及其他功能模块等组成。管廊各防火分区配电箱内设置继电器开关模块就地设置控制面板,并通过总线串接至设备室网关由网关上传 BAS实现远程监控。城市综合管廊智能照明控制系统一般都是与城市综合管廊整体控制系统一并考虑的。城市综合管廊整体控制系统一般都采用ACU控制柜控制系统实现对综合管廊内设备的智能控制需求和监控需求。ACU控制柜控制系统对管廊内照明状态信息进行采集,包括液压井盖状态、照明系统运行工况、火灾报警信号等。


ACU 控制柜控制系统对照明运行控制管理原则如下:


(1)当某区域的红外对射装置发生人侵报警时,ACU控制柜控制系统自动打开相关区域的照明及相应部位照明设备。


(2)通过以太网交换机与监控中心进行通信,将采集的信号显示到监控主机。


4 城市综合管廊智能照明控制系统的特点、优势和发展方向智能照明控制系统特点


4.1与传统照明控制系统相比,城市综合管廊智能照明控制系统具有以下特点:


(1)智能照明控制系统为总线系统,设计较为简单,施工安装方便且便于维护保养可扩展性好。传统照明控制系统需涵盖大量控制电续及开关控制的设计,线缆敷设十分繁杂,后期维护保养困难,改线、换线难。


(2)具有多级控制的能就地设置制面板,远端可由智能照明主机及中央级系统实现远程监控。传统照明控制系统只能通过就地开关实现就地控制。


(3)根据需求对灯具实现多种方式的开/关,并能设置场景模式。传统照明控制系统只能实现本地的一对一开/关功能。


(4)具有时控功能根据项设置常运维模式,在设定时间内打开或关闭照明灯具传统照明控制系统只能就地手动操作。


(5)具有调光功能对具进行光以满足不同的照明要求,并有效节能。传统照明控制系统没有调光功能。


(6)与其他系统联动控制。


(7)具有自巡检功能有效提高运营维护效率。传统照明控制系统出现故障时,需逐一排查、检修。


4.2智能照明控制系统优势


城市综合管廊智能照明控制系统具有4大优:


(1)智能化控制更简单。使照明系统工作在全自动状态,系统按预先设定的照明模式进行工作,这些照明模式会按预先设定的时间自动切换。


(2)提高管理水平,减少维护费用。城市综合管廊一般较长,人工维护繁琐,智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成智能化管理,使管理者能将其管理意识运用于照明控制系统中,同时大大减少城市综合管廊的运行维护费用。


(3)可观的节能效。使用电力电子技术,能对控制区域内的灯具进行智能调光当室外光较强时光导管系统可以满足照度标准要求,管廊室内人工照明自动调暗,室外光较弱时光导管系统不满足照度标准要求,管廊室内人工照明则自动调亮,使室内的照度始终保持在恒定值左右,从而能够充分利用自然光实现节能。此外,智能照明管理系统设置照明工作状态等方式,避免照明区域“长明灯”等现象根据照明的使用规律启动不同的灯光场景通过进行调光,使灯具无需满负荷运行,达到照度效果,并节约用电。


(4)保护灯具延长寿命。保护实际上也是节能的一种方式,灯具损坏的致命原因主要是电压过高,工作电压越高其寿命则成倍降低因此适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和电涌电压,使灯具不会因上述原因而过早损坏,并且采用软启动和软关断技术避免灯丝的热冲击,进一步延长灯具寿命(延长2-4倍)有效降低照明系统的运行费用。


智能照明控制系统结合中央级可视化软件的集中管理,通过多级控制、时钟控制、照度控制场景模式控制等多种控制方式实现经济高效的照明控制,其良好的控制、节能性能十分适用于城市综合管廊照明系统。城市综合管廊智能照明控制系统不但可以节约人力成本还具有良好的经济效益和社会效应。


4.3能控制统发方向


目前,智能照明控制尚处于比较简单的联动阶段,与实际场景的融合度还需加强,而且需提高普通器件、传感器、控制器质量,降低成本在产品和解决方案上实现实质性的突破,如遥控手机APP控制语音控制等。因此城市综合管廊智能照明控制行业的未来还有很长的路要走。


5 AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台


5.1平台概述


AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体,为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持,从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计,解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题,大大提高了系统运行的可靠性和可管理性,提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。


5.2平台组成


安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台,它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据,通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度,同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。

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5.4平台子系统

电力监控

电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所,对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控,对0.4kV出线配置多功能计量仪表,用于测控出线回路电气参数和用能情况,可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS,包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

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环境监测

环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警,同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。

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马达监控


马达监控实现对管廊电机的保护、遥测、遥信、遥控功能,实现对电机过载、短路、缺相、漏电等异常情况的保护、监测和报警。在需要的情况下可以设置联动控制。

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电气安全


AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器,消防设备电源传感器、防火门状态传感器,接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示,并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视,发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

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智能照明控制

防火分区单独控制,分区内设置智能控制面板就地驱动器;开关驱动器连接消防报警系统,接收消防报警信息,强制打开驱动器回路。

廊内上方安装智能照明传感器,使人员进入管廊内自动开启灯具,在管廊内停留灯具保持常亮,离开后灯具关闭。

除了现场的控制方式外,还可用电脑端实现集中控制,实时远程监控当前区域的照明情况,必要时可远程控制该区域的照明。

考虑现场模块分布较广,距离过长,除了现场的控制方式外,还可用电脑端实现集中控制,实时远程监控当前区域的照明情况,必要时可远程控制该区域的照明。

系统支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式,支持延时控制,避免同时亮灯负荷对配电系统造成冲击。模块不依赖系统,可独立工作,每个模块均自带时间模块,可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能。

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6相关平台部署硬件选型清单

6.1电力监控及配电室环境监控系统

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7结语


针对城市综合管廊照明控制设计,提出了管廊照明控制设计的原则,并给出了多种照明控制设计的方法,可为电气设计人员提供参考。


参考文献:


建筑照设计准;

[2] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版


[3]苏山,袁继纲.浅谈城市综合管廊照明控制设计[J].现代建筑电气,


[4] 建设部工程质量安全监督与行业发展司.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇一一电气[M]北京;中国计划出版社2007.


[5] 北京明学会照明设计专业委员会照明设计手册[M]版.3版北京中国电力出版杜2016


[6] 城市综合管廊工程技术规范:GB 50838-2015[S].


[7] 城镇综合管廊监控与报警系统工程技术标准:

作者简介


简婷,现任职于安科瑞电气股份有限公司,主要从事电气火灾监控系统的研发和应用

 

 

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