摘要: 現場污水處理廠生化處理池區采用傳統照明，會產生可預見的諸多問題。提出采用智能照明系統來完善照明設計，介紹了照明配電箱系統設計，并對智能照明方案與傳統照明方案進行了比較，證實了智能照明系統設計方案的合理性。

關鍵詞: 污水處理廠; 智能照明; 節能; 地下空間

引言

隨著社會的進步，節約能源、保護環境已是 一種趨勢。“節能減排”是個人和企業對社會的 一種責任。當今智能照明發展迅猛，相應的控制 系統在軟件升級和硬件擴展能力上日漸成熟。在傳統工業項目的照明領域中，照明控制在靠近 照明回路處加上開關，由開關來控制照明。如果空間非常大，這對于“由管理室對全部照明形成 監視、控制”、“在現場也可以靈活控制照明”的要 求很難達到。智能照明控制系統就是針對傳統 照明存在的問題而設計的，可以通過簡單設計及 少量的施工即可實現上述要求，是更加先進、節能、滿足需要的配線系統。

提出問題及設計原則

設計區域的具體情況

該污水處理廠工程項目總面積約為4萬m2 ，主要為主體工程的一體化箱體區域，全地下設施，設 8 個分區，分別為各工藝過程中池， 總體 2 層，局部 3 層。

可預見的問題

(1) 在出入口設計單控燈具開關。地下池區空間巨大，深處距離主要出入口超過 200 m。如果僅在出入口設置燈具開關，工作人員在操作不方便，在工作或者巡檢時從 A 區進入 B 區后如要關閉 A 區的照明，要返回 A 區，行進的距離可達幾百米。

(2) 在出入口設計雙控燈具開關。設計多地控制，因照明回路數量巨大，施工線路非常長且施工復雜，產生大量線纜及施工費用。出入口眾多，工作區域路徑復雜，僅設計雙控開關還不能滿足操作的便捷性。

(3) 照明節能。地下空間區域大，照明燈具數量多，每次進入工作區域開啟幾十甚至上百盞燈具是日常行為，但并不是每處區域工作人員都巡視到，多數時段可能只是經過相鄰工作區域的通道。因此，浪費的電能非常可觀。

設計原則

(1) 操作安全性及可靠性。智能照明控制系統為模式開關，起到信號傳送的功能。信號電壓 24 V，屬安全電壓; 控制照明回路采用遙控繼電器，使操作者觸摸不到電源或配電箱等帶電有危險電壓的部位。

(2) 管理便捷性。智能照明開關通過設定與控制 T / U 地址相對應，實現對區域的照明控制。每個開關針對不同的需要進行修改，同時實現異地控制、多地控制、集中控制等功能。在開關上可標注其控制區域，并及時顯示所控制區域的照明狀態。

(3) 節能。根據具體的工作區域要求，點亮部分回路，改變照明區域。根據具體的工作強度要求，設定不同的照明模式。采用的照明模式只根據要求按相應的模式開關即可實現。每個照明區域都可以在總控制室或集中控制的地方顯示照明狀態，同時也可以對其進行遠距離控制。

(4) 降低總成本。總線式智能照明控制系統的所有照明回路直接進配電箱，無論開關在什么位置，只需從最近的智能照明設備中引兩根信號線進行串聯，可實現各種照明控制。同時對照明區域進行改動時無需重新配線，只通過簡單的設定來實現。

系統設計

控制單元

(1) 傳送單元。當系統中照明回路數量( 即使用電磁開關數量) 在 256 個以內時設置一個傳送單元即可，可將其放在系統中任意配電箱內。

(2) 電磁遙控開關。根據負載容量，選擇電磁開關。該項目選擇 20 A 電磁遙控開關，與電磁遙控開關控制 T / U 及控制系統用變壓器( 24 V 變壓器) 同時使用。電磁遙控開關有手動控制功能，采用機械自鎖結構，僅在動作瞬間耗電，不僅節能，還確保其有 6 萬次的機械壽命，且機械自鎖確保照明控制系統發生故障時照明不會突然熄滅。電磁遙控開關上還具有手動控制功能，便于維修人員操作。

(3) 電磁遙控開關控制 T / U。與 20 A 電磁遙控開關配套使用，每4 個20 A 電磁遙控開關需要設置 1 個 20 A 電磁遙控開關控制 T / U。

(4) 控制系統用變壓器。當使用 20 A 電磁遙控開關時，每個配電箱均設置一個 24 V 控制系統用變壓器。

(5) 液晶觸摸屏。通過液晶觸摸屏可直接手動控制照明回路的開/ 關，并由每個按鈕邊上的紅綠色指示反映照明系統的運行狀況。液晶 觸摸屏自帶編輯功能，可在觸摸屏上對其各個開 關功能及文字描述進行修改，也可在軟件編輯后 通過 SD 卡設置液晶觸摸屏的功能，并備份。該項目設置 1 塊液晶觸摸屏，在每個出入口供管理人員監控照明系統使用。除了各種模式控制外， 液晶面板上的控制功能還可根據業主需要，按配 電箱區域控制或照明燈具種類控制。

電氣系統圖

生物處理池區檢修工作區域的照明配電箱系統。

每4個回路使用1個電磁遙控開關，每個配電箱內設置1個24 V控制系統用變壓器。每個配電箱只需通過一根總線與外部控制中心相連，即可完成數據傳輸與控制操作。檢修工作區域面積大，照明開關很難找到，使用智能控制方式簡便。

AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺

系統結構

系統功能

（1）變電站綜合自動化系統及電力監控

對水務配電系統中35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護，實現遙測、遙信、遙控、遙調等功能，對異常情況及時預警。

監測變壓器、水泵、鼓風機的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數據。

（2）電能質量監測與治理

水務中大量的大功率電機、水泵變頻啟動導致配電系統中存在大量諧波，通過監測其配電系統的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標分析其電能質量，并配置對應的電能質量治理措施提高供電電能質量。

（3）電動機管理

馬達監控實現水務中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，電動機保護器能對過載、短路、缺相、漏電等異常情況進行保護、監測和報警。準確地反映出故障狀態、故障時間、故障地點、及相關信息，對電機進行健康診斷和預防性維護。同時支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實現電動機自動或遠程控制，監視、控制各個工藝設備,保障正常生產。

（4）能耗管理

為水務搭建計量體系，顯示水務的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區域。

將所有有關能源的參數集中在一個看板中，從多個維度對比分析，實現各個工藝環節的能耗對比，幫助領導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

能耗數據統計采集水務中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量，同環比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統計趨勢。

能效分析按三級計量架構，分別進行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車間/職能部門的能效水平進行分析，同比、環比、對標等。通過污水處理產量以及系統采集的能耗數據，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進行同比和環比分析，同時將污水的單耗與行業/國家/國際先進指標對標，以便企業能夠根據產品單耗情況來調整生產工藝，從而降低能耗。

（5）智能照明控制

系統為污水廠、自來水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，模塊可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控制功能，盡量利用自然光照，實現室內、廠區照明的智能控制達到安全、節能的目的。

（6）電氣安全

1）電氣火災監測

監測配電系統回路的漏電電流和線纜溫度，實現對污水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預警。

2）消防應急照明和疏散指示

根據預先設置的應急預案快速啟動疏散方案引導人員疏散。系統接入消防應急照明指示系統數據，通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態和異常情況。

3）消防設備電源監測

監測消防設備的工作電源是否正常，保障在發生火災時消防設備可以正常投入使用。

4）防火門監控系統

防火門監控系統集中控制其各終端設備即防火門監控模塊、電動閉門器、電磁釋放器的工作狀態，實時監測疏散通道防火門的開啟、關閉及故障狀態，顯示終端設備開路、短路等故障信號。系統采用消防二總線將具有通信功能的監控模塊相互連接起來，當終端設備發生短路、斷路等故障時，防火門監控器能發出報警信號，能指示報警部位并保存報警信息，保障了電氣安全的可靠性。

（7）環境監測

污水廠、自來水廠、水泵站等場所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度展示和預警，保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標可自動啟動排風風機或新風系統，排除隱患，保持良好的水處理環境。

硬件配置表

結語

智能照明控制系統在污水處理廠的應用，并對比普通照明方案與智能照明方案的優劣。在地下大空間工作區域采用智能照明控制系統體現污水處理廠的先進性、科技性，可降低整個廠區的運行費用，實現節能。安科瑞AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺集成電力監控系統、能源管理系統、智能照明系統、火災消防系統，結合自控系統、安防系統能夠保障污水廠的穩定運行。對突發事故提前做出預警，及時通知工作人員。在滿足工藝要求的前提下低功耗運行，節省成本。