路灯专用智能节电器制造技术

本发明专利技术公开的是一种路灯专用智能节电器，涉及道路照明的智能电器技术领域，它包括光电探测及光电信号处理器、智能控制柜、专用变压器，光电探测及光电信号处理器由光电探头、抗干扰电路、施密特电路、施密特触发信号模拟电路、四刀双掷开关组成；智能控制柜由亮熄灯信号发生器、电压取样器、比较电路、驱动电路、固态继电器（ＳＳＲ）供电开关组成；专用变压器由变压器、ＳＳＲ分接开关组成。本发明专利技术使路灯发光率高、用电省。本发明专利技术核心技术是用专用变压器取代现有路灯配电变压器和路灯节电产品中的电磁调压装置，专用变压器具有配电变压器和电磁调压装置的双重功能，减少资源消耗减少自身损耗；通过过零型ＳＳＲ分接开关实现调压稳压，不产生谐波污染。本发明专利技术还可在夜深人少时自动熄灭１／２路灯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种道路照明专用智能节电器，尤其是一种用专用变压器取代现有路灯配电变压器和现有路灯节电产品中电磁调压装置的节电器。在夜深人少时还能自动熄灭1/2路灯。
技术介绍
路灯目前广泛使用高压钠灯(高强度气体电光源HID中的一种)，它的最佳电压为175-200V,此电压范围内灯具发光效率最高。HID灯的节电就是通过降低灯具上的工作电压，在不影响视觉照度的前提下，使灯具尽可能在175-200V范围内工作，既节电又不影响人的视觉效果。HID灯对节电产品的要求， 一是输出电压要能达到最佳电压；二是在最佳电压能够稳定地工作；三是在调压过程中不发生电流冲击、电流中断和过电压。目前，与HID灯配套的节电技术，主要有单灯控制技术和多灯集中控制技术两类，原理都是通过降低路灯工作电压来P争低电功率，达到节电的目的。降压是通过串联电感器，或采用自耦变压器等电磁调压装置来调压，但电磁调压装置的自身损耗降低了节电装置的节电率，同样串联电感器降压也存在自身损耗降低节电装置节电率的问题。整个路灯系统的损耗，除去上述电磁调压装置和电感器的自身损耗外，还包括路灯配电变压器的损耗，这样路灯系统的节电率就更降低了。本专利技术的核心技术是用专用变压器取代路灯配电变压器和电磁调压装置，使系统的总损耗降下来，从而提高了节电率；通过SSR分接开关自动有载无触点切换变压器高压线圏中性点分接头位置(简称档位)'达到调压的目的；在比较电路输出的控制信号作用下，使分接头始终保持在最佳电压值附近达到稳压的目的，SSR过零触发无谐波污染电网，给路灯一个完整的正弦波形；具有夜深人少时自动熄去 1/2路灯的功能。
技术实现思路
为克服现有路灯节电产品存在的自身损耗多的问题，本专利技术提 供一种自身损耗少、节电效果显著，且不给环境带来负面影响的路灯专用智能节电器。本专利技术采用交流过零型SSR，电路采用过零触发技术，它具有在 控制信号作用下，输出端交流电压过零时开始导通，控制信号撤消后 流过的交流电流为零时关断的特性，在负载上可以得到 一个完整的正 弦波形，对电网没有谐波污染。本专利技术的任务是按下述方案实现的， 一 采用专门设计的变压器 代替现有路灯配电变压器和现有路灯节电产品中电磁调压装置的自 耦变压器，二变压器设计的关键是将通常路灯配电变压器高压侧的5 级调压改为11级调压和采用椭园形截面积略大于常规/没计的非晶合 金铁芯，三采用SSR分接开关改原来的无载有触点人工切换档位调压 为有载无触点自动切换档位调压，四釆用过零触发设有谐波污染。本专利技术变压器高压线圈的额定电压匝凄U姿10KV计算，而分接头 的匝数按-(4x2.5%)和+ (6x5%)计算，分接头匝数的示意图如图 2所示。图2中分接头X0为额定电压10KV的匝数(标100%), X「X6 为增加的臣数(额定电压臣数以外增加的臣数)，如X产5。/。 'XO(匪数)； -Xi——X4为减少的匪数(额定压数以内减少的臣数)，如-X产-2. 5% .XO (匝数)。线圈匝数如此设计的目的是考虑到路灯在天刚黑送电亮灯 时，正值用电高峰，电网电压低，此时采用(100°/。-10%)分接头匝数， 以提高低压侧输出电压值，确保HID灯触发点燃，触发点燃正常后， 自动调节分接头匝数，把灯具上电压降到175-200V的最佳电压值范 围内实现节电运行；到半夜以后电网电压升高，车辆和行人稀少，路5面照度可以低于上半夜，此时采用(100%+30°/。)分接头匝数调压，把灯具上的电压降到略大于能维持灯具稳定发光的数值，可节省更多的 电能。为了进一步节省能源，路灯专用智能节电器还具有夜间自动关掉l/2路灯的功能，设计时将道路两边的路灯对称分布，夜间关掉的 1/2路灯在道路两边呈错开分布，保证道路照度均匀。专用变压器高压侧接10KV电网，低压侧接智能控制拒的进线端， 智能控制拒的出线端接路灯A、 B、 C、 D4条供电线路(见图6、图7)。SSR分接开关接在变压器高压线圈中性点的分接头上。电压取样 器里的电压互感器B接在专用变压器低压侧上提供测量信号(见图 3)，测量信号经电压取样器的放大驱动电路(见图9的2-3B)送入 比较电路，与亮熄灯信号发生器产生的设定电压比较后，发出使SSR 导通或截止的信号，从而实现自动改变分接头的目的，实现了变压器 输出电压基本稳定。但是SSR由于现有产品的最高额定电压只有 660V,为了能将它应用于本专利技术10KV专用变压器中，每相由20只 SSR采用链式连接组成SSR分接开关(如图3所示)，解决了它的耐 压问题。试验表明，只要每个调节绕组两端之间的电压在600V以内， SSR就可以安全工作，本专利技术调节绕组每相有IO个(见图3)， XO向上的-Wl---W4为提高输出电压的调节绕组，XO向下的Wl-W6为降低输出电压的调节绕组，可以实现大范围的有载调压。专用变压器SSR分接开关在调压时的切换过程，以图3中两个 相邻分"l妄头(调节绕组为-W4)相连的SSR1导通与SSR2关断为例加 以说明。当专用变压器输出电压降低到某一数值后，过零时，在比较 电路里与亮熄灯信号发生器提供的设定电压比较后给SSR1输出控制 信号使之导通，随之撤消SSR2的控制信号使其在电流过零时关断， 完成了一次分接头的切换。目前，路灯设计采用的照度比较高，本专利技术除了采用降压节电 外，还增加了一个在夜深人少时自动关掉l/2路灯的功能。该功能的原理如图4所示。当夜深人少时，由亮熄灯信号发生器中的时钟电路发出熄灯信号(时间可调)，经驱动电路n发出关掉1/2路灯的指令，SSR供电开关II和SSR供电开关IV，接受指令后断开B、 D两条路灯 的电源(见图1),熄灭一半路灯，另一半路灯(A、 C两条)仍为道 路提供照明。上述抗干扰电路、施密特电路、施密特触发信号模拟电路、四 刀双掷开关组装在同一盒内，光电探头装在透明度高具有自洁功能的 玻璃盒内用电缆与上盒中的抗干扰电路相连，构成光电探测及光电信 号处理器。上述亮熄灯信号发生器、电压取样器、比较电路、驱动电路I、 驱动电路II、驱动电路III、 SSR供电开关I 、 SSR供电开关II、 SSR 供电开关III、 SSR供电开关IV、散热风扇组装在同一机箱内，构成智 能控制拒。上述SSR分"t妻开关和变压器组装在盛有变压器油的波紋箱内， 构成专用变压器。本专利技术与现有技术比较具有优点如下用专用变压器取代现有 路灯配电变压器和现有路灯节电产品中的电》兹调压装置，专用变压器 同时具有配电变压器和电^f兹调压装置的双重功能，因而比现有技术节 省资源，降低成本，减少了电磁调压装置的损耗，更加节省能源；增 加了夜间l/2熄灯功能，节能效果更加显著。附图说明图l是本专利技术路灯专用智能节电器的原理框图2是本专利技术变压器10KV线圈与全部调节绕组接通时的示意图3是本专利技术SSR分接开关与变压器IOKV线圈调节绕组的连接7图4是本专利技术实现1/2熄灯功能电路接线示意图5是本专利技术光电探测及光电信号处理器的原理框图6是本专利技术智能控制拒原理框图7是本专利技术专用变压器原理框图8是本专利技术亮熄灯信号发生器原理框图9是本专利技术电压取样器原理框图IO是本专利技术电网电压Ue、 HID灯工作电压UHL与时间对应关 系曲线图。具体实施例方式下面结合附图对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路灯专用智能节电器，其特征在于：它包括光电探测及光电信号处理器、智能控制柜、专用变压器，光电探测及光电信号处理器内装有光电探头、抗干扰电路、施密特电路、施密特触发信号模拟电路、四刀双掷开关；智能控制柜内装有亮熄灯信号发生器、电压取样器、比较电路、驱动电路Ⅰ、驱动电路Ⅱ、驱动电路Ⅲ、固态继电器（ＳＳＲ）供电开关Ⅰ、ＳＳＲ供电开关Ⅱ、ＳＳＲ供电开关Ⅲ、ＳＳＲ供电开关Ⅳ，亮熄灯信号发生器由时钟电路、设定电压产生电路组成，电压取样器由电压互感器、放大驱动电路组成，ＳＳＲ供电开关由交流过零型ＳＳＲ构成，智能控制柜的亮熄灯信号发生器与光电探测及光电信号处理器的施密特电路相连接而在调试或维修时与施密特触发信号模拟电路相连接、驱动电路Ｉ与专用变压器的ＳＳＲ分接开关相连接、电压取样器的电压互感器一次侧与专用变压器二次侧相连接、ＳＳＲ供电开关Ⅰ－Ⅳ分别与路灯供电线路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ相连接；专用变压器内装有ＳＳＲ分接开关、变压器，ＳＳＲ分接开关由交流过零型ＳＳＲ组成，变压器的调压范围为１１级。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王文蔚，王祖明，
申请(专利权)人：王文蔚，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]