三相路燈智能自動節能控制器的製作方法

2023-05-07 19:35:16 2

專利名稱：三相路燈智能自動節能控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及節能路燈控制器領域，具體為一種三相路燈智能自動節能控制器。
技術背景
隨著城市道路照明和景觀照明的發展，電力能耗問題越來越受到各級政府的重 視。許多城市面臨電力不足的局面，常對路燈照明採用隔盞關燈或半夜燈的控制方式，雖然 達到一定的節能效果，但造成道路照明不均勻，照明失去均衡性，缺乏安全保障，容易造成 交通事故和誘發犯罪的發生。還有一部分城市採用省電器、無功補償器、電子鎮流器等方法 進行節能，雖然也可達到一定的節能效果，但不能穩定照明燈具上的電壓，同時產生諧波幹 擾，降低了燈具的使用壽命，增加了維護成本。在控制方法上主要是在路燈配電箱中安裝定 時器，使路燈按照預定的時間自行開、關燈。而一些景觀燈則通常使用人工手動控制的方法 進行開、關燈，由於缺乏靈活的控制手段，因而難以充分發揮應有的效能。這些方法既不能 及時調整開、關燈的時間，更無法及時反映照明設施的運行情況，並且故障率高、維修困難。 而且隨著城市的不斷發展，控制範圍越來越大，現行的控制方法無法及時反映照明設施的 運行情況，使得維修工作十分被動。運行過程中的故障問題只有等待巡視人員到達現場才 能發現，或者被動地等待市民的電話反映，因此難以做到及時維修。發明內容
本發明的目的是提供一種三相路燈智能自動節能控制器，以針對現有技術的不 足，實現自動控制路燈電壓、並能隨著夜晚照明的需要對路燈實行逐步降壓供電、且在不影 響夜晚正常照明的前提下，逐步對節能燈進行恆電壓控制。
為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案為三相路燈智能自動節能控制器，包括三相電源線、電源零線、PLC、三相自耦補償變壓 器，其特徵在於所述PLC的輸出端和電源零線之間接有多個控制交流接觸器的線圈、總交 流接觸器的線圈、多路路燈交流接觸器的線圈，所述零線交流接觸器帶有多個常開觸點，所 述三相電源線的其中一相線與零線之間接有電壓控制模塊，三相電源線通過電源開關與所 述總交流接觸器的三相輸入接點連接，總交流接觸器的輸出接點與所述三相自耦補償變壓 器的一次繞組抽頭引線連接，所述三相自耦補償變壓器的二次繞組抽頭引線與多路路燈交 流接觸器的輸入接點一一連接，多路路燈交流接觸器的輸出接點接節能路燈，所述電壓控 制模塊與多路燈交流接觸器的輸入接點一一電連接，所述三相自耦補償變壓器的每相串聯 繞組抽頭引線與電源零線之間均分別接有各個(零線)刪掉交流接觸器的常開觸點，所述 PLC的輸入端接有各個零線交流接觸器線圈電源的自動按鈕開關，PLC還接入有時控器，所 述時控器的電源端接三相電源線其中一相線。
所述的三相路燈智能自動節能控制器，其特徵在於所述PLC的輸出端和電源零 線之間接有三相旁路交流接觸器的線圈，總交流接觸器的輸出接點和多路路燈交流接觸器 的輸入接點之間接有三相旁路交流接觸器的常開觸點，所述PLC的輸入端接有三相旁路交流接觸器的控制開關。
所述的三相路燈智能自動節能控制器，其特徵在於所述三相電源線的其中一相 線和電源零線之間接有防雷器。
本發明中，電源開關的輸出端與總交流接觸器的輸入接點連接，其輸出接點與三 相自耦補償變壓器的一次繞組抽頭引線連接，三相自耦補償變壓器的二次繞組抽頭引線與 多路路燈交流接觸器的輸入接點連接；三相自耦補償變壓器的各串聯繞組抽頭引線與零線 之間，依次對應串聯各零線交流接觸器的常開觸點；總交流接觸器、各路路燈交流接觸器和 各零線交流接觸器的線圈分別串聯在PLC的輸出端與零線之間；PLC的輸入端依次外接控 制各零線交流接觸器線圈電源的自動按鈕開關；PLC的電源由時控器控制，電壓控制模塊 自動檢測電網電壓，並把電壓模擬信號轉交PLC，由PLC處理後控制電壓輸出，時控器的電 源由單相電源線提供。
本發明由於採用容量大、損耗小、尺寸小、效率高且造價低的三相自耦補償變壓器 作為中性點調壓變壓器，並根據大於路燈維持照明最低電壓的要求和夜晚路燈照明的實際 需要，設置多個分別由(零線)刪掉交流接觸器定時控制的三相自耦補償變壓器串聯繞組和 可以相繼定時切斷多路路燈供電的多路路燈交流接觸器，通過PLC和時控器對其進行調節 控制，從而實現了定時自動開關路燈和三相自耦補償變壓器對路燈實行逐步實現恆壓供電 以及自動補償無功功率，達到節電目的。試驗證明與現有的控制技術相比，其可節約電能 20%-60%，節電效果明顯；且其對路燈實行定時恆壓供電和自動補償無功功率，不僅對電網 不會產生任何諧波幹擾等負面影響，而且還可適當減輕線路上的變壓器負荷，總體上對夜 晚的照明效果沒有明顯的變化和影響；同時，由於對路燈實行恆壓供電和自動補償無功功 率，故在節省燈具功耗的同時，還可以極大地延長燈具的使用壽命，使燈具的使用壽命延長 3-4倍，相對地也減少了對燈具的維修量，降低了路燈運行的成本。另外，本智能節電路燈控 制器結構合理、科學、先進，易於操作、維修、管理，既可獨自運行，也可實現遠程遙控，是目 前路燈智能節電的理想控制裝置。


圖1為本發明電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示。三相路燈智能自動節能控制器，包括三相電源線R、S、T，電源零線N、 PLC、單項自耦補償變壓器BT，PLC的輸出端和電源零線N之間接有五個零線交流接觸器的 線圈KMf KM5、總交流接觸器的線圈KM》三路路燈交流接觸器的線圈KMU ΚΜω，每個零線 交流接觸器帶有三對常開觸點，三相電源線的其中一相線T與零線之間接有電壓控制模塊 U,三相電源線R、S、T通過電源開關FQ與總交流接觸器的三相輸入接點A連接，總交流接觸 器的輸出接點B與三相自耦補償變壓器BT的一次繞組抽頭引線連接，三相自耦補償變壓器 BT的二次繞組抽頭引線與三路路燈交流接觸器的輸入接點CU CU—一連接，三路路燈交流 接觸器的輸出接點DuIu接節能燈LfL3，電壓控制模塊U與三路燈交流接觸器的輸入接 點CU CU —一電連接，三相自耦補償變壓器BT的每相串聯繞組抽頭引線與電源零線N之間 均分別接有各個零線交流接觸器的常開觸點KMl-llMl-5，PLC的輸入端接有各個零線交流接觸器線圈KM11M5電源的自動按鈕開關Kll5，PLC還接入有時控器SB，時控器SB的 電源端接三相電源線其中一相線T。
PLC的輸出端和電源零線N之間接有三相旁路交流接觸器的線圈KM#，總交流接觸 器的輸出接點B和三路路燈交流接觸器的輸入接點CU CU之間接有三相旁路交流接觸器的 常開觸點KM#-1，PLC的輸入端接有三相旁路交流接觸器的控制開關K#。三相電源線的其 中一相線T和電源零線N之間接有防雷器FLQ。
電源開關FQ採用空氣開關，電壓控制模塊U採集實時市電電壓，然後轉換模擬量 輸出給PLC。供市電輸入的接三相電源線R、S、T通過電源開關FQ與總交流接觸器的三相 輸入接點A連接，總交流接觸器的輸出接點B與三相自耦補償變壓器BT的一次繞組抽頭引 線連接，三相自耦補償變壓器的二次繞組抽頭引線分別與三路路燈交流接觸器的輸入接點 CLrCL3連接。三路路燈交流接觸器的輸出接點DuIu分別與每盞路燈中的三個氣體放電 燈連接。三相自耦補償變壓器中的每相繞組均設有五個串聯繞組，每個串聯繞組的抽頭引 線與零線N之間，依次串聯五個零線交流接觸器的各自一個常開觸點。即第一到第五零線 交流接觸器的常開觸點中，一個接點與串聯繞組的抽頭引線連接，另一個接點與零線連接。 每個零線交流接觸器均設有三對常開觸點，三相自耦補償變壓器單相繞組中同一個串聯繞 組的抽頭引線與零線之間的連接均由同一個零線交流接觸器控制。總交流接觸器、三路路 燈交流接觸器和第一到第五零線交流接觸器的線圈分別串聯在PLC的輸出端與零線之間。 PLC為三菱FX-2N-32MR，其輸入端依次外接控制第一到第五零線交流接觸器線圈電源的自 動按鈕開關Kll5。PLC可以根據大於路燈維持照明最低電壓的要求和夜晚路燈照明的實 際需要，設置第一到第五零線交流接觸器線圈依次交替接通/切斷的時間和三路路燈交流 接觸器線圈相繼切斷的時間，以實現變壓器逐步降壓供電和逐步減少點亮路燈數量的節電 目的。PLC的電源由時控器SB控制，時控器SB由三相電源線中的相線T提供。
為了保證路燈按時照明的需要，在總交流接觸器的輸出接點與路燈交流接觸器的 輸入接點之間串聯有單項旁路交流接觸器的常開觸點KM#-1。三相旁路交流接觸器的線圈 KM#串聯在PLC的輸出端與零線之間，PLC的輸入端外接有控制三相旁路交流接觸器線圈 KM#電源的手動按鈕開關K』 一旦三相自耦補償變壓器發生故障，只要閉合手動按鈕開關，接通三相旁路交流接觸器線圈ΚΜ#的電源，其常開觸點ΚΜ#-1就會閉合，直接將路燈與 市電連接，以確保路燈照明不間斷。
其工作過程閉合電源開關FQ，電壓控制模塊U採集實時市電電壓，然後轉換模擬 量輸出給PLC。設置時控器SB通電時間，時控器SB自動接通PLC的工作電源，總交流接觸 器、第一零線交流接觸器和三路路燈交流接觸器線圈分別通電，其常開觸點均閉合。三相電 源線分別接入三相自耦補償變壓器BT的一次繞組抽頭引線(此時手動按鈕開關處於斷開 狀態，三相旁路交流接觸器的線圈KM#不通電，故其觸點也處於斷開狀態)。經過三相自耦 補償變壓器BT變壓後，分別從其二次繞組抽頭引線輸出，通過三路路燈交流接觸器的輸出 接點DuIu與三路路燈連接，三路路燈均被點亮。
電壓控制模塊，自動檢測市電電壓，當市電壓高於電壓控制模塊設定值時，電壓模 塊模擬量輸出PLC，由PLC處理後，發出調壓指令輸出給控制路燈交流接觸器線圈，然後調 整適合路燈控制電壓。
權利要求
1.三相路燈智能自動節能控制器，包括三相電源線、電源零線、PLC、三相自耦補償變壓 器，其特徵在於所述PLC的輸出端和電源零線之間接有多個控制零線交流接觸器的線圈、 總交流接觸器的線圈、多路路燈交流接觸器的線圈，所述零線交流接觸器帶有多個常開觸 點，所述三相電源線的其中一相線與零線之間接有電壓控制模塊，三相電源線通過電源開 關與所述總交流接觸器的三相輸入接點連接，總交流接觸器的輸出接點與所述三相自耦補 償變壓器的一次繞組抽頭引線連接，所述三相自耦補償變壓器的二次繞組抽頭引線與多路 路燈交流接觸器的輸入接點一一連接，多路路燈交流接觸器的輸出接點接路燈，所述電壓 控制模塊與多路燈交流接觸器的輸入接點一一電連接，所述三相自耦補償變壓器的每相串 聯繞組抽頭引線與電源零線之間均分別接有各個零線交流接觸器的常開觸點，所述PLC的 輸入端接有各個(零線)刪掉交流接觸器線圈電源的自動按鈕開關，PLC還接入有時控器，所 述時控器的電源端接三相電源線其中一相線。
2.根據權利要求1所述的三相路燈智能自動節能控制器，其特徵在於所述PLC的輸 出端和電源零線之間接有三相旁路交流接觸器的線圈，總交流接觸器的輸出接點和多路路 燈交流接觸器的輸入接點之間接有三相旁路交流接觸器的常開觸點，所述PLC的輸入端接 有三相旁路交流接觸器的控制開關。
3.根據權利要求1所述的三相路燈智能自動節能控制器，其特徵在於所述三相電源 線的其中一相線和電源零線之間接有防雷器。
全文摘要
本發明公開了一種三相路燈智能自動節能控制器，其目的是提供一種能夠自動控制路燈開關燈時間、並能隨著夜晚照明的需要對路燈實行逐步降壓供電、且在不影響夜晚正常照明的前提下，逐步減少點亮路燈數量的智能節電路燈控制器。其技術要點是根據大於路燈維持照明最低電壓的要求和夜晚路燈照明的實際需要，設置多個分別由零線交流接觸器定時控制的三相自耦變壓器串聯繞組和可以相繼定時切斷多路路燈供電的多路路燈交流接觸器，通過PLC和時控器對其進行調節控制，從而實現了定時自動開關路燈和三相自耦變壓器對路燈實行逐步降壓供電以及逐步減少點亮路燈數量的節電目的，其可節約電能20%-60%，節電效果明顯。
文檔編號H05B37/02GK102036447SQ20101057374
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月3日 優先權日2010年12月3日
發明者張軍禮 申請人:六安新宇節能科技有限公司