Управление наружным освещением — распишем во всех подробностях

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.

Традиционные системы управления наружным (уличным) освещением

К управлению светильниками с газоразрядными с лампами используется традиционное управление в виде балласта или балластного сопротивления, применяются такие элементы управления для осуществления элементарных схем управления и основаны на ограничении мощности осветительных приборов до номинала.

Балласт индукционного или магнитного типа

К первому типу балластов относятся балласты индукционного или как его еще называют магнитного типа принцип работы основан на формировании броска электрического тока служащего розжигом для газоразрядной лампы. Индукционный балласт служит для ограничения мощности газоразрядной лампы при помощи сопротивления индуктивности. К недостаткам таких устройств можно отнести сдвиг фаз между током и напряжением за счет чего изменяется световой поток, зависящий от ее мощности. При использовании магнитного балласта иногда применяется ИЗУ (импульсное зажигающее устройство)

Рис 1. Схема включения балласта для газоразрядной лампы с применением ИЗУ

Балласт электронного типа

Применение электронного низкочастотного или высокочастотного балласта относят также к традиционным типам управления, используются без применения стартера. Электронный балласт повышает эффективность лампы, за счет понижения массы устройства снижается расход электроэнергии и понижение температуры, отсутствует шум при работе и мерцание лампы, к недостаткам относится искажение гармоник что приводит влияние на радиоволны.

Рис 2 Внешний вид и схема включения электромагнитного ПРА для газоразрядных ламп высокого давления.

Применение полупроводниковых устройств которыми являются электронные балласты, их применение обеспечивает последовательность подачи тока розжига лампы и поддержания нужного значения напряжения лампы. Электронный балласт зачастую оснащается средствами служащими для дистанционного управления осветительными приборами. Для автоматического управления применяются датчики уровня освещенности, в этом случае происходит обеспечение энергосбережения.

Недостаток таких систем является загрязнение ламп и фотоэлементов, сказывающееся на его чувствительности, проблемы с калибровкой датчика, невозможность использования энергосберегающего алгоритма освещения, заключающегося в выключении освещения вовремя, когда его наличие не требуется, то есть глухой ночью.

Электронная система управления DALI

Название электронной системы управления — Digital Addressable Lighting Interface — подразумевает, что речь идет об электронном управлении системами освещения, позволяющем снижать интенсивность светового потока светильников в допустимом диапазоне.

Для установки этого стандартного цифрового протокола управления освещением используются двухжильные неполярные провода. Этот тип управления наружным освещением требует оснащения светильников электронными пускорегулирующими аппаратами с интерфейсом DALI. Двумя основными преимуществами такого способа управления являются возможность независимого диммирования и мониторинг осветительных установок. Диммирование может осуществляться в любом диапазоне, установленном для определенного типа ламп. Для газоразрядных ламп этот диапазон составляет 60—100 %, для светодиодов — 10—100 %, а для люминесцентных ламп — от 1 до 100 %. Мониторинг позволяет осуществлять оперативное управление светильниками, тем самым способствуя правильной работе всей осветительной системы. Кроме того, электронная система управления DALI позволяет объединять светильники в отдельные группы или осуществлять управление каждым из них по отдельности. Для управления системой DALI в зависимости от времени необходимо использовать регуляторы, обладающие этой функцией. Вызов световых сцен, перегруппировка и изменение функциональных характеристик не требуют никакого вмешательства в устройство светильников или проводки. Их, как правило, можно осуществлять из одного и того же места с помощью ПК. Для повышения зрительного комфорта и качества освещения используется плавное регулирование интенсивности освещения, практически незаметное для участников дорожного движения и пешеходов.of it.

Роль уличного освещения

В ночное время освещаются все города и населенные пункты. В этом случае свет необходим для безопасного движения транспорта и пешеходов по проезжей части, для подсветки тротуаров и дорожек, в качестве украшения муниципальных зданий, театров и музеев.

Выполняет освещение и множество других задач, таких как создание праздничной атмосферы, охрана территории, подсветка фонтанов, защита от вандалов и грабителей. Нужен такой свет не только в большом городе, но и на частной территории каждого загородного участка.

Во дворе дома и около него светильники нужны для разных целей:

• подсветки фасада дома для лучшего визуального восприятия в ночное и вечернее время;
• украшения фонтанов, бассейнов и искусственных водоемов в зоне отдыха;
• для создания уютной или романтической обстановки в саду;
• для освещения подъездов и подходов к калитке и воротам дома;
• также выполняется освещение периметра, что особенно важно, когда вокруг дома установлено видеонаблюдение.

Такой уличный свет во дворе частного дома называют ландшафтным освещением.

Внимание! Свет может играть и охранную роль. Выполняется это с помощью датчиков движения, которые включают освещение, когда на территории появляется кто-то посторонний. Во-первых, яркий свет спугнет злоумышленников, а во-вторых, привлечет внимание хозяев дома.

Ландшафтное освещение выполняет три важных задачи:

Функциональную, то есть, освещение территории в ночное время суток. С этой задачей справляются различные светильники, лампы, прожекторы, светодиоды и другие осветительные приборы.

Декоративная функция не менее важна, ведь дом и двор должны оставаться привлекательными в любое время года. Особенно важен декоративный свет летом, когда в дом приходят гости и во время зимних праздников. Подсвеченные водоемы, скульптуры и деревья создают особую атмосферу.

Охранная роль света, наверное, самая важная. Включается такой свет посредством фотоэлементов или датчиков движения. В принципе, любое освещение участка, в той или иной степени, играет охранную роль: люди с плохими намерениями не выбирают своей целью хорошо освещенный двор, ведь их там легко будет обнаружить.

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:

1. Чаще всего строить отдельные подстанции для уличного освещения экономические невыгодно. Нынешние трансформаторы преобразуют напряжение для всех потребителей электричества на заданной территории.
2. 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.

PowerLine

Электронное управление освещением, а также мониторинг, осуществляемый посредством обмена данными с помощью электрических проводов без необходимости установки дополнительных кабелей для передачи данных и с сохранением всех функциональных характеристик системы освещения.

Для использования технологии PowerLine первичную сторону осветительной системы необходимо оснастить передатчиком PowerLine, а ее вторичную сторону, т.е. сами светильники — соответствующими приемниками. Как правило, светильники оснащаются традиционными диммируемыми пускорегулирующими аппаратами с интерфейсом DALI или 1—10 В. PowerLine позволяет устанавливать связь между элементом управления и обычным диммируемым светильником без необходимости создания дополнительной сети обмена данными. Точно так же, как и в случае использования протокола DALI, осветительная система полностью сохраняет свою функциональность, и при этом диспетчер со своего пульта может, например, регулировать интенсивность освещения на менее оживленных улицах в соответствующих интервалах, достигая таким образом существенной экономии электроэнергии. Или наоборот, с помощью ПК обеспечить дополнительное локальное освещение в случае проведения культурных мероприятий в освещенной части города или населенного пункта в вечернее время.

Автоматическая система управления

Структурная схема одного из вариантов автоматизации управления уличным освещением

Аппаратно она состоит из двух уровней:

• Верхний — панель диспетчерского управления уличным освещением, находится на предприятии, в ответственности которого находятся осветительные сети (Горсвет или коммунальщики). Контролируется дежурным или диспетчером. На него стекается вся информация с нижнего уровня, и осуществляется изменение параметров или программ его работы.

Диспетчерский центр управления уличным освещением

• Нижний — щит управления уличным освещением находятся на участках сетей освещения. Щиты коммутируют работу осветительных приборов и контролируют их состояние без присутствия работников.

Щит управления освещением системы АСУНО

Связь между верхним и нижним уровнями может осуществляться несколькими способами. Как правило, оборудование, поставляемое производителями поддерживает все функции. Поэтому предприятие выбирает вариант, наиболее выгодный для конкретной ситуации. Иногда в системе одновременно используют несколько каналов.

Поэтому перечислим все способы коммутации:

1. Модемный канал — через линии обычной телефонной сети. Один наиболее дешевых способов. Недостатки только в том, что не всегда телефонная сеть находится рядом, а прокладка отдельной линии может быть затратной. Также за телефонную связь нужно вносить хоть небольшую, но все-таки плату.
2. GSM канал — с помощью сотовой сети. Оборудование недорого, подключиться можно быстро и практически в любом месте. Недостаток — значительная оплата за пользование сетью.
3. LAN линии — блок управления уличным освещением и аппаратура диспетчера соединяются витой парой. Этот канал не требует оплаты за связь сторонним организациям, но требует прокладки линий к каждому шкафу. Выгодно только при небольшой отдаленности оборудования верхнего и нижнего уровня.
4. Радиоканал — как и понятно с помощью радиосвязи. Оборудование дороже, чем в других случаях, зато не требуется оплата за канал. Минус один — плохая помехозащищенность.

Возможности автоматической системы управления

Перечислим основные возможности системы, причем обратите внимание — все операции и передача данных осуществляется в режиме реального времени и с возможностью работать не с каждым щитом управления отдельно а и группировать их.

Функции управления:

1. включение и выключение каждого источника освещения по команде;
2. программирование включения осветительных по времени или от состояния датчиков (освещенности и других), возможно введение почасового, календарного и сезонного графика работы;
3. переключение фаз на линиях питания осветительных приборов, в том числе и  программно — по времени, или в зависимости от параметров питания на вводе в шкаф;
4. принудительная перезагрузка микропроцессорной системы шкафа управления.

Функции контроля:

1. контроль состояния линий подключения освещения (есть или нет напряжение его параметры, ток, наличие короткого замыкания, перекос фаз, косинус фи);
2. контроль состояния линий ввода (есть или нет напряжение его параметры, ток, перекос фаз, косинус фи);
3. контроль состояния контакторов и автоматических выключателей на выходах (включен/выключен);
4. контроль прибора учета расхода электроэнергии (показания, пики, тарифы);
5. контроль несанкционированного доступа в шкаф (при открытии без разрешения, или взломе отправляется информация диспетчеру);
6. состояние линий связи (уровень сигнала и т. п.);
7. диагностика неисправностей системы;
8. контроль возгораний, датчики сигнализируют о резком повышении температуры.

Система управления уличным освещением почти всегда имеет встроенный источник питания. При отключении электроснабжения, она в течении не менее чем часа остается на связи, и сообщает об изменениях параметров.

Также стоит отметить, что почти всегда дублируется сохранение данных. Информация о ситуации записывается и хранится не только у диспетчерской аппаратуры, но и в оборудовании шкафов (щитов управления на местах). Если отсутствовала связь, то можно восстановить ход событий считать через память щита управления (как говорилось выше, он энергонезависим).

Автоматическое управление при использовании календарного графика

Этот способ основан на применении графика включения и отключения освещения в зависимости от календарной даты, будничных и выходных дней недели, а также в зависимости от суточного времени. Такой способ применяется для освещения предприятий в выходные, рабочие и праздничные дни.

Каким образом можно управлять уличным светом

На сегодняшний день существует несколько способов управления системой наружного светового обеспечения:

• неавтоматическое или ручное. В таком случае используют коммутационный аппарат или шкаф управления наружным освещением. Такой щит может быть размещен в наиболее оптимальном месте для управления. Здесь все включения и выключения света в ночное время осуществляются обслуживающим персоналом;

Ручное управление светом (щиток)

• с помощью фотореле. Сегодня фотореле представляет собой специальное устройство, которое может осуществлять включения и выключения подсветки при определенном уровне освещенности. По сути фотореле — светочувствительный автомат. Схема подключения фотореле мало чем отличается установки других установок в систему подсветке (датчиков движения и т.д.). Его контактор нужно установить в щит, а само фотореле выносят на улицу. Контактор всегда нужно помещать в этот ящик для защиты от влаги. В щит, для соединения двух элементов устройства вставляют катушку;

Обратите внимание! Фотореле наиболее эффективно используется в системе наружного освещения.

Схема подключения фотореле

• датчики движения. Они часто выступают элементов охранной наружной системы. Здесь принцип управления светом (включения и выключения) будет практически аналогичен предыдущему. Различия кроятся лишь в управляемом устройстве, роль которого здесь выполняет датчик движения (инфракрасный, микроволновый и т.д.). Передача сигнала о движении здесь может осуществляться по радиоканалу. При этом блок управления наружным освещением не выносится в щит. Схема подключения здесь имеет следующий вид;

Датчик движения (схема подключения)

• управление подсветкой с помощью таймера. На сегодняшний день применяются достаточно доступные по ценовой политике качественные таймеры, которые можно запрограммировать на включение света в определенное время. Очень часто такие устройства используются в наружной системе, освещая улицы и парки в ночное время суток.

Обратите внимание! Подсветка, имеющая таймер, позволит осветить конкретное место в любое время дня и ночи (например, исключительно с 18-00 до 23-00 и только в будние дни). Для этого только нужна правильная схема подключения прибора к осветительным приборам. Также здесь нужна схема настройки таймера на определённый режим работы.

Схема подключения таймера к светильникам

Как видим, на сегодняшний день существует значительное разнообразие способов управления наружной подсветкой.

Возможности автоматики

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

Функции управления:

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

Функции контроля:

1. Проверка состояния линий подключения.
2. Контроль линий ввода.
3. Контроль работы контакторов и выходных автоматов-выключателей.
4. Наблюдение за приборами учета расхода электричества.
5. Мониторинг несанкционированного доступа в шкаф.
6. Проверка состояния линии.
7. Изучение неисправностей системы.
8. 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.

Самостоятельное управление освещением

Если говорить о небольшой территории, например, такой как участок возле дома или производственная площадка небольших размеров (не более 100 х 100 метров), то там не нужны сложные системы управления уличным освещением.

Дистанционное управление тоже не обязательно (даже с помощью смартфона). Пока вы будете включать нужное приложение, то можно подойти и включить механический выключатель. На такую территорию редко устанавливается более десятка фонарей. Исключение, когда управление уличными фонарями взаимосвязано с домом или системой охраны.

Поэтому разберем, как устроить своими руками систему управления уличного освещения небольшой территории. Она, как показывает практика, может значительно уменьшить затраты на энергоснабжение.

Что нам нужно осветить

Наиболее распространено разделение на следующие группы светильников:

1. Светильники, которые горят все темное время суток (все зависит от желания хозяев) обычно их располагают перед парадным входом.
2. Дороги внутри территории желательно освещать только при появлении людей или техники (см. Освещение сада и дорожек своими руками). Это правило касается и участков, где возможно появления незваных гостей (с целью охраны).
3. Подсветку фасада, декоративное освещение или праздничную иллюминацию — она должна гореть только вечером.
4. Площадка перед въездными воротами и гаражом. Можно освещать только при приближении техники, а не людей.

Что нам для этого понадобится

Кроме проводов и арматуры, надо будет приобрести еще некоторые детали. Все не дорогостояще и не дефицитно, приведем примерные цены на них.

• Реле времени — цена от 300 рублей.

Реле времени

• Астрономическое реле — от 500 рублей.
• Световое реле (сумеречный датчик) — от 500 рублей.

Световое (сумерочное) реле с выносным датчиком

• Емкостное реле (датчик присутствия или приближения) — от 500 рублей.

Емкостное реле

Замечу, это российские цены, приобрести все можно и дешевле в интернете (не учитывая качества).

Как подключать

Все эти детали (современного исполнения) питаются от стандартной сети 220 вольт и могут коммутировать приличную нагрузку. То есть, промежуточных реле и контакторов, понижающих трансформаторов не надо, стоит только продумать защиту от перегрузок.

Схема подключения почти всегда указана на корпусе, в том числе и выводы для подачи сигнал на блокировку/деблокировку. Дополнительно назначения клемм прописывает  инструкция. Даже с минимальными (но уверенными знаниями электротехники) проблем не возникнет.

Собираем схемы

Расскажем, что и как применить для каждого освещаемого объекта (территории):

1. Перед входом — просто подключаем через астрономическое реле или реле освещения. Сбои из-за различных обстоятельств не критичны, что впрочем, справедливо и для всех остальных случаев.
2. Пути перемещения внутри территории — тут задача сложнее. Решаем ее так: возле всех входов и выходов устанавливаем датчики присутствия, они дают сигнал на реле времени, которое должно включить освещение, на промежуток которого с запасом хватит на дорогу. Для того чтобы система не включалась днем предусматриваем ее блокировку датчиком освещения или астрономическим реле.
3. Подсветку и иллюминацию — через астрономическое реле, включаем после заката, тушим, когда все спят. Если речь идет только об освещении на праздники, можно использовать обычный таймер (за несколько дней время заката не сильно измениться).
4. Въезд для автомобиля — если у вас автоматические ворота, то контроллер управления ими чаще всего имеет выход для управления освещения. Если нет — лучший выход применить датчик освещенности.

Но нужно сделать, так чтобы он реагировал только на фары подъезжающего автомобиля. Для этого — на глазок крепим бленду (трубку небольшой длины и подходящего диаметра), она исключит постороннюю засветку.

Устанавливаем датчик не на щитке, а в месте, где он будет попадать под створ ваших фар при подъезде. Дополнительно можно блокировать включение освещения днем с помощью реле времени.

Вот и все что мы хотели рассказать о том, что такое система управления уличным освещением. Будем рады, если наша статья помогла вам. Живите в безопасности, но не переплачивайте за электроэнергию.

Заключение

Управляемая система обеспечения включения и отключения наружного освещения обладает массой преимуществ, которые позволят наиболее эффективно организовать подсветку любого участка улицы в ночное время. При этом для ее создания можно использовать различные устройства и, при желании, справиться собственными силами.

Как наладить освещение участка

Самостоятельно заниматься подключением электрических приборов можно только при наличии соответствующей квалификации. В других случаях необходимо обратиться за помощью к профессионалам.

В любом случае хозяин дома должен знать последовательность действий при установке системы управления наружным освещением:

• выбираются специальные светильники, способные работать на улице в любую погоду и в разное время года. Такие приборы должны иметь степень защиты не ниже IP 44.
• Определяется месторасположения каждого осветительного прибора, выбирается высота установки.
• Прокладывается подземная проводка, выходы которой подводятся к каждой точке света, а концы прячутся в шкаф, соединяясь с блоком управления.
• Выполняется монтаж светильников и дополнительных элементов (реле, фотодатчиков и прочего).
• Настраивается программа, в соответствии с которой будет работать система управления освещением.

Теперь управление наружным освещением будет осуществляться автоматически, а хозяин дома всегда сможет внести свои коррективы в работу всей системы.

Управление уличным освещением с использованием программного комплекса «НТС-7000»

Использование процесса происходит на основе силовой линии распределительной сети 0,4 кВ при помощи PLC-технологии и сети Ethernet и GSM/GSRS-сетей.

Работа по управлению различными уровнями освещения осуществляется в автоматическом режиме телеуправлением с использованием заранее утвержденного графика. Оперативное управление, может также осуществляется централизованно и местном ручном режиме.

Решаются задачи по оптимизации структур управления, достижения максимального уровня освещенности улиц, соблюдения графика рациональной работы осветительных приборов, помогает анализировать потребление электроэнергии, выявляет и способствует устранению возникших неисправностей электрической сети.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (1 оценок, среднее: 4,00 из 5) Загрузка...