壓變壓器使用時(shí)，從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組。通常把同時(shí)屬于一次和二次的那部分繞組稱為公共繞組，其余部分稱為串聯(lián)繞組，同容量的自藕變壓器與普通變壓器相比，不但尺寸小，而且效率高、損耗小、造價(jià)低，并且變壓器容量越大，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就越加突出。在自耦變壓器繞制時(shí)根據(jù)調(diào)壓的需求在二次繞組分配多個(gè)抽頭，在輸入電壓一定的情況下，不同的抽頭對(duì)應(yīng)不同的輸出電壓，來實(shí)現(xiàn)多擋調(diào)壓和節(jié)能控制輸出。
[0037]通過對(duì)變壓器輸出的電壓、電流、功率的檢測(cè)來判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)生過載和過熱情況下退出調(diào)壓節(jié)能模式，將自耦變壓器旁路，保護(hù)自耦變壓器和單燈節(jié)能控制設(shè)備，并發(fā)出實(shí)時(shí)報(bào)警。如果在調(diào)壓過程中監(jiān)測(cè)到輸出功率突然變小，結(jié)合電流、功率因數(shù)等綜合判斷出現(xiàn)熄燈現(xiàn)象，自動(dòng)進(jìn)行全壓重啟，燈具啟動(dòng)后穩(wěn)定一段時(shí)間再執(zhí)行調(diào)壓節(jié)能控制。如反復(fù)出現(xiàn)熄燈現(xiàn)象，則退出調(diào)壓節(jié)能模式。
[0038]單燈節(jié)能控制系統(tǒng)的原理:
[0039]如上圖2所示，Μ⑶采用基于ARMCortex_M3內(nèi)核的高性能、低成本、低功耗的嵌入式處理器，提供單燈節(jié)能控制器的數(shù)據(jù)運(yùn)算及各個(gè)功能模塊數(shù)據(jù)處理功能；電能計(jì)量模塊采用高精度電能計(jì)量芯片及高精度傳感器，能夠采集路燈的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、有功電度等運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)燈具的運(yùn)行提供全面的運(yùn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元采用大容量E2PR0M掉電后數(shù)據(jù)不丟失存儲(chǔ)芯片，保存用來存放硬件設(shè)置數(shù)據(jù)；電源模塊包括寬電壓AC/DC模塊及其過壓保護(hù)、電源濾波、線性穩(wěn)壓等相關(guān)電路，為單燈節(jié)能控制器各功能模塊提供穩(wěn)定有效的電源供應(yīng);實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊包括高精度帶溫度補(bǔ)償功能的時(shí)鐘管理芯片，為單燈節(jié)能控制器的定時(shí)控制提供精準(zhǔn)的時(shí)鐘依據(jù)；電力載波通信模塊利用已有的電力線作為通信信道，采用電力線數(shù)字?jǐn)U頻(SST)技術(shù)或正交頻分多路復(fù)用(OFDM)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)與智能集中器及其他單燈節(jié)能控制器的通信與組網(wǎng)；自耦降壓模塊包含自耦降壓變壓器及其檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)160V-220V電壓調(diào)整的同時(shí)，對(duì)變壓器的溫升、電壓、電流、功率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)過熱、過流等運(yùn)行異常及時(shí)進(jìn)行報(bào)警和自我保護(hù)。
[0040]軟切換技術(shù)原理:軟切換(Soft Hand-off)是指在的自耦調(diào)壓器在不同擋位之間變換時(shí)的電路切換。在切換過程中，電壓輸出與原擋位和新?lián)跷欢急３蛛姎膺B接，只有當(dāng)輸出線路與新的擋位建立穩(wěn)定連接后，才斷開與原擋位的連接。自耦變壓器調(diào)壓系統(tǒng)獨(dú)有的切換功能，可有效提高切換可靠性，保證電壓的不間斷輸出。
[0041]如上圖3所示，在調(diào)壓時(shí)不同電壓的輸出通過不同的擋位需要完成，硬切換是從狀態(tài)1直接跳變到狀態(tài)5，中間有一瞬間電壓跌落，會(huì)導(dǎo)致燃燒燈具的溫度降低，極易出現(xiàn)燈具熄滅。并且高壓鈉燈的鎮(zhèn)流器電感在電流斷開的瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的反向電動(dòng)勢(shì)，對(duì)繼電器的觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)黏連。
[0042]軟切換是再額外增加一個(gè)電阻回路，轉(zhuǎn)換的過程為狀態(tài)1->狀態(tài)2_>狀態(tài)3_>狀態(tài)4_>狀態(tài)5。接收到調(diào)壓控制命令后，由狀態(tài)1切換到狀態(tài)2，主回路保持擋位1連接，電阻回路接入擋位2，兩個(gè)擋位同時(shí)接入輸出端;狀態(tài)2切換到狀態(tài)3，主回路斷開擋位1，電阻回路保持連接擋位2，此時(shí)只有電阻回路連接，輸出電壓略降;狀態(tài)3切換到狀態(tài)4，主回路連接擋位2，電阻回路保持連接擋位2，此時(shí)電阻回路被短接，輸出電壓切換到期望電壓;狀態(tài)4切換到狀態(tài)5，主回路連接擋位2，電阻回路斷開擋位2，此時(shí)電阻回路不再起作用，主回路完成從擋位1到擋位2的切換，軟切換過程完成。
[0043]電阻選用金屬殼功率電阻，阻值的大小根據(jù)單燈節(jié)能控制器的型號(hào)和受控?zé)艟叩墓β蕘磉x定，一般在5-20歐姆。阻值太小會(huì)導(dǎo)致電阻電流較大，發(fā)熱量大;阻值太大則電阻分壓較大，電壓過渡不平穩(wěn)。
[0044]如圖4所示，單燈節(jié)能控制系統(tǒng)調(diào)壓控制流程圖，微控制器開始調(diào)壓，進(jìn)行軟切換，電參數(shù)的檢測(cè)并將電參數(shù)傳輸至微控制器，微控制器判斷該燈具對(duì)應(yīng)的電流及功率是否超過設(shè)定值，如果是，則報(bào)警并退出調(diào)壓，否則，繼續(xù)判斷功率是否過小導(dǎo)致燈具熄滅，如果是，則報(bào)警并退出調(diào)壓，否則，繼續(xù)對(duì)燈具溫度進(jìn)行檢測(cè)，判斷溫度是否超限，如果是，則報(bào)警并退出調(diào)壓，如果是否，則繼續(xù)進(jìn)行電參數(shù)的檢測(cè)。
[0045]該單燈節(jié)能控制系統(tǒng)應(yīng)用于道路照明光源廣泛采用的高壓鈉燈、金鹵燈，通過降低燈具供電電壓的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)電控制。降壓節(jié)電控制的方案采用多擋軟切換降壓，每擋節(jié)能率在10%左右，滿足不同區(qū)域、不同時(shí)段對(duì)輕度節(jié)電、中度節(jié)電、深度節(jié)電等不同節(jié)電量要求。在后半夜電網(wǎng)電壓較高時(shí)，在保證照明所需光照度和均勻度的同時(shí)，取得了顯著的節(jié)電效果。
[0046]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于軟切換多擋調(diào)壓的單燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是，包括微處理器，所述微處理器與自耦降壓模塊通信，微處理器還通過電力載波通信模塊與智能集中器通信，微處理器采集路燈的運(yùn)行數(shù)據(jù)并上傳至智能集中器，由智能集中器上傳至主站服務(wù)器，微處理器對(duì)自耦降壓模塊中自耦變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，微處理器接收智能集中器的控制指令對(duì)自耦變壓器進(jìn)行軟切換實(shí)現(xiàn)開關(guān)燈控制和多擋平穩(wěn)調(diào)壓控制； 所述微處理器還分別與電能計(jì)量模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊及實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊通信，微處理器由電源模塊進(jìn)行供電。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于軟切換多擋調(diào)壓的單燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是，所述電能計(jì)量模塊采用高精度電能計(jì)量芯片及高精度傳感器，能夠根據(jù)路燈的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率及有功電度，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具的運(yùn)行提供全面的運(yùn)行監(jiān)控。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于軟切換多擋調(diào)壓的單燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是，所述電源模塊包括寬電壓AC/DC模塊及與其相連的過壓保護(hù)電路、電源濾波電路及線性穩(wěn)壓電路。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于軟切換多擋調(diào)壓的單燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是，所述電力載波通信模塊利用已有的電力線作為通信信道，采用電力線數(shù)字?jǐn)U頻技術(shù)或正交頻分多路復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)與智能集中器及其他單燈節(jié)能控制系統(tǒng)的通信與組網(wǎng)。5.如權(quán)利要求1所述的一種基于軟切換多擋調(diào)壓的單燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是，所述自耦降壓模塊包含自耦降壓變壓器及其檢測(cè)電路，自耦降壓變壓器的輸入端接市電電源，輸出端串聯(lián)擋位切換單元后與需要調(diào)壓的負(fù)載燈具相連，實(shí)現(xiàn)160V-220V電壓的調(diào)整，同時(shí)，檢測(cè)電路對(duì)自耦降壓變壓器的溫升、輸出電壓、輸出電流、輸出功率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)過熱、過流的運(yùn)行異常及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。6.如權(quán)利要求5所述的一種基于軟切換多擋調(diào)壓的單燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是，自耦變壓器在軟切換中，在輸出端額外增加一個(gè)繼電器串聯(lián)電阻回路，該電阻回路與擋位切換單元并聯(lián)。7.如權(quán)利要求6所述的一種基于軟切換多擋調(diào)壓的單燈節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征是，所述電阻回路中電阻選用金屬殼功率電阻，阻值的大小根據(jù)單燈節(jié)能控制系統(tǒng)和受控?zé)艟叩墓β蕘磉x定，范圍在5-20歐姆。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于軟切換多擋調(diào)壓的單燈節(jié)能控制系統(tǒng)，包括微處理器，所述微處理器與自耦降壓模塊通信，微處理器還通過電力載波通信模塊與智能集中器通信，微處理器采集路燈的運(yùn)行數(shù)據(jù)并上傳至智能集中器，由智能集中器上傳至主站服務(wù)器，微處理器通過自耦降壓模塊對(duì)自耦變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，微處理器接收智能集中器的控制指令對(duì)自耦變壓器進(jìn)行軟切換實(shí)現(xiàn)開關(guān)燈控制和多擋平穩(wěn)調(diào)壓控制，本實(shí)用新型采用軟切換技術(shù)，可有效提高切換可靠性，保證電壓的不間斷輸出，避免了電壓瞬間跌落引起高壓鈉燈的熄燈現(xiàn)象。
【IPC分類】H05B37/02
【公開號(hào)】CN205105442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520942655
【發(fā)明人】張坤, 郝敬全, 蔣德民, 馬述杰, 馬述浩, 毛新東, 齊鵬, 許孝剛, 宋春雷, 趙吉祥, 王淑平
【申請(qǐng)人】泰華智慧產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日