CN1874633A - 一种照明省电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明省电装置，包括：箱体；箱体内有供照明灯具电路，所述电路包括三相自耦变压器TB1；旁路开关电路；手动控制电路；自动控制电路；三相自耦变压器TB1的9个抽头接在调整其输出电压的接触器上，其输入端接接触器KM2和交流电源，其输出端接接触器KM3和照明灯具；旁路开关电路和手动控制电路接在接触器KM2的输入端和照明灯具之间；自动控制电路包括：检测模块CT和由CPU与模拟量输入模块组成的可编程控制器PLC，自动控制电路分别接控制三相自耦变压器、旁路开关电路动作的中间继电器。本发明有益效果是：采用末端调节，切换中输出电压无中断，确保灯光无闪断。能实时检测电网电压，根据输入电压大小和照明时段调节电压输出，节电率大于20％。

Description

一种照明省电装置

技术领域

本发明涉及的是供照明用电省电装置，特别涉及的是供路灯照明用一种照明省电装置。

背景技术

目前，在使用各类灯具进行照明时，通常直接将灯具通过控制开关连接在相关电源上。不同时间段用电负载不同，供电电压允许在额定值-10％至+15％内变化。按照照明灯具管理工作的要求，照明灯具的照明，在不同时间段，要求灯光有不同亮度，如从18点至24点至照明灯具的亮度要比24点以后夜深人静时的亮度强。但是，目前照明灯具供电系统均采用固定比例的降压变压器供电，并不是根据实际照明灯具所需要的亮度调整输出电压，由于照明灯具常处于额定供电电压状态，不能实现实时调节，不仅造缩短了灯具的使用寿命，同时也造成电能的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种在满足正常照明前提下，根据不同灯具的工作特性和不同时间段的不同需求对灯具的输出电压进行实时调节，实现提高灯具寿命，节能降耗的照明省电装置。

解决上述技术问题的技术方案是：一种照明省电装置，该装置主要包括：设置有监视仪表、报警器和操作按钮的箱体；箱体内装有由电器部件组成供照明灯具用的电路，该电路的输入端接交流电源，其输出端接照明灯具，所述电路还包括三相自耦变压器；旁路开关电路；手动控制电路；自动控制电路；其中三相自耦变压器的9个抽头分别连接在调整其输出电压的接触器KM4、KM5、KM6上，其输入端依次接接触器KM2和交流电源，其输出端依次接接触器KM3和照明灯具；旁路开关电路和手动控制电路连接在接触器KM2的输入端和照明灯具之间；自动控制电路包括：检测模块CT和由依次双向连接的CPU与模拟量输入模块P1-2、P1-3组成的可编程控制器PLC，检测模块CT的输入端接与交流电源连接的隔离变压器TB2输出端，检测模块CT的输出端分别连接CPU和模拟量输入模块P1-2输入端。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用末端调节，切换中输出电压没有中断，确保灯光无闪断，并且实际切换电流为输出电流与输入电流的差值，分档切换的接触器容量小，设备造价低。

2.可实时检测电网电压，根据输入电压大小和照明时段调节电压输出，节电率大于20％。

3.本发明带有旁路开关，多重电气机械互锁，出现故障时，装置自动转入旁路，或者手动转入简单定时方式，确保正常供电，提高了应用的可用性和可靠性。

4.时间运行表可按365天任意设定，可方便地更改，即可独立运行，又可远程监控。

5.手动切换设计了防止误操作的功能，避免人为误操作。

附图说明

图1是本发明电路连接框图；

图2是本发明三相自耦变压器TB1和旁路开关电路连接图；

图3是本发明手动控制电路连接图；

图4是本发明自动控制电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

本发明提供一种照明省电装置，该装置主要包括：箱体(未图示)，在箱体面板上设置有监视仪表、状态指示灯HB和HR、旋转开关QF2、自动手动切换开关SA3、旁通开关SA2、三档电压选择的手动开关SA1等操作按钮；箱体内有报警器HS；箱体门上设置有防止在非授权情况下开门的触发开关KD1、KD2。

上述箱体内装有由电器部件组成供照明灯具用的电路，该电路的输入端接交流电源U、V、W，其输出端接照明灯具a、b、c、a1、b1、c1。本发明为实现输出电压的实时调节，电路中采用三相自耦变压器TB1，通过改变三相自耦变压器的原边线圈匝数调整输出电压。

本发明电路包括：三相自耦变压器TB1；旁路开关电路20；手动控制电路30；自动控制电路10；其中三相自耦变压器TB1的9个抽头分别连接在调整其输出电压的接触器KM4、KM5、KM6上，其输入端依次接接触器KM2和交流电源U、V、W，其输出端依次接接触器KM3和照明灯具a、b、c、a1、b1、c1；旁路开关电路20和手动控制电路30连接在接触器KM2的输入端和照明灯具a、b、c、a1、b1、c1之间；自动控制电路10包括：检测模块CT和由依次双向连接的CPU与模拟量输入模块P1-2、P1-3组成的可编程控制器PLC，检测模块CT的输入端接与交流电源(U、V、W)连接的隔离变压器TB2输出端，检测模块CT的输出端分别连接CPU和模拟量输入模块P1-2输入端。自动控制电路10分别连接控制三相自耦变压器TB1、旁路开关电路20的中间继电器KA3和KA4、KA5、KA6及KA2。

本发明的主电路是：交流电源U、V、W连接空气开关QF1的上端，空气开关QF1的输出端QF1-1、QF1-2、QF1-3与三相自耦变压器TB1的输入端1、2、3之间接接触器KM2的三个主触点KM2-1、KM2-2、KM2-3，三相自耦变压器TB1的输出端4、5、6与照明灯具a、b、c、a1、b1、c1之间依次连接接触器KM3的三个主触点KM3-1、KM3-2、KM3-3和熔断器FU1～FU6；电压抑制模块YA1分别并联在TB1的抽头线圈与中线N之间。

本发明的旁路开关电路20是接触器KM1，KM1的两端分别连接在接触器KM2的输入端和KM3的输出端。

本发明手动控制电路30是：在交流电源U、V、W的熔断器FUC和FUB之间依次接旋转开关QF2和定时器DT的供电端S1、S2；定时器DT的输出端L1经中间继电器KA2和接触器KM1的控制线圈后连接到交流电源中线N上；在定时器DT的S2端和S1端之间连接相串联的控制开关KA1、接触器KM2和接触器KM3的常闭触点。在中线N与UC的输出端FUC之间串联中间继电器KA1常闭点后并联一条由接触器KM1与接触器KM4、接触器KM5和接触器KM6的常闭触点及中间继电器KA2的常开触点相串联的电路；在中间继电器KA1常闭点串联KM1的常闭点后与中线N间并联如下电路：KM2和KM3串联一个中间继电器KA3和常开触点；接触器KM4串联KM5、KM6的常闭触点和中间继电器KA4的常开触点；接触器KM5串联KM4、KM6的常闭触点和中间继电器KA5的常开触点；接触器KM6串联KM4、KM5的常闭触点和中间继电器KA6的常开触点。

本发明自动控制电路10由隔离变压器TB2供电，隔离变压器TB2输入端接380V交流电源U、V、W，其输出端变为220V接检测模块CT。

本发明自动控制电路10中的PLC型号为西门子S7-200系列，其中CPU的型号为CPU224，模拟量输入模块P1-2、P1-3型号为EM231。

本发明自动控制电路10中的检测模块CT的脚1-脚3接接触器KM3的三相输出电压UA、UB、UC，脚4接电源中线N，脚15接地，脚7、脚9、脚11分别接套在空气开关QF1输出端的电流互感器T1-1、T1-2、T1-3的原边IA、IB、IC，脚8，脚10，脚12分别接电流互感器T1-1、T1-2、T1-3的副边IA0、IB0、IC0，脚14和脚5接隔离变压器TB2的输出端TC11，脚13和脚6分别接隔离变压器TB2的输出端TC15和TC13，脚17至脚19接模拟量输入模块P1-2的A+、B+、C+端，脚16和脚20分别接模拟量输入模块P1-2和P1-3的A-、B-、C-，脚21至脚23接模拟量输入模块P1-3的A+、B+、C+端，脚26、脚27连接到可编程控制器中的CPU的L1AC和N端。

本发明CPU的脚Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4分别连接中间继电器KA2、KA3、KA4、KA5，KA6后再连接到接触器KM1、KM2和KM3、KM4、KM5、KM6的控制线圈，脚Q0.7接到报警器HS。CPU的脚I0.0接紧急停止开关SE，脚I0.1接自动手动切换开关SA3，脚I0.2接旁通开关SA2，脚I0.3、I0.4和脚I0.5分别接控制档位输出切换开关SA1，脚I0.6接高电平时设备处于自动电压检测调整状态，脚I0.7接高电平时设备处于测试运行状态，低电平进入正常工作状态，I1.1、I1.2和I1.3分别接接触器KM4、KM5和KM6的常闭触点，I1.4接感应调压器TB1上端的热敏电阻θ，I1.5接箱体二门的门开关KD1、KD2。

本发明三相自耦变压器TB1的上端设置有热敏电阻θ，该热敏电阻θ与PLC中CPU脚T1.4相连，当温度超过设定值时TB1停止工作，KM2与KM3断开，KM1接通，设备进入旁通状态。

所述箱体的两侧分别设置有门，其上设置有与可编程控制器PLC中CPU脚I1.5连接的触发开关KD1、KD2，在非授权开门情况下，过20秒自动报警器开启。

附图2中YA1是电压抑制模块，分别并联在TB1的抽头线圈与中线之间，抑制切换中的过电压，并可防止输出电压调整中的闪断。

附图4中RS485是串口通讯端口。

下面对本发明的使用过程进行说明：

本发明的工作方式分为四种：

1.正常运行模式：正常运行模式，PLC输入脚I0.0连接的急停开关SE闭合、自动运行开关SA3闭合、空气开关QF1闭合后，当开灯时间到时，接触器KM2、KM3、KM4闭合，装置通过开关型熔断器FU1～FU6给灯具供电。根据事先设定的时间段可编程控制器PLC控制接触器KM4、KM5、KM6分时吸合，按额定电压-5％、-10％、-15％输出，通过检测模块供电电压大小由可编程控制器PLC判断决定接触器KM4、KM5、KM6的实际动作。由于利用可编程控制器PLC带有通用通讯端口RS485，此时可以通过各类有线、无线设备传输装置采集到的电压、电流参数和电器开关的工作状态并控制电器开关的闭合与断开实现远程管理。

2.旁通运行模式：旁通运行模式，当出现接触器KM2、KM3、KM4、KM5、KM6粘连或者输入电流过大温度过高时，经可编程控制器PLC判断，控制接触器KM2、KM3、KM4、KM5、KM6线圈断电，同时闭合KM1接触器，使设备进入旁通运行状态，确保非省电条件下的正常供电。由于可编程控制器PLC仍正常工作，电压、电流参数和电器开关的工作状态可通过通讯端口RS485上传信息。

3.简单供电方式：如果可编程控制器PLC损坏，现场操作人员可以转动BF2开关，通过单独的定时器控制KM1旁通供电，进一步确保正常照明。

4.手动运行供电模式：如果PLC损坏，现场操作人员可以转动自动手动切换开关SA3，进入手动运行模式。当自动手动切换开关SA3转动到手动工作方式条件下，可通过旁通开关SA2、三档电压选择的手动开关SA1就地控制省电装置工作在旁通、降压-5％、降压-10％、降压-15％的工作条件下。由于可编程控制器PLC仍正常工作，电压、电流参数和电器开关的工作状态可通过通讯端口RS485上传信息。

Claims (8)

1.一种照明省电装置，该装置主要包括：设置有监视仪表、报警器和操作按钮的箱体；箱体内装有由电器部件组成供照明灯具用的电路，该电路的输入端接交流电源，其输出端接照明灯具，其特征在于，所述电路还包括三相自耦变压器TB1；旁路开关电路(20)；手动控制电路(30)；自动控制电路(10)；其中三相自耦变压器TB1的9个抽头分别连接在调整其输出电压的接触器KM4、KM5、KM6上，其输入端依次接接触器KM2和交流电源(U、V、W)，其输出端依次接接触器KM3和照明灯具(a、b、c、a1、b1、c1)；旁路开关电路(20)和手动控制电路(30)连接在接触器KM2的输入端和照明灯具(a、b、c、a1、b1、c1)之间；自动控制电路(10)包括：检测模块CT和由依次双向连接的CPU与模拟量输入模块P1-2、P1-3组成的可编程控制器PLC，检测模块CT的输入端接与交流电源(U、V、W)连接的隔离变压器TB2输出端，检测模块CT的输出端分别连接CPU和模拟量输入模块P1-2输入端。

2.根据权利要求1中所述的一种照明省电装置，其特征在于，所述交流电源(U、V、W)连接空气开关QF1的上端，空气开关QF1的输出端(QF1-1、QF1-2、QF1-3)与三相自耦变压器TB1的输入端(1、2、3)之间连接接触器KM2的三个主触点(KM2-1、KM2-2、KM2-3)，三相自耦变压器TB1的输出端(4、5、6)与照明灯具(a、b、c、a1、b1、c1)之间依次连接接触器KM3的三个主触点(KM3-1、KM3-2、KM3-3)和熔断器(FU1～FU6)；电压抑制模块YA1分别并联在TB1的抽头线圈与中线N之间。

3.根据权利要求1中所述的一种照明省电装置，其特征在于，所述旁路开关电路(20)是接触器KM1，KM1的两端分别连接在接触器KM2的输入端和KM3的输出端。

4.据权利要求1至3中所述的一种照明省电装置，其特征在于，所述手动控制电路(30)是：在交流电源(U、V、W)的熔断器FUC和FUB之间依次接旋转开关QF2和定时器DT的供电端S1、S2；定时器DT的输出端L1经中间继电器KA2和接触器KM1的控制线圈后连接到交流电源中线N上；在定时器DT的S2端和S1端之间连接相串联的控制开关KA1、接触器KM2和接触器KM3的常闭触点。在中线N与UC的输出端熔断器FUC之间串联中间继电器KA1常闭点后并联一条由接触器KM1与接触器KM4、接触器KM5和接触器KM6的常闭触点及中间继电器KA2的常开触点相串联的电路；在中间继电器KA1常闭点串联KM1的常闭点后与中线N间并联如下电路：KM2和KM3串联一个中间继电器KA3和常开触点；接触器KM4串联KM5、KM6的常闭触点和中间继电器KA4的常开触点；接触器KM5串联接触器KM4、KM6的常闭触点和中间继电器KA5的常开触点；接触器KM6串联KM4、KM5的常闭触点和中间继电器KA6的常开触点。

5.根据权利要求1至4中所述的一种照明省电装置，其特征在于，所述自动控制电路(10)由与交流电源(U、V、W)连接的隔离变压器TB2供电；所述检测模块CT的脚1-脚3接接触器KM3的三相输出电压UA、UB、UC，脚4接电源中线N，脚15接地，脚7、脚9、脚11分别接套在空气开关QF1输出端的电流互感器(T1-1、T1-2、T1-3)的原边IA、IB、IC，脚8，脚10，脚12分别接电流互感器(T1-1、T1-2、T1-3)的副边IAO、IBO、ICO，脚14和脚5接隔离变压器TB2的输出端TC11，脚13和脚6分别接隔离变压器TB2的输出端TC15和TC13，脚17至脚19接模拟量输入模块P1-2的A+、B+、C+端，脚16和脚20分别接模拟量输入模块P1-2和P1-3的A-、B-、C-，脚21至脚23接模拟量输入模块P1-3的A+、B+、C+端，脚26、脚27连接到可编程控制器中的CPU的L1AC和N端。

6.根据权利要求1至4中所述的一种照明省电装置，其特征在于，所述CPU的脚Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4分别连接中间继电器KA2、KA3、KA4、KA5，KA6后再连接到接触器KM1、KM2和KM3、KM4、KM5、KM6的控制线圈，脚Q0.7接到报警器HS。CPU的脚I0.0接紧急停止开关SE，脚I0.1接自动手动切换开关SA3，脚I0.2接旁通开关SA2，脚I0.3、I0.4和脚I0.5分别接控制档位输出切换开关SA1，脚I0.6接高电平时设备处于自动电压检测调整状态，脚I0.7接高电平时设备处于测试运行状态，低电平进入正常工作状态，I1.1、I1.2和I1.3分别接接触器KM4、KM5和KM6的常闭触点，I1.4接感应调压器TB1上端的热敏电阻θ，I1.5接箱体二门的门开关KD1、KD2。

7.根据权利要求1至4中所述的一种照明省电装置，其特征在于，所述在三相自耦变压器TB1的上端设置有热敏电阻θ，该热敏电阻θ与可编程控制器PLC中CPU脚T1.4相连。

8.根据权利要求1至4中所述的一种照明省电装置，其特征在于，所述箱体两侧分别设置有门，其上设置有与PLC中CPU脚I1.3连接的触发开关KD1、KD2。

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