Управляемый комплекс стабилизации и регулирования напряжения в сетях наружного освещения

Полезная модель относится к средствам управления осветительным оборудованием в сетях наружного освещения с газоразрядными лампами высокого давления и электромагнитными балластами. Целью разработки управляемого комплекса является обеспечение энергосбережения без потери качества освещения дорожного покрытия и обеспечения тем самым безопасности дорожного движения. Сокращение энергозатрат достигается за счет оснащения осветительных установок оборудованием, позволяющим исключить перерасход мощности из-за повышения напряжения в нестабилизированной сети, а также реализовать перевод осветительных установок на режим пониженного электропотребления в определенные часы их работы. Требуемый технический результат обеспечивается включением в систему управления осветительным оборудованием стабилизатора-регулятора фазного напряжения в сети, выполненного на базе автотрансформатора с выходными отводами, переключаемыми мощными тиристорами. Стабилизатор-регулятор связан с системным контроллером, содержащим модуль удаленного доступа, что позволяет управлять стабилизатором-регулятором напряжения дистанционно с компьютера диспетчера. 1 з.п.ф., 1 илл.

Полезная модель относится к средствам централизованного управления осветительным оборудованием и может быть использована преимущественно для управления освещением городов и автомобильных дорог, а также тепличных хозяйств.

Целью разработки управляемого комплекса является обеспечение энергосбережения в сетях наружного освещения с газоразрядными лампами высокого давления и электромагнитными балластами без потери качества освещения дорожного покрытия и обеспечения этим безопасности дорожного движения. Целью разработки является также расширение функциональных возможностей управления наружным освещением, в том числе с контролируемым повышением напряжения в осветительных установках (ОУ) в заданных пределах с одновременным увеличением их светового потока.

Как показывает опыт электротехнических компаний, наиболее эффективное сокращение энергозатрат на освещение в существующих сетях электроснабжения осветительных установок, оборудованных светильниками с газоразрядными лампами высокого давления и электромагнитными балластами, достигается за счет их оснащения специальным оборудованием, которое позволяет исключить перерасход мощности из-за повышения напряжения в нестабилизированной сети, а также реализовать перевод ОУ на режим пониженного электропотребления в определенные часы их работы.

Известна система управления освещением, содержащая котроллер, соединенный с фотодатчиками и с каналами управления, и имеющий дискретные входы и выходы.

Система содержит по меньшей мере восемь каналов управления, каждый из которых управляется контроллером по индивидуальной программе, причем три из указанных каналов соединены с отдельными силовыми модулями для плавного регулирования яркости ламп освещения, а пять каналов соединены с дискретными выходами. При этом число дискретных входов равно по меньшей мере четырем (патент 83889, опубл. 20.06.09).

Недостатком данной системы является сложность ее исполнения, способность регулировать мощность только ламп накаливания в жилых помещениях, а также недостаточная эффективность энергосбережения.

В системе управления освещением по патенту 98315, опубл. 10.10.10., регулирование светового потока отдельно взятых источников света при их расположении, в том числе и на значительном расстоянии, осуществляется с помощью контроллера с часами реального времени. В системе имеются также силовые модули, связанные с источниками света, и фото датчики с микропроцессорами. Контроллер, силовые модули и фотодатчики снабжены приемо-передатчиками для беспроводной связи. Контроллер содержит модуль удаленного доступа, позволяющий управлять любым из процессов посредством внешнего устройства ввода-вывода. Указанная система позволяет дистанционно отслеживать, выявлять сбои в работе и изменять параметры каждого источника света в зависимости от заранее заданных режимов.

Недостатком указанной полезной модели является управление конкретным силовым модулем, т.е. контроллер может включить/выключить или включить с требуемой яркостью только один источник света при наличии сигнала с фотодатчика.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является комплексная система управления осветительным оборудованием, представленная в описании к полезной модели по патенту 102867, опубл. 10.03.11.

В данной системе имеется блок контроля и управления, модем блока, первый вход-выход которого соединен с первым входом-выходом блока контроля и управления, а также сетевой модем, первый вход-выход которого соединен через канал связи со вторым входом-выходом модема блока контроля и управления. В систему дополнительно включен центр управления, блок сопряжения с центром управления и блок контроля и управления светильником.

Заданный технический результат - расширение функциональных возможностей - достигается тем, что канал связи выполнен в виде GSM канала связи. Работает данная система следующим образом.

Центр управления в виде автоматизированного устройства, основу которого составляет программируемое устройство на основе ЭВМ, осуществляет контроль и управление освещением населенного пункта в целом, крупных магистралей или группы малых населенных пунктов. Он формирует команды изменения режимов освещения, а также ограничения или снятие ограничений по группе светильников. Формируемые в центре управления команды (данные) выделяются блоком сопряжения, который может быть выполнен в виде канального фильтра, и поступает в блок контроля и управления.

В описании к данной полезной модели подробно рассмотрена работа системы применительно к отдельному светодиодному светильнику. В этом случае формируемые блоком контроля и управления сигналы передаются через модем блока и канал связи в сетевой модем. В сетевом модеме поступающий сигнал управления через канал связи вводится в электрическое сетевое напряжение и совместно с ним через блок контроля и управления светильником передается в блок питания светильника. В последнем блоке осуществляется разделение управляющего и сетевого сигналов. Сетевой сигнал в виде питающего напряжения передается в блок питания светильника для преобразования в постоянное напряжение.

Несмотря на ряд функциональных преимуществ, позволяющих оперативно и дистанционно управлять параметрами работы светильника, в частности, формируемым световым потоком, указанный комплекс имеет следующие недостатки: разработанная система используется для контроля и управления светодиодным осветительным оборудованием.

Однако, в настоящее время в нашей стране значительно шире распространены более дешевые светильники с газоразрядными лампами высокого давления. Для таких ламп особенно важна стабильность напряжения в сети. В полезной модели наиболее близкой к заявляемому техническому решению, блок контроля и управления не позволяет исключить перерасход мощности из-за превышения напряжения в нестабилизированной сети и тем самым не обеспечивает режим максимального энергосбережения.

Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, выражен в повышении эффективности работы осветительных установок (ОУ) со светильниками с газоразрядными лампами высокого давления и расширении функциональных возможностей системы за счет использования специального оборудования, позволяющего стабилизировать напряжение в сети и реализовать перевод ОУ на режим пониженного энергопотребления в определенные часы их работы без 100%-ного выключения отдельных фаз.

Указанный технический результат достигается тем, что заявленный комплекс включает стабилизатор-регулятор фазного напряжения в сети, выполненный на базе автотрансформатора с выходными отводами, переключаемыми мощными тиристорами. Стабилизатор-регулятор связан с контроллером, содержащим модуль удаленного доступа, что позволяет управлять стабилизатором-регулятором напряжения дистанционно с компьютера диспетчера.

обеспечивает возможность объединения пунктов питания в группы с целью группового управления ими.

На чертеже (рис.1) представлена функциональная схема работы комплекса. Заявляемый комплекс стабилизации и регулирования напряжения в сетях наружного освещения содержит сетевой выключатель I, блок стабилизатора-регулятора II, блок системного контроллера III, счетчик электроэнергии IV, вводно-распределительный шкаф V, телеметрический сервер VI и осветительные установки VII.

Комплекс также включает:

1 - тракт включено/выключено блока II (фидеры ночного освещения); 2 - тракт включено/выключено «ночной режим»; 3 - тракт входа/выхода интерфейс-контроля блока II; 4 - тракт интерфейса счетчика электроэнергии; 5 - тракт контроля наличия входного напряжения; 6 - тракт тревожных команд; 7 - выход фазных напряжений на вводно-распределительный шкаф; 8 - выход фазных напряжений на фидеры ночного освещения; 9 - тракт контроля наличия напряжения на фидере наружного освещения.

Работает комплекс стабилизации и регулирования напряжения в сетях наружного освещения следующим образом.

Стабилизатор-регулятор напряжения задает и поддерживает с допуском +2,5% заданное значение напряжения на входе каждого фидера ОУ, обеспечивая постоянство потребляемой мощности во всей группе светильников и за счет этого повышая энергосбережение в ОУ. Помимо этого, одновременно и одинаково по всем трем фазам снижается выходное напряжения в режиме ночного энергопотребления, что приводит к снижению светового потока и потребляемой мощности в ОУ, используемых для освещения улиц, шоссейных магистралей, тоннелей и др. Это исключает неравномерность освещения дорожного покрытия и повышает безопасность движения транспорта по сравнению с системой выключения фонарей через один, что происходит в ОУ, где управление энергосбережением производится простым выключением фазного напряжения в ночные часы на одной или двух фазах питаемого фидера при 100% потере светового потока части светильников.

Таким образом, благодаря использованию стабилизатора-регулятора напряжения в сочетании с системным контроллером и сервером телеметрического управления достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении энергосбережения, расширении функциональных возможностей и сохранении безопасных условий дорожного движения в ночное время.

1. Управляемый комплекс стабилизации и регулирования напряжения в сетях наружного освещения, содержащий блоки контроля и дистанционного управления, отличающийся тем, что включает стабилизатор-регулятор фазного напряжения в сети, контролируемый блоком системного контроллера.

2. Управляемый комплекс по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор-регулятор регулирует световой поток по каждой фазе питаемых фидеров.