路灯节能控制系统

RLD数控式路灯节能控制系统

它针对高压钠灯等气体放电灯具特点，利用当今先进的微电脑技术对灯具的电源进行优化调控，使灯具执行合理的点亮程序，极大的延长灯具寿命、减少电能浪费。产品技术档次达到世界先进水平，具有较高的性能价格比。

特点

1、 数字化智能控制

2、具有软启动/停止特性

3、模块化设计

4、可编辑程序控制参数

5、全自动补偿功能

6、高精度、高效率、高速度、高可靠

7、免维护长期稳定工作 8、低噪音

1、系统节能原理:采用高频大功率电力电子器件实现电压调幅，不能采用可控硅调压技术(谐波严重)，不建议使用变压器或电抗降压节能技术(闪灯灭灯)。

2、智能可设置8时段以上自动控制节能，多时段电压、节电率、照度由用户设置调节。

3、无触点调压，不建议采用接触器触点调节电压(闪灯灭灯)。

4、电压调节无级连续，每级调节电压步进值小于1V，调节时灯不闪不灭，无电网闪断冲击。

5、当调压时，调压速度可由用户设置，以适应灯光亮度缓慢变化和灯管电弧稳定。

6、开灯具有全电压预热，预热时间(大于10分钟)可软件设置调节。

7、节电器输出电压稳压调节范围160-220V。

8、节电器输入电压适应范围:160V-260V。

9、三相独立调节，能适应三相严重不平衡工况。

10、有手动旁路和故障自动旁路功能，节能状态到旁路以及旁路到节电状态转换，不能闪灯和灭灯。

11、具有无条件保障照明功能，过流、过压、欠压、过热自动旁路，并能记录故障代码，以便维修维护。设备损坏时不能导致灭灯，故障时不影响路灯寿命和正常运行。

12、节能设备在室外露天安装，箱体材料需采用厚为2毫米的钢板静电喷塑(保证10年不氧化)，要求防护等级不低于IP33，具有风冷系统，箱内开关选用优质品牌。

13、标准的正弦波电压(同输入电压波形)，无畸变;不额外增加照明负载电流谐波(钠灯双峰电流波形)，输入电流总谐波不增加。

14、功率因数只能提高不能降低。

15、具有监控开关灯接口和监控调压接口，可由中央控制室发出调压命令和开关灯。

16、具有自动复位功能，在停电后恢复送电时，全电压启动预热，启动完成后按工作设定自动调整进入工作状态。

17、具有防雷装置和安全接地。18、其它要求及说明。

控制原理

智慧型补偿式灯节能控制系统是专为路灯系统设计的节电器，路灯节能控制系统主要由智慧型有级功率调节器和可编程节能控制系统组成，它针对高压钠灯等隋性气体灯具特点。利用当今先进的微电脑技术对灯具的电源进行优化调控，使灯具执行合理的点亮程序，对路灯的电能和照度进行动态智能化管理，极大的延长灯具寿命、减少电能浪费。

l 数字计算机智能控制

l 可程序设定控制节电参数

l 功率调节不断流

l 旁路转换不断流

l 结构紧凑，体积小

l 无机械调节结构，稳定可靠

l 免维护长期稳定工作

⑴ 采用电力电子技术，将工频自藕变压器高频化，实现超大功率的高效率小体积化。

⑵ 利用电力电子器件，实现电压调节的无触点化。

⑶ 采用 10 位数字电位器，实现电压电压调节步进值 0.25 伏。

⑷ 电磁兼容，输出纯正弦波，电压平滑连续调节。

⑸ 在调压过程中，能量四象限流通，因此适应阻性、容性、感性等一切负载。

⑹ 采用 ARM 7TDMI 32 位工业嵌入控制，移植其它芯片也容易。

⑺ 具有全方位的智能电感保护功能。

⑻ 可制作功率不限，目前加工条件可制作 3X 6000A 。

⑼ 采用 C/C++ 开发，移植方便。

⑽ 具有 RTU 软硬件接口。

⑾ 具有无条件保障照明功能。

采用 Mni 智能电感技术，由于电压的高度平滑调节，大大降低 " 半老化 HID 灯 " 的熄火电压，灯内电弧更稳定，降压调亮节能空间更大，节电率更高，更能极大保护灯具和延长灯具的使用寿命，实现 " 按需调亮 " ， " 实时调亮 " ， " 钠灯、金卤灯宽范围调亮 " ， " 一切灯光负载调亮 " 。

软件主要完成:根据比较所得的结果控制硬件切换档位以达到路灯定时工作的要求;检测实时电网电压以控制是否要改变档位以达到电网实时监控的目的;最后则是配合主控室完成多机通信。整个智能路灯节能控制系统被分为了分时分段模块(主要通过时钟芯片DS1302和铁电存储芯片AT24C02配合完成)、电压监控调档模块(由电工参数测量芯片ATT7028加以软件判断来实现)、远程通信模块(由LM1893完成)以及实时显示模块组成。

将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制，每个季节段有着不同的开关灯时间。从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶段来对路灯进行控制，分别为交通高峰期、交通正常期和交通低谷期。这三个阶段加上避免电网电压过低的全压运行档，就构成了全压、高峰、正常、低谷四个工作时间段，根据本地区的实际情况进行划分。系统通过对日历时钟芯片DS1302

读出来的当前与铁电存储器芯片AT24C02中存储的开、关灯时间进行比较，在各档开启的时刻就切换至相应档位，在关闭的时段关闭，其余时段进行监控。在交通高峰时段，保证路灯有足够的照明度。于是正常情况下，路灯应投入第1档运行。此时，当电网电压过低(低于208 V)，则路灯应全压运行;如果电网电压过高(高于236 V)，路灯可以跳过第1档，直接投入第2档运行。在交通正常阶段，要兼顾照度和节电效果，正常情况下，路灯应该投入第2档运行。在电网电压低手205 V时，返回第1档运行;在电网电压高于242 V时，则投入第3档运行。在交通低谷阶段，重点考虑节电效果。正常情况下投入第3档运行，只有当电网电压过低(低于195 V)时，路灯才会返回第2档运行。但是由于电网的波动或干扰，可能会出现电压偶尔的不正常，若一旦检测到电压超限就切换档位，很容易造成误操作，从而导致频繁的切换。设计中采用了以下方法来避免档位的频繁切换:当路灯运行于1~2档时刻之间，需使电压维持在208~236 V之间，这里采用COUNT，COUNT_H，COUNT_L三个计数器来监测电压。COUNT从0开始，每分钟加1，加到5，即5 min后清零。COUNT_H从0开始，每min比较当前电压与电压上限值的大小，若超过上限则将COUNT_H加1，在每次COUNT清零之前，若COUNT H值等于5，则认为连续5 min电压超出上限运行，相应地将路灯运行档位切换至低一档运行;若COUNT_H值小于5，则认为是电网的波动，不进行切换。电压下限监测同理。每5 min将三个计数器同时清零。

从SPI总线上获取ATT7028检测的电工参数的计量结果，再对检测值进行校表，即可对校表寄存器赋值来进行软件校表。

显示模块主要是在控制室内显示当前时间及检测到的路灯的运行情况。

主程序与各个子模块之间采用定时中断联系，每隔1 min中断一次，在每次中断时均要完成四大任务，即读出实时时间发送至主控室，决定是否换档，根据电网波动实际情况控制决定是否改变档位，以及将原边电网电压根据实际情况发送至监控室。软件流程图如图3所示。