Дистанционное управление наружным освещением

Применяемые в современных проектах схемы дистанционного управления наружным освещением (см. ниже схемы на рис. 1 — 6 ) обеспечивают:

централизованное управление освещением из одного пункта раздельно каждым объектом,

контроль положения магнитных пускателей,

местное управление освещением отдельных объектов при общем централизованном управлении,

ремонтное отключение наружного освещения с пункта питания,

возможность отключения рабочего освещения объектов контролируемого района с пульта централизованного отключения освещения,

частичное отключение рабочего освещения отдельного ряда объектов из шкафа управления.

Дистанционное управление осуществляется магнитными пускателями ПМ, установленными на питающих линиях объектов наружного освещения. Управление магнитными пускателями производится со шкафов управления автоматически с помощью фотореле устройства управления наружным освещением АО. Возможно управление вручную дистанционно с помощью выключателей В в цепи управления посредством выбора режима переключателем режимов управления ПУ.

Рис. 1. Принципиальная схема цепей управления освещением

Рис. 2. Принципиальная схема цепей управления освещением

Централизованное отключение наружного освещения осуществляется введением в схемы управления блок-контакта реле централизованного отключения РО на пульте централизованного отключения или блок-контакта реле двойного снижения напряжения ДСН, установленного в релейных шкафах.

Место установки пультов централизованного отключения наружного освещения определяется проектом.

Объекты распределяются по группам дежурного и рабочего освещения для каждого контролируемого района при конкретном проектировании в соответствии с действующими инструкциями.

Рис. 3. Принципиальная схема цепей управления освещением до пяти объектов: РП1, РП2 — промежуточное реле, ЛКН — лампа контроля напряжения фидеров

Рис. 4. Принципиальная схема цепей управления освещением до семи объектов при размещении аппаратуры управления ЯУ или ШУ в пункте управления

Сети дистанционного управления наружным освещением следует выполнять контрольными кабелями, прокладываемыми в земле или подвешенными на тросе по опорам ВЛ. Сети дистанционного управления рассчитываются из условия, что для надежного срабатывания магнитных пускателей потеря напряжения в сети не должна превышать 15 % в момент включения.

При применении в схемах магнитных пускателей с большими пусковыми токами, а также при больших расстояниях между пунктом управления наружным освещением и пунктами питания в цепи дистанционного управления вводится промежуточное реле. В этом случае сечение кабеля выбирается по пусковому току этого реле. В качестве шкафов питания наружного освещения рекомендуется принимать комплектные устройства управления: ящики управления и шкафы управления. Ящики и шкафы питания наружного освещения устанавливаются в абонентской части трансформаторных подстанций.

Централизация управления освещением нередко выполняется по каскадным схемам, при которых управление участками распределительных линий сети наружного освещения выполняется подключением катушки контактора второго участка в линию первого, катушки контактора третьего участка в линию второго и т. д. Число участков не должно превышать 10. При этом создается контролируемое направление каскада посредством последовательного включения участков, при котором начало первого и конец последнего участков каскада заведены в пункт управления и контроля состояния каскада.

Рис. 5. Принципиальная схема цепей управления освещением до семи объектов при размещении аппаратуры управления ЯУ или ШУ на подстанциях

Рис. 6. Принципиальная схема цепей управления освещением до 12 объектов при размещении аппаратуры управления на подстанциях

Дистанционное управление наружным освещением должно осуществляться по световому календарю и графику включения и отключения установок для населенного пункта, по часам работы осветительных установок помесячно для населенных пунктов, находящихся на разной широте, что может быть использовано для планирования расхода электроэнергии.

Отклонения от графика включения и отключения установок, составленного для ясной погоды, из-за неблагоприятных погодных условий допускаются не более чем на 15 мин, т. е. общее суточное увеличение продолжительности работы установок 30 мин (15 мин вечером и 15 мин утром).

Время включения или отключения установок рекомендуется уточнять, используя в диспетчерских пунктах фотоэлектрические автоматические устройства типов и др., настроенные на указанный диапазон освещенности.

Фотодатчики должны устанавливаться в соответствии с инструкциями по их эксплуатации. Общим требованием является ориентировка фотодатчика на север с тем, чтобы прямые солнечные лучи не попадали на него в течение суток. Также должна исключаться подсветка фотодатчика посторонними источниками света — светильниками, прожекторами и т. д.

Инфраструктура любого жилого, промышленного или административного объекта предполагает наличие наружного освещения. Система должна работать безопасно и бесперебойно. На выполнение этой задачи нацелено управление наружным освещением.

Функции уличного освещения

Вне зависимости от масштаба объекта — будь это придомовая территория или автомагистраль — его нужно освещать в темное время суток. Свет нужен для безопасного передвижения жильцов дома, обеспечения движения автотранспорта, декоративной подсветки зданий или их отдельных элементов, освещения рекламы на билбордах и т. д.

Что касается частного жилья, помимо освещения подъезда к дому, подсветка выполняет следующие функции:

общее освещение территории (важно с точки зрения безопасности);
освещение ступенек в дом;
подсветка пешеходных дорожек;
освещение локальных участков (например, возле беседки);
декоративная подсветка архитектурных и ландшафтных особенностей участка.

Особенно стоит отметить защитную роль уличного освещения. Благодаря хорошей видимости появляется возможность визуального контроля за территорией (в том числе техническими средствами). Яркий свет отпугивает людей с плохими намерениями. В освещенном дворе любой объект заметен: не каждый злоумышленник решится на несанкционированное проникновение.

Методы управления уличным освещением

На практике используется три способа управления светом: ручное, дистанционное и автоматическое.

Ручное управление

Включение и выключение уличных светильников осуществляется в ручном режиме. Каждый источник света или их группа управляется оператором непосредственно на месте.

Этот способ самый древний. Издавна фонарщики подходили к каждому фонарю (газовому или масляному) и зажигали столб, а позднее — гасили. Даже сегодня во дворах частных домов используется ручное управление наружным светом. Однако в коммунальных службах управлять светом в ручном режиме невозможно из-за масштабов работы, поэтому такой способ используется только в экстренных случаях (например, при выполнении ремонта).

Удаленный контроль

С течением времени технологии развивались — вместо фонарщиков управлять освещением стали служащие энергораспределительных сетей. Делали работники служб это дистанционно, включая или выключая рубильник. В результате действий напряжение подается в сеть или, наоборот, прекращается.

Автоматическое управление

Управление с помощью автоматики — наиболее продвинутый способ управления светом. Включение и выключение света осуществляется за счет использования датчиков, действующих по определенному алгоритму. В результате система освещения работает без непосредственного участия человека.

Переход на автоматическое управление вызван изменением технологического процесса. Напряжение к потребителям поступает при участии локально расположенных трансформаторных станций. На этих объектах происходит преобразование высоковольтного напряжения в напряжение нужной величины.

Существует два обстоятельства, диктующих переход на автоматическое управление:

Чаще всего строить отдельные подстанции для уличного освещения экономические невыгодно. Нынешние трансформаторы преобразуют напряжение для всех потребителей электричества на заданной территории.
Для централизованного контроля за включением и отключением светильников понадобилось бы подтягивать к каждой подстанции отдельный кабель, что только повысит и без того большие расходы.

В связи с этим начался массовый переход на автоматические системы. В самом начале развития технологии принцип управления был прост: на подстанциях монтировались приборы, контактирующие с датчиками освещенности.

Со временем стали видны изъяны такого подхода:

некорректное срабатывание при неверной калибровке;
фонари часто гасли в темное время из-за света фар от проезжающих машин или даже от лунного света;
если датчик покрывался снегом, грязью или льдом, происходило ложное срабатывание светильника;
датчики нередко выходили из строя.

Еще один недостаток датчиков освещенности — линейность технологии. Свет не обязательно нужен даже в темное время суток, если на территории отсутствуют движущиеся объекты.

Чтобы как-то оптимизировать технологию, датчики стали объединять с временными реле. В результате таймер включал и выключал светильники в определенное время. Например, освещение работало с 10 часов вечера до четырех часов утра.

Позднее появились астрономические реле. В таких устройствах программа по определенному алгоритму рассчитывает время заката и рассвета. На основании расчета происходит управление освещением.

Датчики освещенности по-прежнему используются. Приборы актуальны для управления светом при неожиданном снижении естественной освещенности (например, туман).

На сегодняшний день наиболее популярны автоматические системы на основе цифровых технологий, где сочетаются автоматика и ручное управление.

Устройство автоматической системы

Аппаратная часть оборудования состоит из таких уровней:

Верхний уровень представляет собой панель диспетчерского пункта. Управляется диспетчером. На панель приходит информация с нижестоящих систем. На верхнем уровне производится коррекция параметров программы или предпринимаются иные управленческие действия.
К нижнему уровню относится электрощит, расположенный на участке освещения. Щиты предназначены для коммутации работы светильников и контролируют их функционирование без участия человека.

Процесс управления осуществляется с участием зонального контроллера или серверного оборудования. Контроллер служит для образования сигнала на подключение группы уличных светильников.

Существует несколько способов коммутации между верхними и нижними уровнями:

Модемный канал. Связь выполняется по телефонной линии. Это самый финансово доступный способ коммутации. Прокладка выделенной линии — достаточно затратное мероприятие.
GSM-канал. Уличным освещением можно управлять при помощи системы глобального позиционирования или устройства, позволяющего точно определять время восхода и заката. Контроллер включается за 20 минут до заката и отключается за 15 минут до рассвета. Оборудование стоит недорого, однако сама связь будет стоить немалых денег.
LAN-канал. Способ связи, где блок управления и диспетчерский пункт контактируют через витую пару. Связь бесплатна, однако придется прокладывать кабель к каждому шкафу. Технология актуальна только при близком расположении оборудования разных уровней.
Радиоканал. Оборудование стоит дорого, связь бесплатна. Недостаток — неустойчивость к помехам.

Возможности автоматики

Автоматизированная система управления наружным светом позволяет решать целый ряд задач. Условно их можно разделить на две группы — управленческие функции и контрольные.

Включение и выключение светильников.
Программирование работы приборов по времени или реакции датчиков.
Фазовые переключения на электролиниях.
Принудительная перезагрузка микропроцессоров в шкафе управления.

Проверка состояния линий подключения.
Контроль линий ввода.
Контроль работы контакторов и выходных автоматов-выключателей.
Наблюдение за приборами учета расхода электричества.
Мониторинг несанкционированного доступа в шкаф.
Проверка состояния линии.
Изучение неисправностей системы.
Слежение за наличием возгораний.

Системы управления уличным светом оснащаются встроенными источниками электропитания. Если отключается напряжение, система может работать еще не меньше часа. Во многих системах предусмотрена не только передача данных об изменениях параметров, но и дублированное сохранение информации.

Шкаф управления

Шкаф управления наружным освещением (ШУНО) — центральное звено системы, где сосредоточены все схемы, распределяющие нагрузки и контролирующие процесс освещения. Через шкаф осуществляется защита фотореле от замыкания и перепадов напряжения.

На схеме показана работа ящика управления, где 1 — электросчетчик, 2 — замок, 3 — защитный барьер, 4 — шкаф.

Главная задача шкафа — контроль за срабатыванием реле исходя из времени суток, управление с помощью пульта и регулировка яркости свечения после подключения реле.

Шкафы функционируют в таких управленческих режимах:

Местное управление (обычный таймер, астротаймер или иное определяющее устройство).
Каскадная система управления напряжением 220 В/50 Гц. Управление осуществляется по особому сигнальному проводнику от другого шкафа или пульта.
Местное управление.

Подбор режимов производится при участии имеющихся органов управления. В шкафах есть раздельный контроль ночного освещения (три однофазных линии) и дополнительное ночное освещение (три однофазных линии в электрощитах на 100 А и шесть в щитах на 250 А). Шкафы оснащаются внутренней подсветкой при помощи лампочки накаливания на 40 – 60 Вт.

Если позволяют финансовые возможности проложить кабель к каждому уличному светильнику с реле, один из шкафов размещают внутри здания, а второй — на въезде в участок. Однако щиты будут работать одновременно, в результате чего каждый блок станет потреблять электроэнергию как полноценный кабельный канал.

Рекомендуется такая схема: первый шкаф размещают у ворот, подключив к его контроллеру светильники с датчиками движения и фотореле. Второй шкаф устанавливается внутри дома. С него будет осуществляться дистанционный контроль (с помощью пульта).

Оптимальной будет следующая система: первый шкаф устанавливают у ворот, и подключают на его контроллер фонари с датчиками движения с фотореле, стоящие вдоль дорожки. Второй шкаф ставится непосредственно внутри помещения — отсюда будет вестись дистанционное управление. Схема простая: к каналу, который идет в блок контроля, подключены определенные светильники, а с пульта подается сигнал. Щит позволяет передавать команды для автоматического отключения тока по периметру участка.

Системы управления

Светильники с газоразрядными лампочками управляются традиционным образом. Для этого применяются балласт и балластное сопротивление. Технология основана на установлении предела мощности светотехнического оборудования. Ограничение — номинал.

Магнитный или индукционный балласт

Магнитные балласты (индукционные) работают по следующему принципу: ток выступает в качестве разжигающего элемента для газоразрядной лампочки. Индукционный балласт необходим для ограничения мощности источника света за счет сопротивления индуктивности.

Минус магнитных балластов: смещение фазы между напряжением и электрическим током, из-за чего меняется световой поток.

Для запуска реакции иногда используется так называемое импульсное зажигающее устройство. На картинке внизу показана схема с использованием ИЗУ.

Электронный балласт

Низкочастотные или высокочастотные электронные балласты квалифицируются как традиционный тип управления. В них отсутствует стартер. Благодаря электронному балласту улучшается эффективность светильника, так как уменьшается вес прибора и снижается расход электричества. Такие устройства отличаются низкой шумностью. Минус электронных балластов — искаженность гармоник, что ухудшает качество радиоволн. На рисунке внизу показана схема подключения электромагнитного ПРА.

За счет использования электронных балластов удается достичь качественного розжига лампочки и поддержания заданного уровня напряжения. Устройство обычно оснащается средствами дистанционного управления.

Недостаток электронных балластов в том, что лампы и фотоэлементы подвержены загрязнению, из-за чего отзывчивость устройства снижается. Возможны сложности с калибровкой датчика.

Одним из эффективных методов повышения энергоэффективности системы освещения и снижения затрат на её эксплуатацию является использование систем управления освещением. Основываясь на многолетнем опыте эксплуатации различных объектов, холдинг БЛ ГРУПП разработал собственную систему управления АСУНО «БРИЗ».

АСУНО «БРИЗ» включает в себя линейку различного оборудования и ПО, предназначенного для автоматизации систем уличного, архитектурного и промышленного освещения.
— Шкафы управления освещением (ШУНО);
— Регуляторы напряжения;
— Автоматизированные пункты питания наружного освещения (АППНО);
— Контроллеры;
— Программное обеспечение.

Дополнительно НПО GALAD предоставляет услуги по проектированию объектов, шеф-монтажу и обучению персонала клиента. Ниже представлен перечень стандартного оборудования. При этом наша компания предлагает возможность разработки и изготовления оборудования по требованию клиента.

Шкафы управления освещением (ШУНО)

Предназначены для автономного и/или удаленного включения освещения, сбора и обработки диагностической и контрольной информации, коммерческого учета электроэнергии.

Шкаф управления освещением на базе контроллеров БРИЗ-РВ предназначен для автономного включения и отключения наружного освещения по астрономическому расписанию с возможностью синхронизации по системам ГЛОНАСС/GPS. Встроенное программное обеспечение позволяет определять время включения и отключения по координатам установки оборудования (широте и долготе).

Шкаф управления освещением на базе контроллера БРИЗ-ТМ (до 6 отходящих трехфазных линий, связь по GSM/GPRS или Ethernet) предназначен для дистанционного включения и отключения наружного освещения по командам диспетчера, сбора и передачи диагностической информации.

Шкаф управления освещением на базе контроллера БРИЗ DMX. Предназначен для управления архитектурным RGBW освещением по протоколу DMX 512.

Преимущества использования ШУНО:
— Снижение затрат на обслуживание системы освещения за счет удаленного контроля её параметров;
— Точный учет и анализ потребляемой электроэнергии;
— Быстрое выявление и, как следствие, быстрое устранение аварийных ситуаций.

Регуляторы напряжения

Предназначены для группового управления световым потоком в линии методом снижения напряжения в сети. Являются энергосберегающим оборудованием и предназначены для управления процессом пуска, стабилизации и понижения энергопотребления светильников наружного освещения с лампами высокого давления (натриевыми или ртутными), использующих электромагнитные ПРА, и специальными LED светильниками GALAD (LED, Стандарт LED, Волна LED[e6] )

Регулятор напряжения БРИЗ.GALAD

Регулятор напряжения с ручным управлением предназначен для оптимизации расхода электрической энергии, питающей осветительные системы, путем снижения напряжения питания.

Регулятор напряжения БРИЗ.GALAD.РВ

Регулятор напряжения с автоматическим управлением по годовому расписанию предназначен для оптимизации расхода электрической энергии, питающей осветительные системы, путем снижения напряжения питания.

Преимущества использования Регулятора напряжения:
— Экономия потребляемой электроэнергии до 35%;
— Выравнивание фазного напряжения – увеличение срока службы светотехнического оборудования.

Автоматизированные пункты питания наружного освещения (АППНО)

Предназначены для питания и управления установками наружного освещения по отходящим трехфазным линиям. АППНО выполняет функции вводно-распределительного устройства и имеет возможность подключения регулятора напряжения, а также подсоединение шкафов управления типа ШУНО-СС.GALAD.хх и автоматизированной информационно-измерительной системы учета электроэнергии (АИИСКУЭ).

Автоматизированный пункт питания наружного освещения (6 отходящих трехфазных линий по 100А), обеспечивающий автономное управление наружным освещением с помощью контроллера "БРИЗ-РВ" (автономное включение и отключение наружного освещения по годовому расписанию).

Автоматизированный пункт питания наружного освещения (6 отходящих трехфазных линий по 100А), обеспечивающий дистанционное управление наружным освещением с помощью контроллера "БРИЗ-ТМ" (включение и отключение наружного освещения по командам диспетчера, сбор и передача диагностической информации).

Преимущества использования АППНО:
— Одновременное выполнение функций вводно-распределительного устройства и шкафа управления;
— Полный удаленный контроль системы.

Контроллеры

НПО GALAD предлагает различные контроллеры для автоматизации инфраструктурных сетей и процессов (освещение, водоснабжение, отопление и др.). Все контроллеры являются собственной разработкой компании. Данные контроллеры являются основным компонентом ШУНО, АППНО и регуляторов напряжения.

Контроллер управления Бриз РВ

Предназначен для автономного управления наружным освещением по хранящемуся в нем астрономическому расписанию включений и выключений. Имеет в своем составе модуль Глонасс/GPS.

Контроллер управления "БРИЗ-ТМ"

Предназначен для дистанционного включения и отключения наружного освещения по командам диспетчера, сбора и передачи диагностической информации (до 6 отходящих трехфазных линий, связь по GSM/GPRS или Ethernet).

Контроллер управления Бриз-DMX

Предназначен для воспроизведения загруженных цветодинамических сценариев (потоков DMX-512).