СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ «СПРУТ», КАК ИНСТРУМЕНТ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
подробнее...»

Казачинский Василий Михайлович к.т.н., Казачинский Александр Михайлович к.т.н.

I. Введение

Предлагается для ознакомления обзор системы управления уличным освещением «Спрут». Данный программно-аппаратный комплекс разработан, производится и поставляется научно-производственным коммерческим центром «ОДИС-W». На настоящий момент система «Спрут» внедрена в 10-ти городах  и имеет 5-ю версию реализации с 2002 года. Система постоянно развивается и поэтому одной из целей публикации данного обзора является обмен мнениями и пожеланиями между специалистами осветительных сетей и разработчиками для дальнейшего совершенствования и расширения функциональных возможностей системы «Спрут».
Лейтмотивом данного обзора является иллюстрация системы «Спрут», как эффективного инструмента энергосбережения и повышения энергоэффективности осветительных сетей, что особо актуально в современных условиях дефицита энергоресурсов и финансовых средств.

II. Состав и принцип работы основных компонентов системы «Спрут»

Система представляет из себя взаимосвязанный комплекс оборудования диспетчерского центра (ДЦ) и терминального оборудования в шкафах управления наружным освещением (ШУНО). Взаимодействие оборудования ДЦ и ШУНО осуществляется через каналы сотовой связи сети GSM. Таким образом, зона взаимодействия системы определяется зоной покрытия соответствующей сети GSM. Схема взаимодействия основных компонентов системы показана на рис. 1.

Рис. 1

Терминалы, установленные в ШУНО, обеспечивают управление исполнительными устройствами – контакторами, а также контроль технического состояния шкафа, его вскрытия, входных и выходных линий электропитания, показаний приборов учёта электроэнергии. Терминал имеет встроенный модуль радиосвязи для обмена данными с ДЦ через сотовую сеть.
Оборудование диспетчерского центра включает один или несколько компьютеров, модуль многоканальной связи по стандарту GSM и при необходимости широкоформат-ный экран для отображения состояния осветительной сети на карте города. Рекоменду-ется также иметь выделенное подключение к сети интернет для обеспечения сервиса терминалов по сети GPRS, а также обслуживания программного обеспечения ДЦ.

III. Методы управления уличным освещением.

В системе СПРУТ реализовано два метода управления «включением / выключением» освещения, что позволяет обеспечить многообразие вариантов управления в зависимости от реальных условий эксплуатации и технического состояния осветительной сети.
3.1. Основной метод управления – автоматический, децентрализованный. Он реализуется, как «электронный» таймер «основного» и «дежурного» контакторов, отдельно для каждого ШУНО с помощью терминала СПРУТ. Для этого в терминале поддерживается бесперебойная работа внутренних электронных часов, которые определяют выполнение годового графика «включения / выключения», записанного в энергонезависимую память этого терминала. При отсутствии связи с диспетчером или длительном пропадании напряжения питания терминал всегда будет «помнить» свою основную функцию – включать и выключать освещение в соответствии с утверждённым графиком.
Преимуществами этого метода является повышенная «живучесть» системы в целом за счёт отсутствия зависимости управления в каждом ШУНО от работоспособности остальных элементов системы, а также состояния каналов связи между ШУНО и диспетчером. При этом отсутствует «субъективный» фактор диспетчера при исполнении графика «включения / выключения» освещения.
Важной особенностью реализации, описанной выше функции «электронного таймера» в системе СПРУТ, является сопровождение исполнения шагов графика отправкой каждым терминалом ШУНО «электронной» квитанции-подтверждения на компьютер диспетчера. Это позволяет диспетчеру убедиться в реальности исполнения графика «включения / выключения» на каждом ШУНО осветительной сети.
В системе СПРУТ исполнение графика «включения/выключения» названо программой автоматической работы или сокращённо — ПАР. Последняя версия терминалов СПРУТ позволяет дистанционно загружать (через интернет) и исполнять до 4-х разных ПАР, а значит иметь различные графики «включения / выключения», как для разных районов города, так и для отдельных ШУНО. Это является мощным инструментом при разработке различных программ энергосбережения в городе, а также более комфортного освещения в местах постоянного скопления людей или подсветки зданий, рекламы.
Существует также в системе СПРУТ дополнительная возможность генерации ПАР с изменением шагов «включения/выключении» освещения не каждые 5 дней, а каждый день, что позволяет реализовывать более комфортный график управления освещением и при этом существенно снизить потребление электроэнергии.
Возможна также коррекция базового графика «включении / выключения» с учётом дифференцированной оплаты электроэнергии в течение суток. Такая адаптация ПАР позволяет дополнительно сократить затраты на электроэнергию за счёт льготных периодов оплаты в течение суток.
Для большей гибкости использования ПАР, как основного метода управления освещением, дополнительно предлагается коррекция (сдвиг) всего графика или его отдельных операций в течение дня на фиксированное время – «дельту». Такая коррекция, как в «плюс», так и в «минус» удобна при длительных изменениях продолжительности светового дня из-за погодных условий или, опять же при необходимости сократить электропотребление в течение определенного времени — периода действия «дельты».
3.2. Вспомогательный метод управления – ручной, централизованный. Он основан на действиях диспетчера, использующего компьютер и канал связи с терминалами ШУНО. Диспетчер имеет возможность управлять любым из контакторов, как в отдельном ШУНО, так и в группе ШУНО. При этом диспетчер также получает подтверждения-квитанции об успешном исполнении той или иной команды. Данный режим часто используется во время ремонтных работ осветительной сети или в нештатных случаях эксплуатации, требующих срочно изменить график «включения / выключения».
При отправке ручной команды, терминал в ШУНО выходит из автоматического режима исполнения ПАР. Для возврата в этот режим диспетчеру необходимо отправить соответствующую команду перехода в автоматический режим. Для защиты от непредвиденных ситуаций не возврата в автоматический режим (отсутствие связи, забывчивость диспетчера), что чревато излишним расходом электроэнергии, в системе СПРУТ заложен механизм автоматического возврата терминалов в режим исполнения ПАР через страховочное время, определяемое параметром, который задаёт администратор системы.

IV. Средства контроля технического состояния осветительной сети

Базовым устройством контроля технического состояния инфраструктуры освети-тельной сети является 123 терминал, устанавливаемый в шкафы (ШУНО), которые являются основными узлами электрической сети освещения.
Терминал имеет моноблочное исполнение в металлическом корпусе с антивандальным креплением на заднюю стенку шкафа И-710 (см. рис. 2). В нижней части терминала имеются два разъёма для подключения к точкам контроля, исполнительным устройствам — контакторам, а также для подключения приборов учета и дополнительных внешних устройств. Антенна радиомодуля с магнитным креплением имеет шнур до 1 м., что позволяет её зафиксировать в любом удобном месте шкафа (показана на рисунке 2 слева). В комплекте с терминалом идут два кабеля для указанных выше разъёмов и промежуточная колодка, что позволяет экономно расходовать монтажный провод при разводке контрольных точек, исходя из текущей конфигурации шкафа. Как видно из рисунка 2, терминал не имеет внешних крепёжных элементов, что не позволяет осуществлять не санкционированный демонтаж или вскрытие устройства.
Терминал штатной конфигурации позволяет осуществлять контроль переменного напряжения на 9-ти выходных линиях шкафа, на 3-х входных линиях (фазы А, В, С), на двух линиях телеметрии, а также на контрольных контактах исполнительных устройств.
С помощью дополнительного интерфейсного блока и внешних трансформаторов тока возможен контроль электрического сопротивления выходных линий ШУНО, что позволяет оценивать количество работоспособных ламп на каждой линии.
Важным аспектом контроля ШУНО является регистрация факта вскрытия ШУНО и оповещение об этом диспетчера. При этом, в 5-ой версии терминала данный контроль исполняется даже при полностью обесточенном ШУНО.
Терминал обеспечивает автоматический контроль корректности состояния контрольных точек в соответствии с положением контакторов ШУНО согласно ПАР или ручным командам. При обнаружении некорректной ситуации терминал формирует «электронную» квитанцию об аварии и отправляет её на компьютер диспетчера.
Дополнительно, терминал обеспечивает съём показаний счётчика, установленного в ШУНО. При этом имеется возможность подключения к любым стандартным счётчикам, имеющим интерфейсы RS-232, RS-485, «токовая петля» (ИРПС).

Powered by Hackadelic Sliding Notes 1.6.5