港口堆场高杆灯智能照明设计及应用

刘瑞雪，巴 特，高向凯（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）



港口堆场高杆灯智能照明设计及应用

刘瑞雪，巴 特，高向凯
（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

摘要：唐山港曹妃甸港区矿石码头三期工程矿石堆场长约1 600 m，宽460 m，采用高杆灯照明。堆场高杆灯共计16组，设置在矿石堆场的南端和北端。本文对高杆灯的智能照明进行设计，采用智能控制系统及分组控制技术，使所有高杆灯的启、闭都在中央控制室得到实现，减少运营人力成本，提高港口公司工作效率，并达到节约电费支出，节约能源的目的。

关键词：高杆灯；智能控制；分组控制设计

引 言

本文以唐山曹妃甸矿石码头有限公司建设的唐山港曹妃甸港区矿石码头三期工程的堆场高杆灯照明作为示例，对智能照明及节能应用进行分析。设计高杆灯的智能控制系统中所有高杆灯的启、闭都在中央控制室得到实现，减少运营人力成本，提高港口公司工作效率。并对堆场高杆灯照明采用分组控制新技术，满足不同工况条件下堆场照度需求，并达到节约电费支出，节约能源的目的。

1 工程概况

唐山港曹妃甸港区矿石码头三期工程位于唐山港曹妃甸区，本工程新建2个泊位吨级为25万DWT专业化矿石进口泊位。本工程矿石堆场采用高杆灯照明，高杆灯高度为35 m，共计16组，沿堆场南北均匀布置，南端、北端各8组。堆场的最低照度值需达到5 lx，满足港区堆场、皮带机沿线夜间作业的照明需求。

2 智能照明技术推广的意义

智能照明技术可以在新建的体育场、城市广场、道路、作业堆场等不同类别区域的夜间照明进行应用。同时，可以对于已建的照明项目，进行技术改造，增加智能控制及分组控制单元，实现智能照明。该项技术具有改造可实施性强、成本低及节约能源及运营成本等优点。

3 智能照明的组成

高杆灯智能照明系统由高杆灯综合控制及灯具分组控制两部分组成，采用自动控制技术、信号检测技术、计算机技术、通信技术与电气技术来实现高杆灯智能照明。同时，本工程利用DIALUX照度计算分析软件，来模拟堆场不同工况下条件下，灯具分组控制的照度分布情况，从而达到满足港区生产作业用的照明需求。

4 智能照明设计及应用

4.1 照度计算及分析

DIALUX 软件由多家著名照明灯具厂商THORN、Philips、OSRAM、Meyer、雷士等所支持研发的专业的照明分析及计算软件，适用于所有灯具厂家提供的灯具，能满足体育场、车站、建筑物、道路照明设计及计算的要求，是当今市场上功能齐全的照明计算软件。本工程矿石堆场采用DIALUX专业软件进行模拟分析计算，进行堆场照度的计算、模拟。本工程利用DIALUX专业软件进行堆场高杆灯布设及照度计算分析（见图1、图2、图3）。

图1 矿石堆场点照度值分布计算结果

图2 矿石堆场等照度分布示意

图3 矿石堆场灰阶等照度分布示意

由 DIALUX软件进行矿石堆场照度的分析计算，得到矿石堆场及皮带机沿线平均照度为值11 lx，满足矿石堆场生产作业照度需求。

4.2 灯具分组控制设计

本工程每组高杆灯含有 18套灯具，根据夜间矿石堆场装卸作业不同情形下（维修作业、正常作业、停止作业）的照度需求，将 18套灯具分为三组，6套灯具为一组。每组灯具都由一套断路器开关与接触器进行启闭控制，并具有远程及就地操作的功能，使得中控室的操作人员、现场维修人员都可以根据堆场作业情形选择每组高杆灯 18套灯具的分组控制，既满足了照度要求，又节约了电能。

为达到三相供电平衡，18套灯具的电气接线设计，按供电相别分为A、B、C三组，每组6套灯具，分别与电路的A相、B相、C相接线。在堆场不同作业情形情形下，每组灯具的启闭都实现A、B、C三相供电平衡，提高电能质量（详细设计见图4）。

4.3 智能控制设计

4月21日下午，水利部部长、部抗震救灾领导小组组长陈雷主持召开水利部抗震救灾领导小组第三次全体会议，传达贯彻国务院抗震救灾总指挥部有关会议精神和回良玉副总理讲话精神，对水利设施应急修复和灾后重建工作进行部署。

本工程高杆灯智能控制设计，是设计一套高杆灯控制系统，实现管理人员在办公大楼的中央控制室实现对矿石堆场照明的实时远程控制。按照灯具的分组控制设计，共分为三组，每一组灯具的断路器开关通过该组接触器的主触点与灯头连接，接触器线圈的一端与继电器公共端连接，另一端与零线连接。高杆灯灯具控制箱的各组继电器线圈连接I/O模块的控制信号输出端，办公大楼的中央控制室控制器通过光纤收发器连接I/O模块的控制信号输入端。

进行远程控制时，在办公大楼的中央控制室的主机通过控制软件实现控制三组继电器中的开启或关闭，由相应接触器控制灯具的开启或关闭，从而实现高杆灯远程控制的功能，并可以根据矿石堆场作业情形随时改变堆场区域各作业时段的照度水平。高杆灯智能控制设计如图4。

图4 高杆灯智能控制设计示意

5 节能应用分析

通过与唐山曹妃甸矿石码头有限公司调研分析，港区夜间作业大致可分为维修作业、正常作业、停止作业三种情形。三种作业情形下平均每天持续时间分别按1 h、8 h、3 h计算，由此测算每天每组高杆灯节能情况（见表2）。

表2 高杆灯分组控制节能对比分析

港区每年的作业天数按350 d计，由此可以计算，堆场 16组高杆灯灯具采取分组控制技术，每年将为社会节约电能470 400 kW·h。

6 结 语

高杆灯照明的分组及综合控制技术实现了夜间工况条件下，大面积区域的智能照明及绿色照明，达到了节能环保的要求。通过办公大楼的中央控制室编程控制可以改变矿石堆场不同区域、不同场合下了照度的要求，可以将照度调整到满足堆场装卸作业最适合的水平，既节约了能源，又节约了人力物力，实现了绿色照明及智能照明。

［1］ GB50034-92工业企业照明设计标准［S］.

［2］ GB50052-2009 供配电系统设计规范［S］.

［3］ 工业与用配电设计手册（第三版）［M］.

［4］ DIALux中文使用手册［M］.

Intelligent Illumination Design of Stockyard High-pole Lamp and Its Application

Liu Ruixue，Ba Te，Gao Xiangkai
（CCCC First Harbor Consultants Co.， Ltd.， Tianjin 300222， China）

Abstract：The ore stockyard of Tangshan port Caofeidian harbor ore terminal phase-3 project is approx.1600 m long and 460 m wide where high high-pole lamps are used for illumination.Those high-pole lamps are divided into 16 groups and arranged at south and north ends of the stockyard.The intelligent illumination of high-pole lamp has been designed by using intelligent control system and grouping controltechnique.And the switch on/off of all high-pole lamps can be controlled by the central control chamber， which reduces the manpower cost，increases the operating efficiency of the harbor company， lowers electric power rate and saves energy sources.

Key words：high-pole lamp； intelligent control system； grouping control technique

中图分类号：U653.95

文献标识码：A

文章编号：1004-9592（2016）02-0078-03

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160220

收稿日期：2015-06-11

作者简介：刘瑞雪（1983-），男，工程师，主要从事港口供电设计及总承包项目管理工作。