Системи за управление на уличното осветление

Системите за управление на уличното осветление са неизменна част от инфраструктурата на големите градове. Интеграцията им позволява лесно и гъвкаво управление на осветяването и значително намаляване на разходите за обслужване и поддръжка на системата. Сред постигнатите ефекти са и икономията на електроенергия и осветителни ресурси, постигната чрез увеличаване на експлоатационния срок на светлоизточниците.

Управлението на уличното осветление може да се реализира централизирано, локално или за единични осветители. Централизираното управление контролира осветлението в целия град или части от него чрез радиомрежа или мрежово телеуправление. Управлението на единичните осветители се осъществява чрез вградени в осветителя превключватели на мощност или чрез вградени времерелета. Експерти в бранша посочват като най-ефективно управлението с централизирана система, която позволява едновременно или последователно включване и изключване на уличното осветление, изключване на част от осветителите в нощните часове при намаляване движението на улиците и ред други предимства. Този тип системи изискват наличие на канал за връзка между централния предавател и приемниците, разположени до комутационните апарати за включване и изключване на осветлението и до електромерите за отчитане на изразходваната от осветителните тела електроенергия.

Възможности за комуникация между модулите
Връзката между централния предавател и приемниците може да се осъществи по проводников канал за връзка, реализиран с телефонен кабел, оптически, силов кабел от електрическата мрежа (мрежово телеуправление) или радиоканал на ултракъси вълни. Поради финансови съображения най-предпочитани са последните два варианта. Системата за мрежово телеуправление (МТУ) се състои от предавател, изпълнен като трифазен генератор на синусоидално напрежение със звукова честота, който се монтира в разпределителната подстанция. Подобен предавател се монтира във всяка разпределителна подстанция, осигуряваща захранване на уличното осветление. Стартирането и спирането му се осъществяват от блок за управление по зададена програма или по команда от централната станция, която се намира в районния диспечерски пункт на електроразпределителното предприятие. Излъчените от предавателите сигнали в шини средно напрежение се разпространяват по трифазната електрическа мрежа, трансформират се в трафопостовете и попадат в мрежи ниско напрежение, където са съединени приемниците. Те, от своя страна, приемат сигналите и изпълняват зададените команди. В системите за МТУ каналът за връзка е организиран по силовите проводници на кабелните линии. Командните сигнали се излъчват едновременно в трите фази и представляват поредица от импулси и паузи. Всяка команда съдържа различен брой импулси и паузи, разположени последователно в зависимост от използваната кодова информация. Приемниците се настройват да приемат една или няколко кодови комбинации в зависимост от възможностите им и функциите, които изпълняват. Системата за МТУ е с еднопосочно действие, т. е. сигнали за изпълнение на командите от страна на приемниците не се изпращат до централната станция.
Сред недостатъците на този тип системи за управление на уличното осветление специалистите посочват вероятността отдалечените от трафопостовете приемници да не сработят поради ниското ниво на управляващите импулси, особено при голямо натоварване на трансформаторите. Също така е наложително всички системи за МТУ в едно населено място да работят на една и съща честота, тъй като електрическите мрежи могат да се захранват от различни подстанции. Необходимо е и да се обособи отделно помещение в разпределителната подстанция за разполагане на предавателя, свързващите елементи и блока за управление.
По-широко разпространеният тип системи за контрол на уличното осветление - радиоуправляемите, използват радиално радиоразпръскване на кодирани сигнали, приемани от радиоприемници, разположени в касетите за включване и изключване на уличното осветление или до електромерите за превключване на тарифите. Приемниците могат да се обединяват на групи за разделно управление на осветлението в различни райони и квартали. Групирането се извършва по критерии на потребителя - по квартали, улици, площади и др., според категорията им (главни пътни артерии, централни площади и др.). Алгоритъмът за управление се настройва поотделно за всяка една от групите.

Елементи на системите с радиоуправление
Системите се състоят от централна компютърна станция и приемни устройства, монтирани в трафопостовете. Централната станция е съставена от персонален компютър с резервирано захранване от непрекъсваем източник (UPS), радиомодем, УКВ радиостанция с антена, захранващ блок за радиостанцията и съответен софтуер. Станцията автоматично управлява приемните устройства по зададена програма, съобразно продължителността на тъмната и светла част от денонощието през различните сезони. Излъчването на командите се извършва неколкократно през кратък интервал, за да се гарантира приемането им от приемните устройства. Системата има възможност за автоматично превключване на тарифите на електромерите, отчитащи изразходваната електрическа енергия от осветителните тела, както и за автоматично водене на дневник в паметта на компютъра за всички извършени включвания и изключвания. Приемните устройства включват УКВ радиоприемник с антена и микропроцесорен декодер с релейни изходи за включване на осветителните тела от първи кръг, за включване на осветителните тела от втори кръг (полунощен режим на местата, където е предвиден) и за превключване на тарифите на електромерите. Програмирането на приемните устройства се извършва с помощта на персоналния компютър на централния пункт. За тази цел е предвиден свързващ кабел към приемното устройство и съответния режим за програмиране на софтуера. Освен програмиране, в този режим могат да се проверяват записаните параметри на приемните устройства, както и да се извършва проверка на функционалността им.

Видове режими на работа
Организацията на системата за управление на уличните осветители може да е подчинена на два различни режима на работа - управление по време и по степен на осветеност.
Управлението по време се осъществява с релета, с които се осигурява децентрализирано включване и изключване на уличните осветителни уредби от касетите по места. Недостатък на този вид технология е необходимостта от настройване на часовниците и липсата на възможност да се отчитат конкретните атмосферни условия.
Сравнително нов подход за реализиране на икономия на електроенергия и повишаване на ефективността е редуцирането на мощността на осветителните тела в малките часове на нощта по зададен график. В часовете с намалена интензивност на движението се поддържа по-ниска яркост на пътното платно чрез редуциране на светлинния поток на лампите на 50 или 30%. Също така се намаляват загубите на мощност в електромагнитния баласт на лампите, следствие недопускане на работа с напрежение над номиналното в часовете с минимално натоварване на енергийната система. Освен това се удължава животът на светлинните източници поради ограничаване на мощността на разрядния стълб при захранващо напрежение над номиналното. По този начин не се допуска преразход на електроенергия и ускорено износване на лампите поради по-високо напрежение върху разрядния стълб.
При управлението по степен на осветеност се използват фоторелета. По този начин се отчита конкретното състояние на атмосферата и се осигурява по-точно включване и изключване на осветителните уредби. Оптимални резултати се постигат при точност на сработване ±3 lx., което води до приблизително ±5 минути изместване спрямо действително необходимата стойност на включване. Тук възможен проблем е температурната стабилност на фотосензорите и замърсяването на активната им повърхност.
Приложима е и комбинацията от управление по осветеност и по време, при която се използват фоторелета и програмируеми часовници. Също така е възможно уличното осветление да се управлява от диспечерски пункт - от районните подстанции, ръчно от дежурния персонал или автоматично.