Схемы дистанционного управления наружным освещением

Способы управления электропитанием

Как и любая электроустановка, фидерные линии уличного освещения требуют постоянного контроля и возможности автономного управления. Из-за их большой протяженности и большого количества осветительных приборов сделать это вручную трудно и затратно.

Для этого в осветительных системах населенных пунктов, магистралей и дорог используют шкаф уличного освещения (ШУНО), который позволяет:

  1. Дистанционно управлять освещением:
    • включение/отключение в заданные временные интервалы;
    • изменение интенсивности светового потока.
  2. Мониторить состояние осветительных приборов (по группам).
  3. Отслеживать состояние технических характеристик (напряжение, ток) и защищать линию от их скачков.
  4. Сигнализировать при возникновении аварийного режима.
  5. Вести учет расхода электрической энергии.

Главное преимущество ШУНО это автоматический режим работы и возможность управления им на расстоянии с диспетчерского пульта.

Принцип действия заключается в адресном управление одним или несколькими (группа) светильниками. Для этого последние оснащаются приемниками, которые получают команды непосредственно с ШУНО.

Установка такого шкафа помогает снизить человеческие трудозатраты, вести постоянный контроль за состоянием линий, а также быстро отыскать место повреждения.

Схемы дистанционного управления наружным освещением

Пример комплектации шкафа управления 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)

Схемы дистанционного управления наружным освещением

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.

Схемы дистанционного управления наружным освещением

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.

Это интересно: Дерево в интерьере загородного дома: распишем во всех подробностях

Автоматическое управление освещением

Автоматические системы очень удобны, так как при желании можно установить датчики движения и забыть о необходимости искать выключатели в темноте. При появлении в комнате свет будет загораться автоматически.

Схемы дистанционного управления наружным освещением

Благодаря датчикам движения свет автоматически выключается в комнате после того, как из нее вышли. Благодаря фотоэлементам при наступлении сумерек начинает работать фонарь около входной двери. Также в ночное время включаются фонари, установленные на дорожках. С рассветом фонари автоматически отключаются.

Автоматическое управление освещением может происходить благодаря таймеру, если включать свет нужно в определенное время. В пример можно привести ситуацию, когда человек приходит домой в одно и то же время.

Схемы подключения фотореле для уличного освещения

Главная функция фотореле – это подача электропитания с наступлением темноты и его отключение с рассветом. Таким образом, это автоматический выключатель, который действует без вмешательства человека. Роль кнопки отключения играет светочувствительный элемент. Схема подключения фотореле аналогична: на прибор идет подача фазы, прерывается на выходах, а при необходимости цепь замыкается, вследствие чего напряжение подается на лампы или прожекторы.

Для обеспечения работы фотореле тоже требуется электропитание, поэтому на определенные контакты подсоединяют ноль. Так как освещение предполагается в открытой местности, есть необходимость подключения заземления.

Важно правильно соединить проводники, выходящие из корпуса самого регулятора с лампой и сетью

К сожалению, нет универсальной схемы подключения, которая подошла бы ко всем типам фотореле, но определенные моменты характерны для всех операций. Их необходимо учитывать, особенно в случае установки фотореле своими руками.

Практически во всех моделях реле на выходе имеет три разноцветных провода, которые соответствуют таким обозначениям:

  • черный – фаза;
  • зеленый – ноль;
  • красный – фаза, коммутирующая на источник света.

Для обеспечения дополнительных функций можно приобрести фотореле с датчиками движения или таймерами

Пошаговая инструкция подключения фотореле для уличного освещения

Приведенная ниже инструкция подскажет, как поэтапно, быстро и правильно подключить фотореле:

  1. Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
  2. Подключение фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству. Обычно в качестве крепежа используют кронштейн. Его устанавливают в месте, где на реле будут попадать прямые лучи солнца, но при этом изолированы другие источники света.
  3. Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
  4. Установка регулятора производится на внешней части устройства с соответствующими техническими характеристиками: диапазон чувствительности – 5-10 лм; мощность – 1-3 кВт, порог допустимого тока – 10А.
Популярные статьи  Принцип работы электрического бойлера

Если прибор монтируют в середине электрощитка со сложной конструкцией, куда не проникают солнечные лучи, то реле и выключатель устанавливают отдельно друг от друга. Соединяют части устройства между собой специальными кабелями.

Подключается фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству

При установке уличного освещения рекомендуется соблюдать такие правила:

  1. Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
  2. Чтобы проверить, правильно подключена схема или нет, необходимо подсоединить пускатель к электросети. Результат будет ясен при срабатывании светильника.

Нюансы в схемах подключения датчика света

Тот факт, что фотореле подбирается с учетом предполагаемой нагрузки, может отразиться на стоимости изделия: в зависимости от мощности возрастает цена. Поэтому с целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя. Это специальный прибор, предназначенный для частого срабатывания режимов вкл./выкл. Использование пускового механизма позволяет подключить питание, применив фоточувствительный элемент с минимальной нагрузкой.

Таким образом, фактически происходит включение исключительно магнитного пускателя, поэтому во внимание берется только мощность, потребляемая им. А вот уже на выводах магнитного пускателя допускается использование более мощной нагрузки. С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя

С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя

В том случае, когда, помимо датчика день/ночь, необходимо подсоединить устройства с дополнительными функциями, например, таймер либо датчик движения, то их устанавливают после монтажа фотореле. При этом порядок очередности дополнительных приборов неважен.

Если функция таймера или датчика движения предусмотрена в строении устройства, но она не нужна в конкретном случае, то эти приборы просто исключают из общей схемы, то есть к ним не подводят провода. При этом в случае надобности эти элементы устройства можно будет подключить.

Устройства применяемые для автоматизации управления освещением

Дабы разобраться с вопросом автоматического управления, давайте сначала рассмотрим, а чем отличается централизованная система управления от установки обычных датчиков. И какие, собственно говоря, датчики для этого могут применяться?

Для ответа на этот вопрос давайте возьмем шкаф управления наружным освещением с централизованной системой, и посмотрим, что к нему подключено. Вы удивитесь, но это обычные датчики освещенности, движения, присутствия, таймеры и концевые выключатели открывания дверей.

Современная система управления освещением и не только

Сам процесс управления осуществляется только за счет этих датчиков. А централизованная система лишь обеспечивает их координацию, изменение режимов работы и удобный интерфейс пользователя для настройки и управления.

  • То есть, мы вполне можем своими руками создать подобную систему управления, которая только что и будет не столь удобна в эксплуатации.
  • Но столь ли часто нам необходимо изменять настройки? Может быть раз-два в год – да и то, только на отдельных реле.
  • Это вполне можно сделать и вручную, а не через WEB-интерфейс. Зато стоимость такой системы будет в разы ниже.
  • Что нам для этого необходимо? В первую очередь сами датчики. Поэтому давайте остановимся на них подробнее.

Датчик движения

Датчик движения – устройство которое срабатывает при наличии в поле его зрения движения.

Данный датчик может отстраиваться от незначительно движения – например, движение веток от ветра, движения животных или удаленного движения людей.

Датчик освещенности

Датчик освещенности срабатывает при снижении уровня освещенности в месте установки устройства до установленного предела. Предел срабатывания вы будете выставлять самостоятельно, и это может быть как полная темнота, так и незначительное затемнение от тучи.

Таймер – это устройство, которое отчитывает время между включениями и отключением света. Таймеры могут быть однозадачные – то есть способные отсчитывать время лишь для одной команды, и многозадачные, способные отчитывать время для большого количества задач одновременно.

Концевой выключатель на двери

Концевые выключатели открывания и закрывания дверей.

По сути это обычные кнопки, которые монтируются в дверь и фиксируют ее положение.

Активно применяются не только для управления освещением, но и для интеграции систем управления освещением с охранными системами.

Датчик присутствия

Датчики присутствия – это устройства, которые фиксируют наличие человека в поле зрения датчика.

Они могут быть выполнены по разнообразным технологиям, из-за чего цена на устройство может достаточно сильно отличаться.

Например, некоторые датчики фиксируют наличие теплового излучения человека, а некоторые — работают по принципу датчика движения, фиксируя движения человека.

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.

Схемы дистанционного управления наружным освещением

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.

Методы управления уличным освещением

Существует три метода управления освещением. Расскажем о них подробнее.

Популярные статьи  Тяговый аккумулятор: особенности, назначение, виды

Ручное управление

Включение фонарей производится вручную, каждый фонарь или их группа контролируется оператором на месте.

По сути это самый старый способ. Когда фонарщик проходил по улице и зажигал каждый масляный или газовый фонарь, а потом гасил их — это и была первая и очевидная реализация метода. Во дворе своего дома освещением мы тоже управляем чаще ручным способом (про автоматизацию ниже).

Фонарщик реализует ручное управление газовой лампой (кстати,  снимок современный на нем сотрудник Брестского ГорСвета)

На сегодня в коммунальном хозяйстве ручное управление используют только в экстренных ситуациях, или при выполнении ремонтных работ.

Дистанционное управление

Одно из первых устройств дистанционного управления уличным освещением

Когда все электроснабжение в населенном пункте или его части осуществлялось от отдельной электростанции, функции фонарщика перешли к их персоналу. Ответственное лицо, определив, что на улице достаточно стемнело или рассвело, включало или выключало рубильник, подающий напряжение на сети уличного освещения.

Автоматическое управление

Щит простейшей автоматики уличного освещения

Трансформаторная подстанция

В этом случае, отдельные участки уличного освещения, в зависимости от состояния датчиков и заложенного алгоритма, включаются и выключаются сами. Переход на автоматическую систему связан с тем, что напряжение потребителям стали подавать с помощью локальных трансформаторных подстанций преобразующих высоковольтное напряжение в стандартное.

Это создало два фактора предопределивших переход на автоматику:

  1. Устанавливать (кроме некоторых случаев) отдельные подстанции только для уличного освещения нерентабельно. Трансформаторы сейчас преобразуют напряжение для всех энергопотребителей на территории.
  2. Кроме того, для централизованного управления включением и выключением уличных фонарей, пришлось бы тянуть к каждой отдельной подстанции питающей освещение отдельную линию, что еще более бы увеличило затраты.

Поэтому в 50-е — 60-е годы была внедрена система автоматического управления освещением. Она работала по простейшему доступному на то время принципу. На каждой подстанции устанавливалась автоматика, действующая от датчиков освещенности. Стало темно — подали напряжение на фонари, стало светло — отключили.

Однако датчики подводили в некоторых случаях:

  1. при неправильной калибровке они срабатывали нечетко;
  2. из-за засветки фарами или даже полной луной фонари могли погаснуть ночью;
  3. при закрытии датчика снегом, льдом, грязью или пылью свет включался днем;
  4. в конце концов, датчик мог выйти из строя.

Раритетный датчик освещенности

Потом нашли еще один существенный минус, который проявился во времена, когда стали задумываться об экономии — зачем в ночные часы, если движения людей и транспорта нет, напрасно жечь электроэнергию. Поэтому датчики освещенности стали блокировать с реле времени. Таймер выключал или все фонари полностью или часть их во дворах и малонаселенных улицах в промежуток, например с часу до четырех ночи.

Позже появились еще и так называемые астрономические реле (на фото ниже). В них программное обеспечение по введенным координатам рассчитывает время заката и рассвета в данном месте, и на основе расчета подает сигналы на переключение. В реле также реализуется и функция выключения и включения в заданные часы.

Астрономическое реле

Датчики освещенности остались только для контроля непредвиденного уменьшения естественной освещенности, например из-за тумана. Кажется система на основе астрономического таймера идеальный вариант (на их основе работает большинство систем уличного освещения в небольших населенных пунктах).

Но у нее все равно есть минусы:

  1. Для того чтобы перепрограммировать систему на другое время срабатывания (например на время праздников) необходимо объехать обойти все подстанции. Это отнимает много времени (знаю по своему опыту).
  2. Присутствие человека требуется и для определения неисправностей, снятия показаний с приборов учета расхода электроэнергии.

Поэтому на сегодня все больше используют автоматизированные системы управления на основе современных цифровых технологий. В них комбинируется автоматическое и ручное управление. Рассмотрим реализацию одной из типичных систем.

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 )

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.

Контроллер в цоколе

Не обладает широкой функциональностью, однако легко устанавливается. Для установки контроллера даже не нужно отвертки! Вместо лампы с цоколем E27 вкручивается данное устройство, которое обладает в свою очередь патроном для лампы E27. Тут очевидна зависимость от настенного выключателя. Контроллеры выпускаются с диммированием и без. Для примера возьмем устройства из серии «уютный дом» от компании «TDM» — патроны программируются на нужные клавиши пульта специальной кнопкой, радиус действия 30 метров, частота 433,92 мГц.

Также в линейку «уютный дом» входят вилки-розетки, работающие аналогичным образом.

Виды управления

  • магнитный, или индукционный балласт – зажигает лампу броском тока, но часто происходят скачки мощности, из-за чего приходится ставить дополнительное реле;
  • электронный балласт – не использует стартер, нет шума, мерцания, снижено потребление энергии. Искажает радиопередачу, быстро выводит из строя фотореле, итог — оно не срабатывает в зависимости от времени суток;
  • вариант для предприятий – основан на календаре и суточном времени, контролирует освещение, отталкиваясь от схемы «рабочий/праздничный/выходной день».

Схемы дистанционного управления наружным освещением
Самая простая и дешевая схема управления уличным освещением с помощью фотореле, на текущий момент стоимость фотореле составляет 300-400 руб, к нему можно подключить все уличное освещение на участке

Популярные статьи  Нейтраль: что это такое, определение, примеры

Управление уличным освещением использует три типа приборов:

  1. Устройство на основе фотореле, включающее и выключающее фонарь, ориентируясь по уровню освещенности на улице. Теоретически система с использованием фотореле идеально реагирует на погодные условия, и в пасмурный день устройство срабатывает раньше. Но на практике оказывается слишком много сторонних факторов, вплоть до изменения температуры и загрязненности датчика. Из-за этого работа фотореле происходит с появлением погрешностей.

    Вариант управления с помощью таймеров, размещенных в шкафу управления, опытные электрики смогут подключить модули в общую схему уличного освещения и автоматика будет работать по заданным параметрам и зимой, и летом

  2. Система с применением таймера. Работает идеально вне зависимости от времени суток: автомат утром включает свет, а вечером выключает, все в соответствии с заданными программой параметрами. Но из-за изменения длительности светового дня устройство нуждается в частой корректировке.
  3. Астротаймер. Создан на основе предыдущего, представляет собой контроллер, сопряженный с часами. Схема действия проста: в контроллер закладывается база данных по нахождению Солнца над данной местностью, исходя из этих знаний программа дает сигнал на пульт управления осветительным прибором. Система требует минимум затрат: раз в 2-3 года меняется блок питания и корректируется ход времени на часах. Погрешность зависит только от степени совершенства программы, установленной на контроллер.

Устройство автоматической системы

Аппаратная часть оборудования состоит из таких уровней:

  1. 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.
  2. 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:

  1. Модемный канал. Связь выполняется по телефонной линии. Это самый финансово доступный способ коммутации. Прокладка выделенной линии — достаточно затратное мероприятие.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.

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 освещением

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.

Достоинства и недостатки устройств

Схемы дистанционного управления наружным освещением
достоинства дистанционного управления светом

Дистанционное отключение и включение света, а также выполнение других опций при помощи управляемого пульта заметно упрощает работу с системой производственного или домашнего освещения. Помимо возможности управления потоками света с различных дистанций у этого прибора есть и дополнительные преимущества:

  • возможность регулировки освещения от максимального до минимального значения;
  • разумное расходование электроэнергии;
  • создание эффекта присутствия внутри помещения или на территории, что повышает уровень безопасности;
  • максимальный комфорт при работе с пультом;
  • объединение всех осветительных приборов в одну сеть и ее контроль при помощи одного прибора;
  • отсутствие необходимости прокладывать дополнительные кабели благодаря легкому подключению устройства к системе управления;
  • отсутствие проблем с модернизацией рабочей системы, если нужно подсоединять новые приборы;
  • полная безопасность использования;
  • постоянный контроль всех осветительных элементов.

Пользователи отмечают высокую стоимость таких устройств и проблемы ложного срабатывания датчиков движения, способных реагировать на теплый воздух либо солнечные лучи. Когда прибором пользуются с наружной стороны, точность его срабатывания ухудшается из-за атмосферных осадков либо при нахождении недалеко от сигналов с электромагнитным излучением.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: