Эксплуатация системы наружного освещения

Operation of Outside Lighting System

A.V. Lavrov, Deputy Technical Director for Outside Lighting and Architectural and Artistic Illumination at JSC OEK, V.V. Zazhigin, Chief Specialist of Architectural and Artistic Illumination at JSC OEK, M.A. Vasilchenko, Depute head of Department of Outside Lighting and Architectural and Artistic Illumination at JSC OEK

Keywords: outside lighting systems, operation, identification and liquidation of accidents, control and management, energy efficiency, artificial intellect

Operation of outside lighting system today is a continuous process that includes a number of measures aimed at maintaining the system in proper working condition. This includes scheduled-preventive actions or repair based on the actual technical condition of electrical equipment from the power supply point to the final consumer of of lighting equipment of the outside lighting system. One of the most critical tasks of an outside lighting system operation is determination and procedure of liquidation of malfunctions and emergency operation modes using automated systems of predictive analysis within the established time limits.

Описание:

В число важнейших задач эксплуатации системы наружного освещения города входит определение и порядок ликвидации нарушений и аварийных режимов работы данной системы по средствам автоматизированных систем предикативного анализа в установленные сроки.

Ключевые слова: энергоэффективность, эксплуатация, искусственный интеллект, системы наружного освещения, выявление и ликвидация аварий, управление и контроль

Эксплуатация системы наружного освещения

А. В. Лавров, заместитель технического директора по наружному освещению и архитектурно-художественной подсветке АО «ОЭК»

В. В. Зажигин, главный специалист службы архитектурно-художественной подсветки АО «ОЭК»

М. А. Васильченко, заместитель руководителя департамента наружного освещения и архитектурно-художественной подсветки АО «ОЭК»

Сегодня эксплуатация системы наружного освещения – это непрерывный процесс, который включает в себя ряд мероприятий по поддержанию системы в регламентном состоянии. Сюда входит и планово-предупредительное воздействие или ремонт по действительному техническому состоянию электрооборудования от пункта питания до конечного потребителя светотехнического оборудования системы наружного освещения. В число важнейших задач эксплуатации системы наружного освещения города входит определение и порядок ликвидации нарушений и аварийных режимов работы данной системы по средствам автоматизированных систем предикативного анализа в установленные сроки [1].

Современное наружное освещение улиц, скверов, парков, пешеходных зон, детских и спортивных площадок, всего разнообразия элементов городской инфраструктуры повышает уровень комфорта и определяет внешний облик города в темное время суток. Искусственный свет благодаря своим богатейшим возможностям становится кластером и позволяет в условиях вечернего города решать задачу организации пространства, освещения отдельных композиций, рекламы, архитектурно-художественной подсветки и иллюминации. В городской среде основными пользователями наружного освещения (далее – НО) являются пешеходы, водители автотранспорта, жители окружающих домов.

В настоящее время сформулированы основные требования к искусственному освещению как в части пользователей НО, так и в части производителей светотехнического оборудования. Эти требования должны соответствовать стандартам ГОСТ Р МЭК 60598-1–2011, ГОСТ Р IEC 60598-2-3–2012, ГОСТ Р 54350–2015, ГОСТ Р 55705–2013¹, а также комплекту конструкторской документации производителя на конкретный тип светильника [2–4], включая СП 323.1325800.2017, СП 52.13330.2016, ГОСТ Р 55706–2013 и ГОСТ Р 55844–2013².

Выявление и ликвидация аварий

Существующий регламент по функционированию системы НО требует от персонала эксплуатирующей организации принятия неотложных мер по выявлению и устранению аварий, нарушений и замечаний в работе системы НО. За проведение работ по определению мест повреждений и других нарушений в работе системы НО, а также восстановление работоспособности до регламентного состояния системы несет ответственность оперативный персонал: дежурный диспетчер предприятия, персонал оперативно-выездной бригады.

Решения о порядке ликвидации аварий или устранения нарушений принимает диспетчер с учетом ряда факторов:

• наличия сил и средств для ликвидации аварии, места нахождения персонала оперативно-выездной бригады в данный момент времени,

• возможности привлечения персонала смежных (РЭС),

• погодных условий и др.

От своевременности и безошибочности решений оперативного персонала при ликвидации аварий и устранении замечаний зависит качество и эффективность работы предприятия в целом.

Управление и контроль

Система НО является самостоятельной и получает питание от системы электроснабжения общего пользования. Управление НО и контроль технического состояния осуществляются дистанционным способом. Для поддержания высокой надежности функционирования системы НО особое внимание в процессе эксплуатации уделяется пунктам питания, так как от надежности электроснабжения зависит надежность работы всей системы [5, 6].

В наружном освещении сети подразделяются на питающие и распределительные. К питающим относятся линии от распределительного устройства трансформаторной подстанции (ТП) или ответвления от воздушных линий электропередачи до вводно-распределительного устройства (ВРУ) НО; к распределительным сетям относятся линии от ВРУ НО до конечного потребителя (светотехнического оборудования).

Повышение энергоэффективности

Особое внимание в процессе эксплуатации системы наружного освещения необходимо уделять эффективности ее функционирования, а именно снижению электрических потерь. При проектировании и последующей эксплуатации следует учитывать, что в сетях наружного освещения города вследствие относительно большой длины распределительных линий существенное значение приобретает равенство потерь напряжения в отдельных фазах. Это равенство достигается определенной последовательностью подключений светотехнического оборудования к фазам распределительной сети НО. Необходимо соблюдать порядок подключений светильников к фазам согласно принятой схеме (рис. 1).

Рис. 1.

Схема эффективного включения светильников наружного освещения

В распределительной сети НО при заданном материале и сечении проводов потери напряжения прямо пропорцио-нальны моменту нагрузки. На схеме (рис. 2) можно видеть, что сумма моментов нагрузок для фазы L1 меньше, чем сумма моментов нагрузок для фазы L2, и еще меньше, чем для фазы L3. В самом деле, из каждых трех нагрузок, последовательно размещенных на линии, первые нагрузки подключены к фазе L1, вторые, более удаленные от источника питания, к фазе L2, а третьи, наиболее удаленные, к фазе L3.

Рис. 2.

Энергетически неэффективная схема подключения светотехнического оборудования

Моменты нагрузки для фазы L1 в данном случае можно определить как ∑М_L1 = Pl + P4l + P7l + P10l = 22Pl. Аналогично определяем момент нагрузки для фаз L2 и L2: ∑М_L2 = 26Pl; ∑М_L3 = 30Pl.

Таким образом, если потери напряжения в проводе фазы L1 равны ΔUL1, то потери напряжения в проводах фаз L2 и L3 составят соответственно: Δ U_L2 = 1,18U_L1; Δ U_L3 = 1,36Δ U_L1.

Можно сделать вывод, что потери напряжения в фазе L2 на 18 %, а в фазе L3 на 36 % больше, чем потери напряжения в фазе L1. Такую разницу в потерях напряжения допускать нецелесообразно.

Сравнительно применив порядок подключения светильников к фазам (рис. 1), будем иметь следующее:

∑ М_L1 = Pl + P6l + P7l + P12l = 26Pl;

∑ М_L2 = P2l + P5l + P8l + P11l = 26Pl;

∑ М_L3 = P3l + P4l + P9l + P10l = 26Pl.

Данная схема позволяет привести к равенству моменты нагрузки по фазам и, следовательно, одинаковые для всех фаз потери напряжения.

Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании, строительстве и эксплуатации систем наружного освещения. Данное схемное решение позволяет повысить энергетическую эффективность в части снижения потерь электрической энергии и систематизировать нагрузку фаз системы НО [7].

Проведем сравнительный анализ двух вариантов подключения светильников к распределительной сети НО. Рассмотрим часто применяемую схему подключения светотехнического оборудования к распределительной сети и сравним ее с предлагаемой схемой (рис. 1).

Перспектива использования искусственного интелекта

Благодаря науке и техническому прогрессу система наружного освещения города проходила много этапов развития и модернизации. Очередной этап развития предполагает применение LED-источников света и светотехнического оборудования, управляемого по технологии искусственного интеллекта. Данный подход позволит создать эффективное человеко-машинное взаимодействие в системе НО и позволит значительно повысить эффективность технического обслуживания и ремонта установленного электрооборудования, что в итоге снизит затраты на эксплуатацию системы НО. Положительные результаты по надежности и эффективности функционирования данной технологии подтвердил реализованный проект «Смарт-квартал» в Марьино в 2018 году.

Литература

На пути в будущее. Интервью с заместителем генерального директора – главным инженером группы компаний «Россети» А. В. Майоровым // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. № 2 (53). С. 6–11.
Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю. Б. Айзенберга. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Знак, 2006.
Варфоломеев Л. П. Элементарная светотехника / Под ред. Ю. Б. Айзенберга. М.: Знак, 2008.
Постановление Правительства РФ от 10 ноября 2017 года № 1356 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения».
Кириллов Г. А., Кашин Я. М. Эксплуатация электрооборудования: Учебник. М.: Издательство МЭИ, 2018.
Власюк В. Д., Каковский С. К., Любарский Ю. Я. Автоматизация поиска повреждений в распределительных электрических сетях // Электрические станции. 2015. № 4.
Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1984.

¹ ГОСТ Р МЭК 60598-1–2011 «Светильники. Часть 1. Общие требования и методы испытаний»; ГОСТ IEC 60598-2-3–2012 «Светильники. Часть 2. Частные требования. Раздел 3. Светильники для освещения улиц и дорог»; ГОСТ Р 54350–2015 «Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний»; ГОСТ Р 55705–2013 «Приборы осветительные со светодиодными источниками света. Общие технические условия».

² СП 323.1325800.2017 «Территории селитебные. Правила проектирования наружного освещения» (утвержден приказом Министерства строительства и жилищ- но-коммунального хозяйства РФ от 14 ноября 2017 г. № 1542/пр); СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05–95*»; ГОСТ Р 55706–2013 «Освещение наружное утилитарное. Классификация и нормы»; ГОСТ Р 55844–2013 «Освещение наружное утилитарное дорог и пешеходных зон. Нормы».