Ways to reduce losses in distribution

networks LLC "RES"

A.Yu. Lejman, A.Yu. Rusin, D. Sidney

 

Abstract. The article analyzes the measures to reduce electricity losses in distribution networks. Organizational and technical measures, as well as measures to improve electricity metering systems, are considered. The structure of electricity losses in Ltd "RES". The main factors of growth of technical and commercial losses are identified. Measures are proposed to reduce losses in distribution networks Ltd "RES".

Keywords: reduction of electric power losses, energy saving, technical electric power losses, commercial electric power losses, electric power metering system.

 

Об авторах:

ЛЕЙМАН Артур Юрьевич – магистрант кафедры электроснабжения и электротехники ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет». E-mail: [email protected]

РУСИН Александр Юрьевич – кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения и электротехники ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет». E-mail: [email protected]. SPIN-код 8509-1230.

ДЕРИ Сидней – магистр кафедры электроснабжения и электротехники ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет». E-mail: [email protected]

LEJMAN Artur Yur'evich – master student of the Department of Power Supply and Electrical Engineering of Tver State Technical University.                                 E-mail: [email protected] 

RUSIN Aleksandr Yur'evich – сandidate of Engineering Sciences, associate Professor of the Department of Power Supply and Electrical Engineering of Tver State Technical University. E-mail: [email protected]

DERI Sidney – master’s student of the Department of Power Supply and Electrical Engineering of Tver State Technical University. E-mail: [email protected]

 

УДК 44.31.03:53.07.00

 

Решение проблемы уличного освещения

С помощью современных технологий

 

Д.В. Чернышов, Ю. Абдуллахи

 

Аннотация. В статье выполнен анализ использования свето-диодных источников света в уличном освещении. Применение светодиодов ведет к значительному снижению расхода электроэнергии на освещение и делает рациональным использование солнечной и ветровой энергии как источника питания данных систем. Это позволяет сделать их использование автономным, что особенно актуально при создании сети освещения загородных трасс.

Ключевые слова: светодиодные источники света, светодиодное уличное освещение, солнечные панели.

 

В последнее время все больше приходится задумываться об экономии энергоносителей. Цены на свет и газ постоянно растут, поэтому необходимо более эффективно использовать традиционные виды энергии или природные источники энергии. Одним из самых перспективных для применения природных видов энергии является энергия солнца. Совместно со светодиодными источниками энергия света способна решить проблему освещения дорог как в городе, так и за его пределами [1].

Светодиодные светильники являются радикально новым типом осве-тительных приборов, представляющих собой переход от лампы как источника света к транзистору (табл. 1). Полупроводниковый светодиод в светодиодных светильниках преобразует энергию электрического тока в световую. Технологией будущего светодиодные светильники называются благодаря экономичному расходу электроэнергии. Из-за высокого КПД и отсутствия инфракрасного излучения любые светодиодные светильники во время работы практически не нагреваются. Существующие ныне свето-диодные светильники состоят из десятков, а иногда из сотен светодиодов. Принципиальным отличием этих светильников от всех остальных является их беспрецедентно большой срок службы (до 100000 ч).

 

Таблица 1.Сравнение ламповых и светодиодных светильников

Светильник	Стандартный ламповый светильник типа ЖКУ с лампой ДРЛ-250	Энергосберегающий светильник типа СД
Потребляемая мощность, не более Вт	350	80
Напряжение питания, B	AC 220/10 %	AC 220В(120-280В)
Ресурс работы в режиме городского освещения	1 год	До 25 лет
КПД	40 %	90 %
Время выхода на рабочий режим освещения	10–15 мин.	1 с
Устойчивость к перепадам напряжения	Слабая	Не чувствителен
Наличие мерцания (стробоскопический эффект)	Есть	Нет
Стабильность работы при низких температурах	Низкая	Высокая
Экологическая безопасность	Нет	Полная

 

Окончание табл. 1

Светильник	Стандартный ламповый светильник (типа ЖКУ) с лампой ДРЛ-250	Энергосберегающий светильник типа СД
Затраты на обслуживание каждого светильника	Ежегодные	Нет
Вес, кг	15	9
Освещенность в центральной точке с высоты 10 м, лк	23	20
Угол раскрытия луча	75 х 140 град	120 град
Исполнение	IP23-IP54	IP 66-67
Рабочие температуры	От –40 до +40	От –60 до +50

 

При изначально высокой цене светодиодного светильника эти светильники имеют очень короткий срок окупаемости, что связано в первую очередь с низким электропотреблением и долгим сроком службы энергосберегающего светодиодного светильника. Светильники светодиодного типа имеют также ряд других преимуществ по сравнению с обычными ламповыми светильниками: устойчивость к перепадам напряжения и температуры; хорошая защита от попадания в светильник грязи или воды; небольшой вес; отсутствие затрат на обслуживание в течение всего срока службы и др. [2].

В настоящее время на рынке представлено много предложений по замене стандартного уличного освещения. Рассмотрим некоторые из них.

Многофункциональный уличный светодиодный светильник SVETECO-96/13248/160/Ш, СВЕТЕКО-96/13248/160/Ш предназначен для освещения автомобильных дорог, городских улиц, парков, а также терри-тории предприятий (рис. 1) и замены уличных светильников ЖКУ-400. Модель SVETECO 96/13248/160/Ш является на данный момент самым оптимальным вариантом для освещения автомагистралей, обладает «правильной» широкой уличной диаграммой (с шагом установки опор освещения 40 м) и равномерно освещает проезжую часть [3].

Конструкция: цельнометаллический алюминиевый профиль с защитным штампованным кожухом из листовой стали. Алюминиевый корпус светильника с высокой площадью теплоотвода позволяет обеспечить комфортный температурный режим работы светодиодов и электронных компонентов, что обеспечивает режим работы в 70000 ч (20 лет).

Система вторичной оптики S-optics позволяет правильно направить световой поток на освещаемую поверхность. В светильниках Sveteco-96 применяется широкая уличная диаграмма. При этом не тратится лишняя энергия на освещение ненужных зон. На автотрассе применение светильников Sveteco-96 со вторичной оптикой позволяет добиться равномерной засветки дорожного полотна: светло под светильником и темно между опорами (табл. 2).

 

Рис. 1. Светодиодный уличный светильник SVETECO-96

 

Таблица 2. Технические характеристики светильника SVETECO-96

Характеристика	Значение
Температура свечения	5000–5500
Потребляемая мощность	160 Вт
Рабочее напряжение, частота	220 ± 22В, 50 ± 2 Гц
Рабочая температура	От –63 до +60 °С
Защита от перенапряжения	До 1000 В
Степень защиты по ГОСТ 14254-80	IP 65
Эксплуатационный ресурс	50000 ч
Габаритные размеры, вес	120 х 519 х 360 мм, 12,5 кг
Корпус	IP 67, алюминиевый
Световой поток	13248 лм
Количество светодиодов	96 шт.
Индивидуальная светоотдача светодиодов	138 лм/Вт
Двойной угол половинной яркости светодиодов	120°
Высота установки	8–11 м
Частота установки	25–32 м
Область освещения в стороны	±15 м

 

Светильник ТЭС 80 предназначен для освещения улиц, дорог, площадей, дворов, складов, производств и территорий. Является заменой традиционных светильников (рис. 2). Потребляемая мощность от сети – 220 В, 0–50 Гц, не более 90 Вт. Незаменим в местах, где требуются экономия электроэнергии и высокая надежность [4].

У светильника отсутствует стробоскопический эффект, сила света не меняется во всем диапазоне питающих напряжений. Время выхода на рабочий режим – 1 с, что позволяет создавать интеллектуальные системы энергосберегающего освещения с использованием датчиков освещенности и движения. Предусмотрен канал дистанционного управления включением или выключением светильника, а также управлением мощности в диапазоне 7–100 % (табл. 3).

Светильник крепится консольно, на стены и столбы, с посадочным диаметром трубы до 55 мм. Для установки светильников вместо традиционных не требуется переоборудования посадочных мест.

 

Рис. 2. Светодиодный уличный светильник ТЭС 80

 

Таблица 3. Технические характеристики светильника ТЭС 80

Характеристика	Значение
Ресурс светодиодного модуля, более	15 лет
Световой поток, не ниже	6000 лм
Угол излучения	120°
Напряжение питания	156–265 В
Частота тока	0–50 Гц
Мощность светодиодного модуля	80 Вт
КПД источника питания, не ниже	89 %
Спектр излучения	Белый
Масса, не более	5,5 кг
Влагозащита, IP не ниже	65
Температура окружающей среды	От –40 до +40 °C
Гарантийный срок эксплуатации	До 5 лет

Уличный светодиодный светильник Уфа AD-60 (рис. 3) при установке на высоте 8–11 м создает зону уличного освещения длиной 15 м в правую и левую сторону от светодиодного светильника и длиной в 6 м вперед и назад (табл. 4). Для равномерного уличного освещения территории рекомендуется устанавливать светодиодные светильники на расстоянии 20–25 м друг от друга.

 

Рис. 3. Светодиодный уличный светильник Уфа AD-60-120-SL-II-B

 

Таблица 4. Технические характеристики светильника Уфа AD-60-120-SL-II-B

Характеристика	Значение
Цвет свечения	Белый
Потребляемая мощность	133 Вт
Рабочее напряжение, частота	AC 85–125 В или 180–250 В, 50/60 Гц
Коэффициент мощности	>0,98
Эффективная мощность	90 %
КПД светильника	>85 %
Степень защиты по ГОСТ 14254-80	IP 65
Эксплуатационный ресурс	50000 ч
Габаритные размеры, вес	773 х 385 х 138 мм, 10 кг
Цвет корпуса	Светло-серый
Материал корпуса	Литой алюминий с покрытием и четырехмиллиметровое усиленное безопасное стекло
Количество светодиодов	60 шт.
Индивидуальная светоотдача светодиодов	65 лм/Вт
Двойной угол половинной яркости светодиодов	120°
Высота установки	8–11 м
Частота установки	25–32 м
Область освещения в стороны	±15 м

 

Рассматриваемый светодиодный консольный уличный светильник монтируется на опоры, кронштейны, мачты или другие металлоконструкции необходимой высоты, применяемые для создания системы уличного освещения. Светодиодные светильники серии «Уфа» идеальны для уличного освещения пешеходных зон: дворов, тротуаров, аллей, бульваров и парков. Эти светильники создают качественное искусственное уличное освещение территорий для комфортного и безопасного перемещения и ориентирования в темное время суток и сумерки. Энергосбережение, которое обеспечивают светодиодные светильники Уфа AD-60, объясняется значительно меньшей потребляемой мощностью по сравнению с заменяемыми аналогами. Уличные светодиодные консольные светильники «Уфа» характеризуются стабильной работой в широком диапазоне рабочих температур при любых погодных условиях [6].

Корпус уличного светодиодного светильника изготовлен из литого алюминия с покрытием светло-серого цвета и усиленного безопасного стекла, что делает его износостойким и антивандальным. На корпусе предусмотрен мощный радиатор для отвода тепла. Отвод тепла – одна из ключевых задач для всех светодиодных светильников. Нагрев светодиодов в светодиодном светильнике приводит к их преждевременному старению и сгоранию. Корпус светодиодных светильников «Уфа» решает эту задачу и позволяет без проблем использовать его для уличного освещения в течение всего срока службы.

Замена существующего традиционного уличного освещения в России на рассмотренные светодиодные светильники позволит снизить нагрузку питающих подстанций, перераспределить выделившуюся мощность в сторону жилого сектора в городах, либо увеличить зону освещения загородных дорог. Необходимо отметить, что суровые климатические условия в северных районах России положительно влияют на срок службы светодиодов [5].

Особый интерес представляет возможность диммирования совре-менных светодиодных уличных светильников, что позволяет переводить светильники в режим экономии энергии: 30–50 % от номинала. Совмещение подобного диммирования с датчиками освещения и движения позволяет увеличить зоны экономической целесообразности применения автономных светодиодных светильников уличного освещения с питанием от природных источников энергии – солнечных батарей или солнечно- ветряных источников. Применение автономных систем наподобие Solar 270, где светодиодный светильник совмещен с солнечным модулем NP135GK 135 Вт, в районах Земли с высокой солнечной активностью позволяет обойтись без питающей электрической сети при создании сети освещения загородных трасс.

Библиографический список

 

1. Иванченко, В.Т. Определение освещенности помещений естественным светом / В.Т. Иванченко. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2012. 102 c.

2. Пат. 36487 Российская Федерация. Лампа с питанием от солнечной энергии / В.С. Галущак с приоритетом от 05.06.2013.

3. Никельберг, В.Д. Монтаж освещения промышленных и жилых зданий / В.Д. Никельберг, В.Н. Кожухаров. М.: Энергоатомиздат, 2008. 224 c.

4. Вейнерт, Д. Светодиодное освещение: справочник / Д. Вейнерт, Ч. Сполдинг. Philips, 2010. 156 с.

5. Справочная книга по светотехнике / под общ. ред. Ю.Б. Айзен-берга. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Знак, 2007. 435 с.

6. Пат. 2283985 Российская Федерация, МПК Б 218 9 / 02. Уличный светильник с питанием от солнечной и ветровой энергии / Галущак В.С. № 2004110896; заявл. 16.10.2008; опубл. 20.09.2006, Бюл. № 26.