CN102036446A - 智能单相自动节能路灯控制器 - Google Patents

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张军礼
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

本发明公开了一种智能单相自动节能路灯控制器，其目的是提供一种能够自动控制路灯开关灯时间、并能随着夜晚照明的需要对路灯实行逐步降压供电、且在不影响夜晚正常照明的前提下，逐步减少点亮路灯数量的智能节电路灯控制器。本发明据大于路灯维持照明最低电压的要求和夜晚路灯照明的实际需要，设置多个分别由零线交流接触器定时控制的单相自耦补偿变压器串联绕组和可以相继定时切断多路路灯供电的多路路灯交流接触器，通过PLC和时控器对其进行调节控制，从而实现了定时自动开关路灯和单相自耦补偿变压器对路灯实行逐步降压供电以及逐步减少点亮路灯数量的节电目的，其可节约电能20%-60%，节电效果明显。

Description

智能单相自动节能路灯控制器
技术领域
本发明涉及节能灯控制器领域，具体为一种智能单相自动节能路灯控制器。
背景技术
随着城市道路照明和景观照明的发展，电力能耗问题越来越受到各级政府的重视。许多城市面临电力不足的局面，常对路灯照明采用隔盏关灯或半夜灯的控制方式，虽然达到一定的节能效果，但造成道路照明不均匀，照明失去均衡性，缺乏安全保障，容易造成交通事故和诱发犯罪的发生。还有一部分城市采用省电机、无功补偿器、电子镇流器等方法进行节能，虽然也可达到一定的节能效果，但不能稳定照明灯具上的电压，同时产生谐波干扰，降低了灯具的使用寿命，增加了维护成本。在控制方法上主要是在路灯配电箱中安装定时器，使路灯按照预定的时间自行开、关灯。而一些景观灯则通常使用人工手动控制的方法进行开、关灯，由于缺乏灵活的控制手段，因而难以充分发挥应有的效能。这些方法既不能及时调整开、关灯的时间，更无法及时反映照明设施的运行情况，并且故障率高、维修困难。而且随着城市的不断发展，控制范围越来越大，现行的控制方法无法及时反映照明设施的运行情况，使得维修工作十分被动。运行过程中的故障问题只有等待巡视人员到达现场才能发现，或者被动地等待市民的电话反映，因此难以做到及时维修。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能单相自动节能路灯控制器，以针对现有技术的不足，实现自动控制路灯电压、并能随着夜晚照明的需要对路灯实行逐步降压供电、且在不影响夜晚正常照明的前提下，逐步对节能灯进行恒电压控制。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
智能单相自动节能路灯控制器，包括单相电源线、电源零线、PLC、单相自耦补偿变压器，其特征在于：所述PLC的输出端和电源零线之间接有多个控制交流接触器的线圈、总交流接触器的线圈、多路路灯交流接触器的线圈，所述零线交流接触器带有多个常开触点，所述单相电源线与零线之间接有电压控制模块，单相电源线通过电源开关与所述总交流接触器的输入接点连接，总交流接触器的输出接点与所述单相自耦补偿变压器的一次绕组抽头引线连接，所述单相自耦补偿变压器的二次绕组抽头引线与多路路灯交流接触器的输入接点一一连接，多路路灯交流接触器的输出接点接节能路灯，所述电压控制模块与多路灯交流接触器的输入接点一一电连接，所述单相自耦补偿变压器的串联绕组抽头引线与电源零线之间接有各个零线交流接触器的常开触点，所述PLC的输入端接有各个零线交流接触器线圈电源的自动按钮开关，PLC还接入有时控器，所述时控器的电源端接单相电源线。
所述的智能单相自动节能路灯控制器，其特征在于：所述PLC的输出端和电源零线之间接有旁路交流接触器的线圈，总交流接触器的输出接点和多路路灯交流接触器的输入接点之间接有旁路交流接触器的常开触点，所述PLC的输入端接有旁路交流接触器的控制开关。
所述的智能单相自动节能路灯控制器，其特征在于：所述单相电源线和电源零线之间接有防雷器。
本发明中，电源开关的输出端与总交流接触器的输入接点连接，其输出接点与单相自耦补偿变压器的一次绕组抽头引线连接，单相自耦补偿变压器的二次绕组抽头引线与多路路灯交流接触器的输入接点连接；单相自耦补偿变压器的各串联绕组抽头引线与零线之间，依次对应串联各零线交流接触器的常开触点；总交流接触器、各路路灯交流接触器和各零线交流接触器的线圈分别串联在PLC的输出端与零线之间；PLC的输入端依次外接控制各零线交流接触器线圈电源的自动按钮开关；PLC的电源由时控器控制，电压控制模块自动检测电网电压，并把电压模拟信号转交PLC，由PLC处理后控制电压输出，时控器的电源由单相电源线提供。
本发明由于采用容量大、损耗小、尺寸小、效率高且造价低的单相自耦补偿变压器作为中性点调压变压器，并根据大于路灯维持照明最低电压的要求和夜晚路灯照明的实际需要，设置多个分别由零线交流接触器定时控制的单相自耦补偿变压器串联绕组和可以相继定时切断多路路灯供电的多路路灯交流接触器，通过PLC和时控器对其进行调节控制，从而实现了定时自动开关路灯和单相自耦补偿变压器对路灯实行逐步实现恒压供电以及自动补偿无功功率，达到节电目的。试验证明：与现有的控制技术相比，其可节约电能20%-60%，节电效果明显；且其对路灯实行定时恒压供电和自动补偿无功功率，不仅对电网不会产生任何谐波干扰等负面影响，而且还可适当减轻线路上的变压器负荷,总体上对夜晚的照明效果没有明显的变化和影响；同时，由于对路灯实行恒压供电和自动补偿无功功率，故在节省灯具功耗的同时，还可以极大地延长灯具的使用寿命，使灯具的使用寿命延长3-4倍，相对地也减少了对灯具的维修量，降低了路灯运行的成本。另外，本智能节电路灯控制器结构合理、科学、先进，易于操作、维修、管理，既可独自运行，也可实现远程遥控，是目前路灯智能节电的理想控制装置。
附图说明
图1为本发明电路原理图。
具体实施方式
如图1所示。智能单相自动节能路灯控制器，包括单相电源线R、电源零线N、PLC、单相自耦补偿变压器BT， PLC的输出端和电源零线N之间接有五个零线交流接触器的线圈KM1~KM5、总交流接触器的线圈KM总、三路路灯交流接触器的线圈KML1~ KML3，每个零线交流接触器带有三对常开触点，单相电源线R与零线之间接有电压控制模块U，单相电源线R通过电源开关FQ与总交流接触器的输入接点A连接，总交流接触器的输出接点B与单相自耦补偿变压器BT的一次绕组抽头引线连接，单相自耦补偿变压器BT的二次绕组抽头引线与三路路灯交流接触器的输入接点CL1~CL3一一连接，三路路灯交流接触器的输出接点DL1~DL3接节能灯L1~L3，电压控制模块U与三路灯交流接触器的输入接点CL1~CL3一一电连接，单相自耦补偿变压器BT的串联绕组抽头引线与电源零线N接有各个零线交流接触器的常开触点KM1-1~KM1-5，PLC的输入端接有各个零线交流接触器线圈KM1~KM5电源的自动按钮开关K1~K5，PLC还接入有时控器SB，时控器SB的电源端接单相电源线R。
PLC的输出端和电源零线N之间接有旁路交流接触器的线圈KM旁，总交流接触器的输出接点B和三路路灯交流接触器的输入接点CL1~CL3之间接有旁路交流接触器的常开触点KM旁-1，PLC的输入端接有旁路交流接触器的控制开关K旁。单相电源线R和电源零线N之间接有防雷器FLQ。
电源开关FQ采用空气开关，电压控制模块U采集实时市电电压，然后转换模拟量输出给PLC。供市电输入的单相电源线R通过电源开关FQ与总交流接触器的输入接点A连接，总交流接触器的输出接点B与单相自耦补偿变压器BT的一次绕组抽头引线连接，单相自耦补偿变压器的二次绕组抽头引线分别与三路路灯交流接触器的输入接点CL1~CL3连接。三路路灯交流接触器的输出接点DL1~DL3分别与每盏路灯中的三个气体放电灯连 接。单相自耦补偿变压器中的每相绕组均设有五个串联绕组，每个串联绕组的抽头引线与零线N之间，依次串联五个零线交流接触器的各自一个常开触点。即第一到第五零线交流接触器的常开触点中，一个接点与串联绕组的抽头引线连接，另一个接点与零线连接。每个零线交流接触器均设有三对常开触点，单相自耦补偿变压器单相绕组中同一个串联绕组的抽头引线与零线之间的连接均由同一个零线交流接触器控制。总交流接触器、三路路灯交流接触器和第一到第五零线交流接触器的线圈分别串联在PLC的输出端与零线之间。PLC为三菱FX-2N-32MR，其输入端依次外接控制第一到第五零线交流接触器线圈电源的自动按钮开关K1~K5。PLC可以根据大于路灯维持照明最低电压的要求和夜晚路灯照明的实际需要，设置第一到第五零线交流接触器线圈依次交替接通/切断的时间和三路路灯交流接触器线圈相继切断的时间，以实现变压器逐步降压供电和逐步减少点亮路灯数量的节电目的。PLC的电源由时控器SB控制，时控器SB由电源开关输出端中的一相提供。
为了保证路灯按时照明的需要，在总交流接触器的输出接点与路灯交流接触器的输入接点之间串联有单相旁路交流接触器的常开触点KM旁-1。单相旁路交流接触器的线圈KM旁串联在PLC的输出端与零线之间，PLC的输入端外接有控制单相旁路交流接触器线圈KM旁电源的手动按钮开关K旁。一旦单相自耦补偿变压器发生故障，只要闭合手动按钮开关K旁，接通单相旁路交流接触器线圈KM旁的电源，其常开触点KM旁-1就会闭合，直接将路灯与市电连接 ，以确保路灯照明不间断。
其工作过程：闭合电源开关FQ，电压控制模块U采集实时市电电压，然后转换模拟量输出给PLC。设置时控器SB通电时间，时控器SB自动接通PLC的工作电源，总交流接触器、第一零线交流接触器和三路路灯交流接触器线圈分别通电，其常开触点均闭合。单相电源分别接入单相自耦补偿变压器BT的一次绕组抽头引线（此时手动按钮开关处于断开状态，单相旁路交流接触器的线圈KM旁不通电，故其触点也处于断开状态）。经过单相自耦补偿变压器BT变压后，分别从其二次绕组抽头引线输出，通过三路路灯交流接触器的输出接点DL1~DL3与三路路灯连接，三路路灯均被点亮。
电压控制模块，自动检测市电电压，当市电压高于电压控制模块设定值时，电压模块模拟量输出PLC，由PLC处理后，发出调压指令输出给控制路灯交流接触器线圈，然后调整适合路灯控制电压。

Claims (3)

1.智能单相自动节能路灯控制器，包括单相电源线、电源零线、PLC、单相自耦补偿变压器，其特征在于：所述PLC的输出端和电源零线之间接有多个控制交流接触器的线圈、总交流接触器的线圈、多路路灯交流接触器的线圈，所述零线交流接触器带有多个常开触点，所述单相电源线与零线之间接有电压控制模块，单相电源线通过电源开关与所述总交流接触器的输入接点连接，总交流接触器的输出接点与所述单相自耦补偿变压器的一次绕组抽头引线连接，所述单相自耦补偿变压器的二次绕组抽头引线与多路路灯交流接触器的输入接点一一连接，多路路灯交流接触器的输出接点接节能灯，所述电压控制模块与多路灯交流接触器的输入接点一一电连接，所述单相自耦补偿变压器的串联绕组抽头引线与电源零线之间接有各个零线交流接触器的常开触点，所述PLC的输入端接有各个零线交流接触器线圈电源的自动按钮开关，PLC还接入有时控器，所述时控器的电源端接单相电源线。
2.根据权利要求1所述的智能单相自动节能路灯控制器，其特征在于：所述PLC的输出端和电源零线之间接有旁路交流接触器的线圈，总交流接触器的输出接点和多路路灯交流接触器的输入接点之间接有旁路交流接触器的常开触点，所述PLC的输入端接有旁路交流接触器的控制开关。
3.根据权利要求1所述的智能单相自动节能路灯控制器，其特征在于：所述单相电源线和电源零线之间接有防雷器。
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