Светодиодные светильники уже не новость для современного потребителя светотехники. Светодиодные светильники применяются во многих системах освещения, включая наружное и внутренне освещение. Новое направление светодиодной технологии – светодиодные лампы, способные полностью заменить привычные нам лампы накаливания и энергосберегающие лампы. 

Светодиодная технология стремительно прогрессирует и находит все большее применение в различных областях освещения, будь то внутреннее или наружное освещение.

Очевидные преимущества светодиодных светильников определяют их распространение в архитектурной подсветке зданий, ландшафтном освещении, декоративном освещении интерьеров общественных зданий, а их высокая стоимость не позволяет пока получить широкое применение для акцентного и общего освещения магазинов, общего освещения зданий, уличного освещения.

Тенденция к снижению стоимости светодиодных светильников делает их применение в системах общего освещения зданий или уличного освещения более оправданным. Например, замена 100 ламп накаливания на светодиодные лампы в торговом центре дает ежегодную экономию в десятки тысяч евро. Причем, экономия электроэнергии достигается не только за счет существенно более низкого энергопотребления самих ламп, но и за счет снижения тепловой нагрузки на помещение, а это в свою очередь приводит к экономии электроэнергии на кондиционирование и охлаждение помещения.

Применение светодиодных светильников с экономической точки зрения оправдано и в освещении улиц городов и автодорог. Светодиодные светильники способны по характеристикам светового потока заменить уличные светильники с металлогалогенными лампами и лампами ДРЛ. Помимо экономии на энергопотреблении существенная экономия достигается за счет уменьшения количества необходимых замен ламп в светильниках. Данные замены стоят не дешево, т.к. связаны с высотными работами. Светодиодные светильники и светодиодные лампы не требуют замены в течение 50000 часов, а это почти 6 лет непрерывной работы.

Именно непрерывность работы осветительной установки, светильника или системы освещения в целом дает наибольший экономический эффект и ускоряет окупаемость вложений в светодиодные светильники и лампы. Чем больше часов в сутки работают светодиодные светильники и лампы, тем больше выгода от их применения.

1 Общие данные

1. Краткое описание объекта

Находка-Восточная – крупнейшая припортовая железнодорожная станция Дальневосточной железной дороги на линии Угловая – Мыс Астафьева-Находка-Восточная Дальневосточной железной дороги. Расположена в пределах города Находки (микрорайон Врангель), вблизи Восточного порта.

Осуществляет приём, расформирование, формирование и отправление грузовых поездов по обслуживанию Восточного порта и других портов расположенных в бухте Врангеля . Основные транзитные грузы: уголь, руда, контейнеры. Имеет 9 приёмо-отправочных (включая Третий районный парк) и 9 сортировочных путей.

Железнодорожная станция Находка - Восточная прикреплена к Владивостокскому отделению Дальневосточной железной дороги. Код железнодорожной платформы: 98590. Станция расположена в 8 километрах от города Находка, численность населения 159,7 тысяч человек.

Станция начала свою работу в 1930 году. Находка расположена в зоне умеренного климата. Зима холодная и малоснежная, лето теплое и дождливое.

Грузовая станция Находка - Восточная выполняет ряд коммерческих задач: прием и выдачу грузов; отправку грузов в универсальных контейнерах по 3 и 5 тонн; производится также продажа пассажирских билетов на пути местного и пригородного значения, а также прием и выдача багажа. Осуществляется техническое обслуживание, а также формирование составов и дополнение прицепными вагонами.

Основные направления пассажирских поездов проходящих через станцию Находка - Восточная: Владивосток — Тихоокеанская, Находка — Партизанск, Партизанск — Мыс Астафьева, Партизанск — Тихоокеанская.

По данному дипломному проекту освещается третий районный парк станции Находка-Восточная, длиной 1600м, и шириной 51м.

Третий районный парк состоит из 9 путей для приема четных и отправления нечетных грузовых поездов и поездов с разрядными и негабаритными грузами всех степеней.

Общая площадь освещения, приведенная к норме освещенности 5 лк, составляет 81600 м².

1.2 Цель данного дипломного проектирования

Расчет и внедрение светодиодной системы освещения станции Находка- Восточная с целью снижения затрат электрической энергии и эксплуатационных затрат на нужды освещения.

В настоящее время для освещения открытых территорий железнодорожного транспорта использовались осветительные приборы с традиционными источниками света – дуговыми ртутными лампами типа ДРЛ, металлогалогенными лампами типа МГЛ, дуговыми ксеноновыми типа ДКсТ и другими источниками света, которые по сравнению со светодиодными, имею значительно большее энергопотребление при значительно меньшем ресурсе работы, что обуславливает существенные издержки на оплату электроэнергии и эксплуатационные расходы.

Проектируемой светодиодной системой с контактных жестких поперечин освещаются следующие площади:

– от жестких поперечин №221-222 до жестких поперечин №291-292 площадь освещения – 81600 м².

На стации используется контактная сеть 27,5 кВ переменного тока. Вдоль данного участка находится 64 жестких поперечины, на ригелях которых возможно монтировать светодиодные светильники. В целях уменьшения затрат нет необходимости монтировать светодиодные светильники на каждой поперечине. Их можно монтировать на ригелях 33-х контактных жестких поперечин длиной от 13 до 30 метров, жесткие поперечины установлены в линейку, на части станции в два ряда и перекрывают до 6 путей и до 5 междупутий . Расстояние между жесткими поперечинами, предназначенных для установки светодиодных светильников, от 56 до 102 метров, высота расположения жестких поперечин 11 метров.

Схема расположения осветительных жестких поперечин и расстановка светодиодных светильников приведены на чертеже «План распределительной и групповой сети освещения».

Норма освещенности территории в соответствие с ОСТ 32.120-98 «Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта» – не менее 5 люкс. Коэффициент запаса по освещенности - 1,3, неравномерности освещенности – не более 15:1, показатель ослепленности – не более 800.

Светодиодная система освещения на жестких поперечинах предназначена для освещения междупутий и путей парков станций с осветительных жестких поперечин, снижения энергопотребления и эксплуатационных затрат на освещение, обеспечения автоматизированного управления наружными осветительными приборами и повышения надежности работы и долговечности системы освещения. Система интеллектуального управления освещением станции обеспечивает автоматическое и ручное управление включением наружного освещения, передачу и отображение сервере-АРМ (автоматизированное рабочее место) параметров системы управления и текущий статус каждого элемента системы, а так же параметров питающей электросети.

Светодиодная система освещения на жестких поперечинах внедрена на более 50 станций, среди которых:

- Северо-Кавказская железная дорога станция Ростов-Главный, станция Успенская, станция Краснодар–Сортировочный Московская железная дорога- станция Москва-Павелецкая, станция Москва-Киевская.

Разработка проекта приведена в соответствие со следующими нормативными документами:

• ГОСТ Р МЭК 335-1-94 Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов (Общие требования и методы испытаний);

• ГОСТ Р 51318.14.1-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств. Нормы и методы испытаний;

• ГОСТ Р 51318.14.2-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоустойчивость бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств. Требования и методы испытаний;

• ГОСТ Р 51317.3.2-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний;

• ГОСТ Р 51317.3.2-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Колебания напряжения и фликер, вызываемые техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе), подключаемыми к низковольтным системам электроснабжения. Нормы и методы испытаний;

• ОСТ 32.120-98 Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта;

• Ц-191 Инструкция по заземлению устройств энергоснабжения на электрифицированных железных дорогах (В ред. Указания МПС от 04.07.2000 N М-1954у);

• ЦЭ-868 Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог;

• ПУЭ Правила устройства электроустановок. Седьмое издание, 2006 г.;

• ТУ 3461-027-727825511-09. Светильники светодиодные. Технические условия.

2 Основные технические характеристики

2.1 Отличительные особенности системы светодиодного освещения на жестких поперечинах

• использование принципиально нового источника света с самым высоким КПД преобразования электрической энергии в световую;

• мгновенное зажигание при подаче питания;

• отсутствуют пульсации света, стробоскопический эффект и проблемы зажигания при низких температурах;

• цветовая температура очень близка к естественному белому свету;

• мощные осветительные светодиоды используемых светильников работают в «щадящем» токовом режиме (0,36А при допустимом токе 1А), что обеспечивает увеличенный срок службы светильников;

• гарантийный срок эксплуатации - 5 лет.

2.2 Конструктивные особенности используемых светодиодных светильников

• корпус светильников изготовлен из устойчивого к коррозии алюминиевого;

• сплава со специальным покрытием;

• защитный прозрачный экран выполнен из закаленного оптического стекла или светосталибизированного поликарбоната;

• конструкция кронштейна обеспечивает регулировку угла наклона светильника с надежной фиксацией и позволяет максимально использовать световой поток системы при различных расстояниях между жесткими поперечинами (габаритные и установочные размеры светильника изображены на рисунке 2.1).

Рисунок 2.1 – габаритные и установочные размеры светильника

2.3 Преимущества светодиодной системы

• срок службы – не менее 50000 часов, что эквивалентно 10 годам работы в режиме реального уличного освещения. Это обусловлено нетепловой природой излучения света (например, галогеновую лампу за этот срок придется заменить примерно 100 раз, а металлогалогеновую – 20 раз;

• высокая экономичность энергопотребления, снижение энергопотребления до 3-х раз, в сравнении со светильниками на основе традиционных ламп;

• экологическая безопасность и отсутствие необходимости специальной утилизации, т.к. не содержит ртути, ее производных и других ядовитых или вредных составляющих;

• высокая механическая прочность, виброустойчивость и надежность вследствие отсутствия стеклянной колбы и нити накала (или горелки);

• контрастность света светодиодов многократно превышает контрастность газоразрядных ламп, тем самым обеспечивает значительно лучшую четкость освещаемых объектов и цветопередачу при меньшей видимой яркости;

• коэффициент использования светового потока светодиодных прожекторов и светильников выше 55%, тогда как у светильников и прожекторов на основе традиционных источников света он редко превышает 30%;

• мощные светодиоды представляют собой точечные источники света с встроенной корректирующей оптикой, что обеспечивает эффективное формирование заданных КСС и правильное распределение светового потока;

• отсутствие вредного эффекта низкочастотных пульсаций (стробоскопического эффекта), свойственного люминесцентным и газоразрядным источникам света;

• светильник не нуждается в техническом обслуживании на протяжении всего срока службы;

• полное отсутствие опасности перегрузки электросетей в момент включения, потребляемый и пусковой ток светодиодного светильника равен 0,3÷0,7А, а у светильника с газоразрядной лампой - 4,5А;

• экономия денежных средств при подключении точки электропотребления,

• при оформлении санкционированного подключения точки электропотребления взимается плата за количество киловатт;

• мгновенное зажигание при подаче питающего напряжения и независимость работоспособности от низких температур окружающего воздуха, широко используемые в настоящее время для уличного освещения светильники с лампами ДРЛ и ДНаТ неудовлетворительно запускаются при низких температурах;

• при монтаже светодиодных светильников требуется электрический кабель меньшего сечения;

2.4 Параметры и характеристики светодиодной системы освещения