FR3006123A1

FR3006123A1 - ELECTRIC POWER SYSTEM, ESPECIALLY FOR PUBLIC LIGHTING

Info

Publication number: FR3006123A1
Application number: FR1354727A
Authority: FR
Inventors: Julien Barras
Original assignee: BOURGOGNE FRANCHE COMTE LUMIERE
Current assignee: BOURGOGNE FRANCHE COMTE LUMIERE
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-11-28

Abstract

L'invention a pour objet un système d'alimentation électrique (1) pour une charge (3), comprenant une entrée connectée à une source de tension d'alimentation (2) et une sortie destinée à être connectée à la charge (3), caractérisé par le fait que l'entrée et la sortie sont reliées par trois branches en parallèle, une première branche comportant un premier commutateur (K1), une troisième branche comportant un troisième commutateur (K3) et une résistance (R) en série, et une deuxième branche comportant un transformateur (4) et un deuxième commutateur (K2) en série, ledit système comprenant en outre un moyen de commande des commutateurs pour faire passer la charge d'une première à une deuxième tension par une première séquence d'ouverture/fermeture des commutateurs et pour faire passer la charge de la deuxième à la première tension par une deuxième séquence d'ouverture/fermeture des commutateurs.The invention relates to a power supply system (1) for a load (3), comprising an input connected to a supply voltage source (2) and an output intended to be connected to the load (3). , characterized in that the input and the output are connected by three branches in parallel, a first branch comprising a first switch (K1), a third branch comprising a third switch (K3) and a resistor (R) in series, and a second branch having a transformer (4) and a second switch (K2) in series, said system further comprising switch control means for changing the load from a first to a second voltage by a first sequence of opening / closing the switches and to switch the load from the second to the first voltage by a second sequence of opening / closing switches.

Description

SYSTÈME D'ALIMENTATION ELECTRIQUE, EN PARTICULIER POUR ECLAIRAGE PUBLIC La présente invention concerne le domaine de 5 l'éclairage public et porte en particulier sur un système d'alimentation électrique pour un dispositif d'éclairage public. Les éclairages publics dans les villes permettent de garantir pendant la nuit une bonne visibilité, à la fois 10 pour les piétons et pour les véhicules, et contribuent à un sentiment de sécurité. Cependant, les coûts d'éclairage public constituent un poste budgétaire que beaucoup de collectivités souhaiteraient diminuer. Il est évident que, dans certaines situations 15 (zones à faible densité de population, heures de la nuit à faible circulation, heures de transition jour/nuit où la lumière naturelle fournit encore un certain éclairage), le fonctionnement à pleine puissance des éclairages publics génère un gaspillage d'énergie et parfois une pollution 20 lumineuse gênante pour les habitants. Il est donc nécessaire d'avoir un système permettant le fonctionnement à pleine puissance des éclairages publics à certaines heures de la nuit, et un fonctionnement à puissance réduite pour d'autres heures de 25 la nuit, voire toute la nuit si l'éclairage déjà existant est surdimensionné par rapport au besoin. On connaît, par exemple du brevet américain US6906476 ou de la demande de brevet européen EP0919112, des systèmes à base de transformateurs ou 30 d'autotransformateurs à plusieurs prises, chaque prise sur l'enroulement permettant d'obtenir une tension différente et inférieure à la tension du secteur obtenue aux bornes de la totalité de l'enrottlement.The present invention relates to the field of public lighting and relates in particular to a power supply system for a public lighting device. Public lighting in cities ensures good visibility at night for both pedestrians and vehicles and contributes to a sense of security. However, street lighting costs are a budget item that many communities would like to reduce. It is evident that in some situations (low population density areas, low traffic light hours, day / night transition times when natural light still provides some lighting), full power operation of public lighting generates waste of energy and sometimes annoying light pollution for the inhabitants. It is therefore necessary to have a system allowing the full-power operation of public lighting at certain times of the night, and reduced power operation for other hours of the night, or even the whole night if the lighting already exists. existing is oversized as needed. US Pat. No. 6,906,476 or European Patent Application EP0919112 disclose systems based on transformers or autotransformers with several taps, each tap on the winding making it possible to obtain a voltage different from and lower than the mains voltage obtained across the entire winding.

Ces systèmes existants plus complexes et plus coûteux ne permettent pas une commutation rapide. La présente invention vise à résoudre ces problèmes et porte sur un système de commutation de tension 5 d'alimentation pour un dispositif d'éclairage public facile à mettre en oeuvre, bon marché, peu volumineux, facile à dépanner, et permettant une commutation sans perte d'éclairage à la commutation et sans génération de court-circuit. 10 Le système de l'invention peut faire partie d'un nouveau dispositif d'éclairage, ou être adapté à un éclairage public existant. La présente invention a donc pour objet un système d'alimentation électrique pour une charge, 15 comprenant une entrée connectée à une source de tension d'alimentation et une sortie destinée à être connectée à la charge, caractérisé par le fait que l'entrée et la sortie sont reliées par trois branches en parallèle, une première branche comportant un premier commutateur de telle sorte 20 que lorsque le premier commutateur est fermé, une première tension correspondant à celle délivrée par la source de tension d'alimentation est délivrée en sortie, une troisième branche comportant un troisième commutateur et une résistance en série, de telle sorte que lorsque le 25 premier commutateur est ouvert et le troisième commutateur est fermé, une troisième tension de valeur inférieure à celle de la première tension est délivrée en sortie, et une deuxième branche comportant un transformateur et un deuxième commutateur en série, de telle sorte que lorsque 30 les premier et troisième commutateurs sont ouverts et que le deuxième commutateur est fermé, une deuxième tension de valeur inférieure à celle de la troisième tension est délivrée en sortie, ledit système comprenant en outre un moyen de commande des commutateurs pour faire passer la charge de la première à la deuxième tension par une séquence fermeture du troisième commutateur, ouverture du premier commutateur, fermeture du deuxième commutateur, ouverture du troisième commutateur et pour faire passer la charge de la deuxième à la première tension par une séquence fermeture du troisième commutateur, ouverture du deuxième commutateur, fermeture du premier commutateur, ouverture du troisième commutateur.These more complex and expensive older systems do not allow for fast switching. The present invention aims to solve these problems and relates to a power supply voltage switching system for an easy-to-implement, inexpensive, easy to troubleshoot public lighting device, and allowing lossless switching. lighting at switching and without short-circuit generation. The system of the invention may be part of a new lighting device, or may be adapted to existing public lighting. The present invention therefore relates to a power supply system for a load, comprising an input connected to a source of supply voltage and an output intended to be connected to the load, characterized in that the input and the output are connected by three branches in parallel, a first branch having a first switch such that when the first switch is closed, a first voltage corresponding to that delivered by the supply voltage source is output, a third branch having a third switch and a series resistor, such that when the first switch is open and the third switch is closed, a third voltage of less value than the first voltage is output, and a second branch having a transformer and a second switch in series, so that when the s first and third switches are open and that the second switch is closed, a second voltage of value less than that of the third voltage is output, said system further comprising a switch control means for passing the load of the first to the second voltage by a sequence closing the third switch, opening the first switch, closing the second switch, opening the third switch and to switch the load from the second to the first voltage by a closing sequence of the third switch, opening the second switch, closing the first switch, opening the third switch.

On peut ainsi passer d'une première valeur de tension, par exemple celle du secteur, avec laquelle la charge a une consommation importante, à une seconde tension inférieure à la première tension, sans coupure d'alimentation de la charge.It is thus possible to pass from a first voltage value, for example that of the sector, with which the load has a large consumption, to a second voltage lower than the first voltage, without power failure of the load.

Appliqué à un système d'éclairage public, on passe d'une première tension correspondant à une alimentation à pleine puissance des luminaires à une deuxième tension correspondant à un fonctionnement de ceux-ci en puissance réduite pour une économie d'énergie, sans coupure d'éclairage et sans brusque changement de tension aux bornes du luminaire. Ceci signifie que la sortie du système d'alimentation électrique n'a jamais un potentiel flottant lors de la commutation.When applied to a public lighting system, a first voltage corresponding to a power supply at full power of the luminaires is changed to a second voltage corresponding to an operation of these in reduced power for energy saving, without interruption of power. without sudden change of voltage across the luminaire. This means that the output of the power supply system never has a floating potential when switching.

De plus, la structure à trois branches en parallèle garantit contre tout court-circuit. Le moyen de commande peut, par exemple, être programmé automatiquement sur la base d'un horaire particulier, ou d'un capteur de présence, un contact 30 d'ouverture de porte, etc. Selon un mode de réalisation, les commutateurs sont des relais électroniques, notamment des relais statiques, par exemple à base de thyristors, des interrupteurs, des contacteurs ou des contacts secs. D'autres dispositifs qui peuvent être utilisés pour les commutateurs sont par exemple des contacteurs.In addition, the structure with three branches in parallel ensures against any short circuit. The control means may, for example, be programmed automatically on the basis of a particular schedule, or a presence sensor, a door opening contact, and so on. According to one embodiment, the switches are electronic relays, in particular static relays, for example based on thyristors, switches, contactors or dry contacts. Other devices that can be used for the switches are, for example, contactors.

Selon un mode de réalisation, les interrupteurs ou contacts secs sont à commande manuelle ou à commande automatique. La source de tension d'alimentation peut être le secteur. On peut aussi ajuster la source de tension d'alimentation en entrée du système d'alimentation de l'invention pour que sa tension de sortie corresponde à la valeur la plus haute de tension que l'on souhaite pour la charge. Selon un mode de réalisation, la deuxième tension 15 d'alimentation est une tension comprise entre 170 VAC et 300 VAC, de préférence entre 170 VAC et 230 VAC. Selon un mode de réalisation, la résistance de la troisième branche a une valeur comprise entre 0,5 et 5 ohms, de préférence de 1 ohm. 20 L'invention a également pour objet une alimentation électrique, caractérisée par le fait qu'elle comprend plusieurs systèmes d'alimentation électrique tels que définis ci-dessus, connectés en entrée à la même source de tension d'alimentation et chacun étant connecté en 25 sortie à une charge différente, ladite alimentation électrique comprenant en outre un moyen de synchronisation des moyens de commande de chacun des systèmes d'alimentation électrique pour les actionner simultanément afin que les charges aient toutes à un instant donné la 30 même tension qui leur est délivrée. L'invention a également pour objet un ensemble éclairage public, caractérisé par le fait qu'il comprend : - un ou plusieurs dispositifs d'éclairage public ; - une source de tension d'alimentation ; - un système d'alimentation électrique tel que défini ci- dessus ou une alimentation électrique telle que définie ci-dessus, relié en entrée à ladite source de tension d'alimentation et en sortie audit ou auxdits dispositifs d'éclairage public. Dans le cadre de la présente invention, on entend par dispositif d'éclairage public un ensemble luminaire équipé de lampes à décharge de type à vapeur de sodium sous haute pression (SHP), de type ballon fluorescent ou de type lampes à l'iodure métallique, ou autres. L'ensemble luminaire peut être monté sur un candélabre, une crosse sur façade ou sur un poteau (acier, bois, béton ou autres) mais peut aussi être un encastré de sol installé dans un lieu public ou privé, couvert ou non. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après un mode de réalisation préféré, avec référence au dessin annexé. Sur ce dessin : - la Figure 1 est un schéma d'un système d'alimentation selon la présente invention ; et - la Figure 2 est un diagramme temporel de la séquence de commutation des commutateurs du système d'alimentation de la Figure 1 pour passer d'une première tension à une deuxième tension. Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir que 30 l'on y a représenté un système d'alimentation 1 selon la présente invention. Le système d'alimentation 1 comprend en entrée une source de tension d'alimentation électrique 2, qui peut par exemple être le secteur dans un mode de réalisation, et une charge 3 en sortie. La charge 3 peut être par exemple un ensemble de luminaires, bien que l'invention ne soit pas limitée à un 5 luminaire et que toute charge puisse être connectée au système d'alimentation 1 selon l'invention. L'entrée et la sortie du système d'alimentation 1 sont reliées par trois branches en parallèle. La première branche comprend le commutateur K1. 10 La deuxième branche comprend un transformateur 4 pour abaisser la tension provenant de la source de tension d'alimentation électrique 2, et en série avec le transformateur 4, un commutateur K2. La troisième branche comprend le commutateur K3 15 connecté en série à une résistance R. Le mode de fonctionnement du système d'alimentation 1 est décrit plus en détail en liaison avec le diagramme temporel représenté sur la Figure 2, sur laquelle le niveau 0 pour un commutateur représente son 20 état ouvert (bloqué) et le niveau 1 son état fermé (passant). Avant t1, seul le commutateur K1 est fermé, les deux autres commutateurs K2 et K3 sont ouverts, et la charge 3 étant alimentée directement par la source de 25 tension d'alimentation électrique 2 à un potentiel nommé A t1, le commutateur K3 se ferme. K1 étant également fermé, le courant passe uniquement sur la première branche moins résistive et il n'y a pas de court-30 circuit. A t2, le commutateur K1 s'ouvre. Le courant passe alors uniquement par la troisième branche, et la charge 3 est alimentée par V3, correspondant au potentiel en sortie de la troisième branche. A t3, le commutateur K2 se ferme. La troisième branche avec une simple résistance R est plus résistive que la deuxième branche avec le transformateur 4. La charge 3 est donc alimentée uniquement par la troisième branche sans court-circuit. A t4, le commutateur K3 s'ouvre, le courant passe alors uniquement par la deuxième branche, et la charge 3 10 est alimentée par une tension V2 correspondant au potentiel en sortie de la deuxième branche. En résumé, la tension alimentant la charge 3 vaut V1 jusqu'à t2, V3 entre t2 et t3, et V2 après t3. On passe donc d'une première tension V1 à une 15 tension qui peut être bien inférieure V2 par une tension intermédiaire V3, ce qui permet de ne jamais laisser flottant le potentiel auquel est connecté la charge 3. Bien entendu, un processus similaire peut être adopté pour passer de V2 à V1, par l'intermédiaire de V3. 20 On peut imaginer, sans s'écarter du cadre de la présente invention, plusieurs systèmes d'alimentation 1 en parallèle, chacun relié en entrée à la même source de tension d'alimentation, et chacun étant relié en sortie à une charge 3 différente, les commutateurs étant commandés 25 de façon synchronisée pour que toutes les charges aient à un instant donné la même tension d'alimentation. On peut ainsi commander, par exemple, un ensemble de luminaires, pour tous les faire passer, à un horaire donné, à une tension inférieure pour réaliser une économie 30 d'énergie sur l'échelle de l'ensemble de luminaires. Les commutateurs peuvent être commandés manuellement ou bien de façon automatique programmée.According to one embodiment, the switches or dry contacts are manually controlled or automatically controlled. The supply voltage source may be the mains. The input supply voltage source of the power system of the invention can also be adjusted so that its output voltage corresponds to the highest voltage value desired for the load. According to one embodiment, the second supply voltage is a voltage of between 170 VAC and 300 VAC, preferably between 170 VAC and 230 VAC. According to one embodiment, the resistance of the third branch has a value between 0.5 and 5 ohms, preferably 1 ohm. The invention also relates to a power supply, characterized in that it comprises several power supply systems as defined above, connected in input to the same source of supply voltage and each being connected in Output to a different load, said power supply further comprising means for synchronizing the control means of each of the power supply systems to actuate them simultaneously so that the loads all have at a given instant the same voltage which is issued. The invention also relates to a public lighting assembly, characterized in that it comprises: - one or more public lighting devices; a source of supply voltage; - A power supply system as defined above or a power supply as defined above, input connected to said source of power supply voltage and output to said one or more public lighting devices. In the context of the present invention, the term "public lighting device" means a luminaire assembly equipped with high-pressure sodium vapor discharge (SHP) type discharge lamps, fluorescent balloon type lamps or metal halide lamp type lamps. , or others. The luminaire assembly can be mounted on a candelabrum, a butt on a facade or on a post (steel, wood, concrete or other) but can also be a recessed floor installed in a public or private place, covered or not. To better illustrate the object of the present invention, a preferred embodiment will be described below, with reference to the appended drawing. In this drawing: - Figure 1 is a diagram of a power system according to the present invention; and Figure 2 is a timing diagram of the switching sequence of the switches of the power system of Figure 1 to switch from a first voltage to a second voltage. Referring to Figure 1, it can be seen that there is shown a feed system 1 according to the present invention. The power supply system 1 comprises at its input a power supply voltage source 2, which may for example be the sector in one embodiment, and a load 3 at the output. The load 3 may be for example a set of luminaires, although the invention is not limited to a luminaire and any load can be connected to the power supply system 1 according to the invention. The inlet and the outlet of the feed system 1 are connected by three branches in parallel. The first branch includes the switch K1. The second branch comprises a transformer 4 for lowering the voltage from the power supply voltage source 2, and in series with the transformer 4, a switch K2. The third branch comprises the switch K3 connected in series with a resistor R. The mode of operation of the supply system 1 is described in more detail in connection with the timing diagram shown in FIG. 2, where the level 0 for a switch represents its open state (blocked) and level 1 its closed state (passing). Before t1, only the switch K1 is closed, the other two switches K2 and K3 are open, and the load 3 is supplied directly by the power supply voltage source 2 to a potential designated A t1, the switch K3 closes. . Since K1 is also closed, the current flows only on the first less resistive branch and there is no short-circuit. At t2, the switch K1 opens. The current then passes only through the third branch, and the load 3 is powered by V3, corresponding to the output potential of the third branch. At t3, the switch K2 closes. The third branch with a single resistor R is more resistive than the second branch with the transformer 4. The load 3 is powered only by the third branch without short circuit. At t4, the switch K3 opens, the current then passes only through the second branch, and the load 3 is supplied by a voltage V2 corresponding to the output potential of the second branch. In summary, the voltage supplying the load 3 is V1 up to t2, V3 between t2 and t3, and V2 after t3. Thus, from a first voltage V1 to a voltage which can be much lower V2 than an intermediate voltage V3, it is possible to never let the potential to which the load 3 is connected float. Of course, a similar process can be adopted to go from V2 to V1, via V3. It is conceivable, without departing from the scope of the present invention, several parallel power supply systems 1 each connected at the input to the same supply voltage source, and each being outputted to a different load 3 the switches being synchronously controlled so that all the charges have at a given instant the same supply voltage. It is thus possible to control, for example, a set of luminaires, in order to make them pass, at a given time, at a lower voltage in order to achieve an energy saving on the scale of the set of luminaires. The switches can be controlled manually or automatically programmed.

L'actionnement du système d'alimentation de l'invention peut se faire à distance, par l'intermédiaire de tout réseau de communication filaire ou sans fil (Wifi, Internet, liaison GSM, filaire sans s'éloigner du cadre de la présente invention.The actuation of the supply system of the invention can be done remotely, via any wired or wireless communication network (Wifi, Internet, GSM link, wired without departing from the scope of the present invention .

Claims

CLAIMS1 - Power supply system (1) for a load (3), comprising an input connected to a supply voltage source (2) and an output intended to be connected to the load (3), characterized in that that the input and the output are connected by three branches in parallel, a first branch comprising a first switch (K1) so that when the first switch (K1) is closed, a first voltage (V1) corresponding to that delivered by the supply voltage source (2) is outputted, a third branch having a third switch (K3) and a resistor (R) in series, so that when the first switch (K1) is open and the third switch (K3) is closed, a third value voltage (V3) lower than that of the first voltage (V1) is output, and a second branch having a transformer (4) and a second switch (K2) in s rie, so that when the first and third switches (K1, K3) are open and the second switch (K2) is closed, a second value voltage (V2) lower than that of the third voltage (V3) is delivered at the output, said system further comprising a switch control means for passing the load (3) from the first to the second voltage by a closing sequence of the third switch (KO, opening of the first switch (KI), closing of the second switch (K2), opening of the third switch (K3) and for changing the load from the second to the first voltage by a closing sequence of the third switch MO, opening of the second switch (K2), closing of the first switch (K1), opening the third switch (K3).

2 - power supply system (1) according to claim 1, characterized in that the switches (K1, K2, K3) are electronic relays, including solid state relays, switches, contactors or dry contacts.

3 - Power supply system (1) according to claim 2, characterized in that the 10 switches or dry contacts are manually controlled or automatic control.

4 - Power supply system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supply voltage source (2) is the sector. 15

5 - Power supply system (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second supply voltage (V2) is a voltage between 170 VAC and 300 VAC, preferably between 170 VAC and 230 VAC. 20

6 - Power supply system (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the resistor (R) of the third branch has a value between 0.5 and 5 ohms, preferably 1 ohm.

7 - Power supply, characterized in that it comprises several power supply systems (1) according to one of claims 1 to 6, connected at the input to the same source of supply voltage and each being connected in output to a different load, said power supply 30 further comprising means for synchronizing the control means of each of the power supply systems (1) to operate simultaneously so that the charges have all at a given instant the same voltage that their is issued.

8 - Public lighting assembly, characterized in that it comprises: - one or more public lighting devices; a source of supply voltage; - A power supply system (1) according to one of claims 1 to 6 or a power supply according to claim 7, input connected to said source of power supply voltage and output to said one or more public lighting devices .