RU99266U1

RU99266U1 - LIGHTING SYSTEM

Info

Publication number: RU99266U1
Application number: RU2010120083/07U
Authority: RU
Inventors: Олег Григорьевич Фомин; Виктор Екимович Удальцов; Сергей Игоревич Гребцов; Андрей Владимирович Котов
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2010-11-10

Abstract

Система освещения, содержащая источник питания, пульт управления и индикации и светильники, в состав которых входят осветительный прибор, преобразователь напряжения источника питания в напряжение питания осветительного прибора и схема управления преобразователем, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены центральный приемопередатчик, соединенный с пультом управления и индикации и выходом источника питания, и абонентские приемопередатчики, включенные в каждый светильник и соединенные со схемой управления и выходом источника питания, а в цепь питания осветительного прибора включен датчик тока, выход которого соединен со схемой управления. A lighting system comprising a power source, a control and display panel and luminaires, which include a lighting device, a voltage source to voltage converter for the lighting device, and a converter control circuit, characterized in that a central transceiver connected to the control panel is further included and indications and the output of the power source, and subscriber transceivers included in each lamp and connected to the control circuit and the output of the source power, and a current sensor is included in the power circuit of the lighting device, the output of which is connected to the control circuit.

Description

Система освещения относится к области наружного (уличного), промышленного, а также внутреннего освещения зданий и сооружений. Система может быть использована для освещения автострад, промышленных и спортивных сооружений, охраняемых территорий, тепличных комплексов.The lighting system refers to the field of outdoor (street), industrial, as well as indoor lighting of buildings and structures. The system can be used to illuminate motorways, industrial and sports facilities, protected areas, greenhouse complexes.

В настоящее время известны и находят самое широкое применение для освещения протяженных территорий и больших площадей многоламповые системы освещения. Обычно система освещения состоит из большого числа светильников, в состав которых входят осветительные приборы (чаще всего газоразрядные лампы высокого давления, как наиболее экономичные), пускорегулирующие аппараты (ПРА) и схемы управления, которые обеспечивают поджег лампы, преобразуют напряжение питающей сети в напряжение, необходимое для питания газоразрядной лампы и управляют мощностью лампы. Светильники линиями питания подключены через коммутационную аппаратуру к источнику питания. Это может быть силовой трансформатор трансформаторной подстанции, сети общего электроснабжения или резервный источник питания. Кроме того, в состав системы освещения входит пульт управления соединенный со схемами управления каналами передачи сигналов управления.At present, multi-lamp lighting systems are known and find the widest application for lighting extended territories and large areas. Typically, a lighting system consists of a large number of luminaires, which include lighting fixtures (most often high-pressure discharge lamps, as the most economical), ballasts and control circuits that provide lamp ignition, convert the mains voltage to the voltage needed to power the discharge lamp and control the lamp power. The luminaires are connected by power lines through switching equipment to a power source. This can be a power transformer of a transformer substation, a network of general power supply or a backup power source. In addition, the lighting system includes a control panel connected to control circuits for transmitting control signals.

Такая система освещения позволяет в ручном или автоматическом режиме организовать энергосберегающие алгоритмы эксплуатации, обеспечивающие экономию электроэнергии за счет снижения мощности или отключения некоторых светильников в ночное время, когда снижаются интенсивность движения транспорта и активность населения («Указания по эксплуатации установок наружного освещения городов, поселков и сельских населенных пунктов». Официальное издание. Минжилкомхоз РСФСР, 1990).Such a lighting system allows you to manually or automatically organize energy-saving operation algorithms that save energy by reducing the power or turning off some lights at night, when the traffic intensity and activity of the population decrease (“Guidelines for the operation of outdoor lighting installations in cities, towns and rural settlements ”. Official publication. Ministry of Housing and Communal Services of the RSFSR, 1990).

Но эффективность и стоимость системы освещения в течение полного срока жизни определяется несколькими факторами:But the efficiency and cost of a lighting system over its entire life is determined by several factors:

- стоимость проектных и монтажных работ системы освещения;- the cost of design and installation work of the lighting system;

- первоначальная стоимость элементов системы освещения;- the initial cost of the elements of the lighting system;

- расходы на электроэнергию;- electricity costs;

- стоимость вышедших из строя ламп и элементов системы;- the cost of failed lamps and system elements;

- расходы на обслуживание системы освещения (периодический контроль за состоянием, плановая и аварийная замена ламп и элементов системы).- expenses for the maintenance of the lighting system (periodic monitoring of the condition, planned and emergency replacement of lamps and system elements).

- расходы на утилизацию элементов системы.- expenses for the disposal of system elements.

Кроме того, потребительские свойства системы освещения в значительной степени определяются надежностью и временем нахождения системы в нерабочем состоянии при выходе из строя элементов системы. Это особенно важно, например, для охранного освещения периметров протяженных объектов, участков с интенсивным движением.In addition, the consumer properties of the lighting system are largely determined by the reliability and time the system was inoperative when the elements of the system fail. This is especially important, for example, for security lighting of the perimeters of extended objects, areas with heavy traffic.

Расходы на электроэнергию и замену вышедших из строя элементов системы освещения можно сократить, используя источники освещения с высокой светоотдачей и энергосберегающие, щадящие алгоритмы их включения, продлевая тем самым срок службы ламп, что собственно и сделано в энерго- и ресурсосберегающей системе освещения постоянного тока по патенту на полезную модель (см. RU №80087, Н05В 37/02, 2009 г.). Техническое решение, описанное в этом патенте, является по своей сущности наиболее близким к заявляемой системе освещения и принято в качестве прототипа.The cost of electricity and the replacement of failed elements of the lighting system can be reduced by using light sources with high light output and energy-saving, sparing algorithms for their inclusion, thereby prolonging the life of the lamps, which is actually done in the energy and resource-saving DC lighting system according to the patent for a utility model (see RU No. 80087, Н05В 37/02, 2009). The technical solution described in this patent is essentially the closest to the claimed lighting system and is adopted as a prototype.

Эта система освещения содержит источник питания и светильники, в состав которых входят осветительный прибор, соединенный с источником питания через преобразователь напряжения источника питания в напряжение питания осветительного прибора, и схема управления преобразователем.This lighting system contains a power source and luminaires, which include a lighting device connected to a power source through a voltage converter of the power source to the power supply voltage of the lighting device, and a converter control circuit.

Но такая структура построения системы освещения не позволяет сократить время нахождения системы в нерабочем состоянии и расходы на обслуживание. Приходится периодически днем в рабочее время включать систему освещения и контролировать по всей территории состояние элементов системы и осуществлять их ремонт и замену. Для сокращения времени нахождения системы в нерабочем состоянии это приходится делать достаточно часто, что увеличивает расходы на обслуживание системы освещения.But such a structure for constructing a lighting system does not allow to reduce the time the system is inoperative and maintenance costs. It is necessary to turn on the lighting system periodically during the day during working hours and monitor the state of the system elements throughout the territory and carry out their repair and replacement. To reduce the time the system is inoperative, this has to be done often enough, which increases the cost of maintaining the lighting system.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение надежности, потребительских свойств системы освещения и снижения расходов на ее обслуживание.The proposed technical solution is aimed at improving the reliability, consumer properties of the lighting system and reducing the cost of its maintenance.

Это достигается тем, что в систему освещения, содержащую источник питания, пульт управления и индикации и светильники, в состав которых входят осветительный прибор, преобразователь напряжения источника питания в напряжение питания осветительного прибора, а также схема управления дополнительно введены центральный приемопередатчик информационных сигналов, информационные входы которого подключены к пульту управления и индикации, а силовые выходы подключены к выходу источника питания, датчики тока, включенные в каждом светильнике в цепь питания осветительного прибора, а выходы их соединены со схемами управления, абонентские приемопередатчики информационных сигналов в каждом светильнике, информационные входы которых соединены со схемами управления, а силовые выходы с линией питающего напряжения источника питания.This is achieved by the fact that in the lighting system containing a power source, a control and display panel and luminaires, which include a lighting device, a voltage source to voltage converter, a lighting device, as well as a control circuit, a central information signal transceiver and information inputs are additionally introduced which are connected to the control and display panel, and the power outputs are connected to the output of the power source, current sensors included in each lamp in the circuit power lighting unit, and their outputs are connected to the control circuits, transceivers subscriber information signals in each lamp, whose data inputs are connected to the control circuitry, and power supply outputs to the line voltage source.

Для пояснения полезной модели представлена структурная схема предлагаемой системы освещения. Система освещения содержит источник питания 1 (это может быть сеть общего электроснабжения, специализированный преобразователь напряжения для системы освещения или автономный источник питания, например аккумулятор), пульт управления и индикации 2, осуществляющий управление работой осветительных приборов и индикацию их состояния, центральный приемопередатчик 3, обеспечивающий прием и передачу сигналов управления и контроля по силовым линиям питания, и светильники 4, в состав которых входят осветительный прибор 5, датчик тока 6, преобразователь напряжения источника питания в напряжение осветительного прибора 7, схема управления 8 и абонентский приемопередатчик 9. При этом пульт управления и индикации 2 через центральный приемопередатчик 3 подключен к выходу источника питания 1 и в каждом светильнике датчики тока 6 включены в цепь питания осветительных приборов между осветительным прибором 5 и преобразователем напряжения источника питания в напряжение осветительного прибора 7 и их выходы соединены со схемами управления 8, а схемы управления через абонентские приемопередатчики 9 подключены к выходу источника питания 1.To explain the utility model, a structural diagram of the proposed lighting system is presented. The lighting system contains a power source 1 (it can be a general power supply network, a specialized voltage converter for a lighting system or an autonomous power source, such as a battery), a control and display panel 2 that controls the operation of the lighting devices and displays their status, a central transceiver 3, which provides receiving and transmitting control and monitoring signals along power supply lines, and lamps 4, which include a lighting device 5, a current sensor 6, transforms the voltage source of the power source to the voltage of the lighting device 7, the control circuit 8 and the subscriber transceiver 9. In this case, the control and display 2 through the central transceiver 3 is connected to the output of the power source 1 and in each lamp current sensors 6 are connected to the power circuit of the lighting devices between the lighting the device 5 and the converter of the voltage of the power source to the voltage of the lighting device 7 and their outputs are connected to control circuits 8, and control circuits through subscriber transceiver Chips 9 are connected to the output of power supply 1.

Система освещения работает следующим образом. При подаче сигнала с пульта управления и индикации 2 в ручном или автоматическом режиме происходит плавное поочередное включение светильников 4, что предотвращает броски тока через лампы и продлевает срок их службы. Информационные сигналы на включение светильников передаются по сети электропитания. Для этого используются центральный приемопередатчик 3 на пульте управления и абонентские приемопередатчики 9 в каждом светильнике. Приемопередатчики для передачи информационных сигналов непосредственно по силовым линиям питания выпускает ряд отечественных и зарубежных фирм. Это могут быть, например, микросхемы ST7538 или ST7540 фирмы STMicroelectronics, TDA5051AT фирмы NXP Semiconductors, МАХ2986 и МАХ2980 фирмы Maxim Integrated Products. Предприятие «Ангстрем» выпускает микросхему КР1446ХК1, которая выполняет функцию приема и передачи информации по питающим сетям переменного тока напряжением 110 В-380 В. Адресные управляющие сигналы с абонентских приемопередатчиков 9 в светильниках 4 поступают на схемы управления 8 и обеспечивают путем изменения режимов работы преобразователей напряжения 7 индивидуальное включение, выключение или изменение яркости осветительных приборов 5. Наличие пульта управления, приемопередатчиков и схем управления позволяет дистанционно в ручном или автоматическом режиме реализовывать энергосберегающие алгоритмы управления освещением в зависимости от времени суток, освещенности, присутствия людей или интенсивности дорожного движения. Кроме того, включение в цепь питания осветительных приборов 5 датчиков тока 6 позволяет по величине тока контролировать их состояние. Сигнал с датчиков 6 о величине тока лампы поступает на схему управления 8 и через абонентский 9 и центральный 3 приемопередатчики на пульт управления и индикации 2. По величине тока можно судить о работоспособности лампы (включена она или выключена, светит на полную мощность или яркость лампы уменьшена), а также о ее ресурсе. В процессе работы газоразрядных ламп из-за старения рабочее напряжение на лампе увеличивается. Например, в натриевых лампах высокого давления уход натрия из горелки за время эксплуатации (примерно 20 тысяч часов) приводит к обогащению состава амальгамы ртутью и росту напряжения на лампе со 100 В до 150-160 В, пока она не погаснет. При стабилизации мощности подводимой к лампе, за это же время ток лампы уменьшится примерно на 50%. Наличие информации на пульте управления и индикации 2 о состоянии осветительных приборов 5 позволяет осуществлять оперативную замену или ремонт элементов системы освещения или, при необходимости, подключать резервное освещение.The lighting system operates as follows. When a signal is supplied from the control and display panel 2 in manual or automatic mode, the luminaires 4 are switched on alternately smoothly, which prevents current surges through the lamps and prolongs their service life. Information signals to turn on the luminaires are transmitted via the power supply network. For this, a central transceiver 3 on the control panel and subscriber transceivers 9 in each lamp are used. A number of domestic and foreign companies produce transceivers for transmitting information signals directly via power supply lines. These can be, for example, ST7538 or ST7540 chips from STMicroelectronics, TDA5051AT from NXP Semiconductors, MAX2986 and MAX2980 from Maxim Integrated Products. The Angstrem enterprise produces the KR1446XK1 microcircuit, which performs the function of receiving and transmitting information on 110 V-380 V alternating current power supply networks. The control address signals from subscriber transceivers 9 in the luminaires 4 are fed to control circuits 8 and are provided by changing the operating modes of voltage converters 7 individual switching on, turning off or changing the brightness of lighting devices 5. The presence of a control panel, transceivers and control circuits allows you to remotely manually or in automatic mode, implement energy-saving lighting control algorithms depending on the time of day, illumination, the presence of people or traffic intensity. In addition, the inclusion in the power circuit of lighting devices 5 current sensors 6 allows the magnitude of the current to control their condition. The signal from the sensors 6 about the magnitude of the lamp current is fed to the control circuit 8 and through the subscriber 9 and central 3 transceivers to the control and display panel 2. The magnitude of the current can be used to judge the lamp performance (on or off, lights up at full power or the lamp brightness is reduced ), as well as about its resource. During operation of gas discharge lamps, due to aging, the operating voltage on the lamp increases. For example, in high-pressure sodium lamps, the loss of sodium from the burner during operation (approximately 20 thousand hours) leads to enrichment of the amalgam with mercury and an increase in the voltage on the lamp from 100 V to 150-160 V until it goes out. When stabilizing the power supplied to the lamp, during the same time, the lamp current will decrease by about 50%. The availability of information on the control and display panel 2 about the status of the lighting fixtures 5 allows for the rapid replacement or repair of elements of the lighting system or, if necessary, to connect backup lighting.

Предлагаемая система освещения позволяет сократить расходы на обслуживание, исключив периодический контроль за состоянием системы на всей территории, а также повысить потребительские свойства и надежность и сократить (или вовсе исключить) время нахождения системы освещения в нерабочем состоянии, проводя оперативный ремонт или замену отказавших элементов, или включение резервных источников света. При этом возможно выявление и плановая замена еще горящих, но выработавших свой ресурс ламп.The proposed lighting system allows you to reduce maintenance costs by eliminating periodic monitoring of the state of the system throughout the territory, as well as increase consumer properties and reliability and reduce (or completely eliminate) the time the lighting system is inoperative, performing operational repairs or replacing failed elements, or inclusion of reserve light sources. At the same time, it is possible to identify and planned replacement of still burning, but exhausted lamps.

Claims

A lighting system comprising a power source, a control and display panel and luminaires, which include a lighting device, a voltage source to voltage converter for the lighting device, and a converter control circuit, characterized in that a central transceiver connected to the control panel is further included and indications and the output of the power source, and subscriber transceivers included in each lamp and connected to the control circuit and the output of the source power, and a current sensor is included in the power circuit of the lighting device, the output of which is connected to the control circuit.