[发明专利]路灯专用智能节电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路照明专用智能节电器，尤其是一种用专用 变压器取代现有路灯配电变压器和现有路灯节电产品中电磁调压装 置的节电器。在夜深人少时还能自动熄灭1/2路灯。

技术背景

路灯目前广泛使用高压钠灯(高强度气体电光源HID中的一种)， 它的最佳电压为175-200V，此电压范围内灯具发光效率最高。HID灯 的节电就是通过降低灯具上的工作电压，在不影响视觉照度的前提 下，使灯具尽可能在175-200V范围内工作，既节电又不影响人的视 觉效果。HID灯对节电产品的要求，一是输出电压要能达到最佳电压； 二是在最佳电压能够稳定地工作；三是在调压过程中不发生电流冲 击、电流中断和过电压。

目前，与HID灯配套的节电技术，主要有单灯控制技术和多灯 集中控制技术两类，原理都是通过降低路灯工作电压来降低电功率， 达到节电的目的。降压是通过串联电感器，或采用自耦变压器等电磁 调压装置来调压，但电磁调压装置的自身损耗降低了节电装置的节电 率，同样串联电感器降压也存在自身损耗降低节电装置节电率的问 题。整个路灯系统的损耗，除去上述电磁调压装置和电感器的自身损 耗外，还包括路灯配电变压器的损耗，这样路灯系统的节电率就更降 低了。

本发明的核心技术是：用专用变压器取代路灯配电变压器和电 磁调压装置，使系统的总损耗降下来，从而提高了节电率；通过SSR 分接开关自动有载无触点切换变压器高压线圈中性点分接头位置(简 称档位)达到调压的目的；在比较电路输出的控制信号作用下，使分 接头始终保持在最佳电压值附近达到稳压的目的，SSR过零触发无谐 波污染电网，给路灯一个完整的正弦波形；具有夜深人少时自动熄去 1/2路灯的功能。

发明内容

为克服现有路灯节电产品存在的自身损耗多的问题，本发明提 供一种自身损耗少、节电效果显著，且不给环境带来负面影响的路灯 专用智能节电器。

本发明采用交流过零型SSR，电路采用过零触发技术，它具有在 控制信号作用下，输出端交流电压过零时开始导通，控制信号撤消后 流过的交流电流为零时关断的特性，在负载上可以得到一个完整的正 弦波形，对电网没有谐波污染。

本发明的任务是按下述方案实现的，一采用专门设计的变压器 代替现有路灯配电变压器和现有路灯节电产品中电磁调压装置的自 耦变压器，二变压器设计的关键是将通常路灯配电变压器高压侧的5 级调压改为11级调压和采用椭园形截面积略大于常规设计的非晶合 金铁芯，三采用SSR分接开关改原来的无载有触点人工切换档位调压 为有载无触点自动切换档位调压，四采用过零触发设有谐波污染。

本发明变压器高压线圈的额定电压匝数按10KV计算，而分接头 的匝数按-(4×2.5％)和+(6×5％)计算，分接头匝数的示意图如图 2所示。图2中分接头X0为额定电压10KV的匝数(标100％)，X₁-X₆为增加的匝数(额定电压匝数以外增加的匝数)，如X₁＝5％·X0(匝数)； -X₁—-X₄为减少的匝数(额定匝数以内减少的匝数)，如-X₁＝-2.5％·X0 (匝数)。线圈匝数如此设计的目的是考虑到路灯在天刚黑送电亮灯 时，正值用电高峰，电网电压低，此时采用(100％-10％)分接头匝数， 以提高低压侧输出电压值，确保HID灯触发点燃，触发点燃正常后， 自动调节分接头匝数，把灯具上电压降到175-200V的最佳电压值范 围内实现节电运行；到半夜以后电网电压升高，车辆和行人稀少，路 面照度可以低于上半夜，此时采用(100％+30％)分接头匝数调压，把 灯具上的电压降到略大于能维持灯具稳定发光的数值，可节省更多的 电能。为了进一步节省能源，路灯专用智能节电器还具有夜间自动关 掉1/2路灯的功能，设计时将道路两边的路灯对称分布，夜间关掉的 1/2路灯在道路两边呈错开分布，保证道路照度均匀。

专用变压器高压侧接10KV电网，低压侧接智能控制柜的进线端， 智能控制柜的出线端接路灯A、B、C、D4条供电线路(见图6、图7)。