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本文采用“全年分三季,一季分时段”的分时控制思想实现节能的目的。在不同的时段投入不同的供电电压运行,在保证路灯正常照明的前提下,兼顾到了用电低谷期节能的效果。同时利用电力载波技术实现对路灯运行状况的实时监控。
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智能路灯节能控制器的设计与实现智能路灯节能控制器的设计与实现
本文采用“全年分三季,一季分时段”的分时控制思想实现节能的目的。在不同的时段投入不同的供电电压运行,
在保证路灯正常照明的前提下,兼顾到了用电低谷期节能的效果。同时利用电力载波技术实现对路灯运行状况
的实时监控。
0 引引 言言
随着我国经济高速发展,人民生活水平日益提高,能源和资源变得日益紧张,电力短缺已成为制约国民经济发展的突出矛
盾。目前我国照明消耗的电能约占电力生产总量的10%~20%,而城市公共照明则在照明耗电中占30%,并且近几年随着让
城市亮起来的口号的提出,全国路灯的数量仍在迅猛地增长。公共路灯节能的口号便由此而提出。通常的节能途径有两个:一
个是采用节能光源;二是采用合理的控制线路。本文在使用节能光源的情况下采用合理的控制线路来实现路灯节能。在供电系
统中,为避免送电过程中的线路损耗和用电高峰时造成末端电压过低,供电部门均采用较高电压进行传输。因此路灯承受电压
多高于灯具的额定电压。然而据调查我国小型城市晚上21:00后,大中城市00:00以后道路上几乎空无一人。从而造成了“人
少车稀灯更亮”的不合理情况。为了避免这种情况,大多数城市和地区均采用了发达国家早已淘汰了的隔盏关灯的原始路灯控
制方法。这种方法不仅导致路面照度分布不均,而且会减少路灯使用寿命。本文采用“全年分三季,一季分时段”的分时控制思
想实现节能的目的。在不同的时段投入不同的供电电压运行,在保证路灯正常照明的前提下,兼顾到了用电低谷期节能的效
果。同时利用电力载波技术实现对路灯运行状况的实时监控。
1 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计
1..1 智能路灯控制系统智能路灯控制系统
该智能路灯节能系统主要由电量检测电路、实时时钟、自耦变压器电路、显示电路及载波通信等电路组成。将一年大致分
为三个季节段来对路灯进行控制,使其在不同的季节有不同的开关灯时间。而从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶
段(高峰、正常、低谷)来对路灯进行控制。从实时时钟芯片中将当前的路灯工作状况进行相应的归类,由
1..2 电量检测电路的设计电量检测电路的设计
电量采集模块主要完成路灯电流和电压的数据采集。将采集到的信号转换为ADC电路可采集处理的模拟信号,通过电量
芯片转换为数字信号送到单片机中,检测电压和电流是否超载,依据此来控制电路负载的电压。设计中采用三相电能专用计量
芯片ATT7028A,适用于三相三线和三相四线应用,能够测量各相以及合相的有功功率、有功能量,同时还能测量各相电流、
电压有效值、功率因数、相角、频率等参数,充分满足三相复功率多功能电能表的需求。同时将电量信号存入到铁电存储器
AT24C24里,该存储器数据不易丢失,以便有功电能历史记录的查询。ATT7028A提供一个SPI接口,方便与外部单片机之间
进行计量参数以及校表参数的传递。设计中应用ATT7028A测量电流和电压有效值,采用软件校表,通过SPI接口与外部单片
机之间进行计量参数的传递,以此来检测路灯电压电流的有效值。另外对检测到的过载、过压等故障进行报警。
1..3 路灯控制电路路灯控制电路
路灯控制电路由译码电路、开关电路与变压器控制电路组成。为了使路灯分时控制取得优良的节能效果,除了要根据时间
段来开启不同档位电压外,还需要实际考虑到电网电压在不同时段的电压波动情况。故将单片机检测到的电量信号与处理的实
时时钟芯片DS1302信号作为74LS155二-四译码器译码地址输入端,译码器的四个端输出经三极管放大后分别驱动四个接触器
的线圈,而其四个触点分别对应自藕变压器的三个触头,亦即路灯四种档:全压(220 V)、高峰期档(额定电压的93%)、正常期
档(额定电压的88%)、低峰期档(额定电压的83%)。从而达到既兼顾路灯亮度又达到节能的效果。KM4接在母线上还能关闭路
灯,原理如图2所示。
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weixin_38587005
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