Развитие систем интеллектуального освещения на станции Комсомольск-на-Амуре

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы и нормативное регулирование интеллектуального освещения транспортных узлов

1.1. Эволюция систем наружного освещения на объектах железнодорожного транспорта

1.2. Нормативно-правовые требования (ПУЭ, ГОСТ) к электроустановкам 0,4 кВ на открытых пространствах станций

1.3. Принципы построения автоматизированных систем управления освещением (АСУО) и протоколы передачи данных

Глава 2. Проектирование и техническая реализация системы светодиодного освещения

2.1. Опыт внедрения астрономического реле на станциях ОАО «РЖД»

2.2. Светотехнический расчет, выбор оборудования и минимизация потерь мощности

2.3. Разработка схемы интеллектуального управления с обоснованием эффективности

Глава 3. Безопасность, эксплуатация и технико-экономическая эффективность

3.1. Опасные и вредные факторы при эксплуатации наружного освещения (шаговое напряжение, поражение током)

3.2. Гигиенические требования к освещению открытых пространств железнодорожных станций

3.3. Расчет капитальных вложений и экономии электроэнергии

3.4. Оценка экономической эффективности внедрения астрономического осветительного реле

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Развитие систем интеллектуального освещения на станции Комсомольск-на-Амуре

Специальность: 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям)

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена стратегическим курсом ОАО «РЖД» на модернизацию инфраструктуры железнодорожного транспорта и внедрение энергоэффективных технологий в системах электроснабжения железнодорожных станций. Станция Комсомольск-на-Амуре является крупным транспортным узлом Дальневосточного региона, обеспечивающим грузовые и пассажирские перевозки в условиях экстремального климата с температурным диапазоном от минус 45 до плюс 35 градусов Цельсия. Существующая система наружного освещения станции базируется на устаревших натриевых лампах высокого давления (ДНаТ) мощностью 250 Вт с ручным управлением включением и отключением, что приводит к повышенным эксплуатационным расходам и не соответствует современным требованиям автоматизации технологических процессов. Переход на светодиодные светильники с автоматизированными системами управления освещением (АСУО) на базе астрономического реле позволяет снизить расход электроэнергии на 60-70%, сократить трудозатраты обслуживающего персонала и повысить надежность электроснабжения потребителей III категории.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется значительным количеством исследований в области применения светодиодных технологий и систем интеллектуального управления освещением на объектах транспортной инфраструктуры. Научные работы НИУ «МЭИ», МИИТ, ПГУПС содержат методические основы расчета систем наружного освещения, выбора осветительного оборудования и оценки энергетической эффективности светодиодных установок. Нормативная база ОАО «РЖД» включает корпоративные стандарты по проектированию электроустановок железнодорожных станций, технические требования к осветительным приборам и регламенты технического обслуживания систем наружного освещения. Вместе с тем недостаточно разработаны вопросы адаптации систем интеллектуального управления освещением к специфическим условиям эксплуатации в суровом климате Дальнего Востока, требующим учета факторов обледенения оборудования, низких температур и повышенной влажности.

В условиях реализации программы цифровизации железнодорожного транспорта внедрение автоматизированных систем управления освещением на базе астрономического реле и диммирования светодиодных светильников обеспечивает интеграцию осветительных установок в единую информационную среду станции с возможностью дистанционного мониторинга параметров работы и оперативного управления режимами освещения. Применение протоколов передачи данных DALI и DMX512 позволяет реализовать гибкие алгоритмы управления яркостью светильников в зависимости от времени суток, присутствия людей и транспортных средств на территории станции, что соответствует концепции «умного города» и требованиям энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года.

Цель выпускной квалификационной работы – разработка технического решения по модернизации системы наружного освещения станции Комсомольск-на-Амуре с внедрением светодиодных светильников и автоматизированной системы управления на базе астрономического реле.

Задачи исследования:

• проанализировать эволюцию систем наружного освещения на объектах железнодорожного транспорта и нормативно-правовые требования к электроустановкам наружного освещения напряжением 0,4 кВ;
• изучить принципы построения автоматизированных систем управления освещением и протоколы передачи данных в системах интеллектуального освещения;
• выполнить светотехнический расчет наружного освещения территории станции с выбором светодиодных светильников и обоснованием схемы их размещения;
• разработать схему интеллектуального управления освещением с применением астрономического реле и обосновать ее эффективность;
• провести анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации системы наружного освещения и разработать мероприятия по обеспечению безопасности;
• рассчитать технико-экономическую эффективность внедрения системы интеллектуального освещения с определением срока окупаемости капитальных вложений.

Объект исследования – система наружного освещения станции Комсомольск-на-Амуре ОАО «РЖД».

Предмет исследования – технические решения по модернизации системы наружного освещения с внедрением светодиодных светильников и автоматизированной системы управления на базе астрономического реле.

Методологическая база исследования включает теоретические основы светотехники, расчетные методы определения электрических нагрузок и токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ, методы технико-экономического анализа инвестиционных проектов. Нормативно-техническую базу составляют Правила устройства электроустановок (ПУЭ, 7-е издание), ГОСТ Р 55706-2013 «Освещение наружное утилитарное», СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электрической энергии», стандарты ОАО «РЖД» по проектированию и эксплуатации электроустановок железнодорожных станций.

Научная новизна работы заключается в адаптации типовых технических решений по внедрению систем интеллектуального освещения к специфическим условиям эксплуатации крупной железнодорожной станции в климатической зоне с низкими температурами и разработке алгоритма управления освещением с учетом технологических процессов станции.

Теоретическая значимость состоит в систематизации нормативных требований к системам наружного освещения железнодорожных станций и обобщении опыта применения автоматизированных систем управления освещением на объектах транспортной инфраструктуры.

Практическая значимость определяется возможностью использования результатов светотехнического расчета, схемы интеллектуального управления освещением и технико-экономического обоснования при реализации проекта модернизации системы освещения станции Комсомольск-на-Амуре, а также применения разработанных решений на

…