一种变电站室外自适应控制照明系统及方法与流程

本发明属于室外照明控制和节能技术领域，具体涉及一种变电站室外自适应控制照明系统及方法。

背景技术：

变电站室外照明不仅要考虑使用安全，运行可靠，安装和维护的方便，还应该注意它的经济节能效果。

室外照明节能原则：首先应采用先进的技术，充分发挥照明设施的效益，以较少的费用，获取较大的照明效果，其次要符合我国当前电力供应，设备和材料方面的生产水平。最后在进行照明系统设计时,应充分考虑照明设施的节能。在满足功能要求的前提下，将节能技术应用到变电站电气计中，从而真正达到节约电能，降低生产成本。

以一个手动操作室外照明的特高压变电站为例，设计院设计整个变电站的照明时已充分考虑室外照明的节能原则，选用节能产品，合理布置，以获取较大的照明效果。但日常运行使用时，每天需要人员在后台手动一个个开启，比较麻烦，而且经常由于人为原因无法做到时开、时关。晚间巡视时，室外灯没开现场人员需打电话联系后台人员一个个开启；天亮了，上夜班的人员忘关照明，造成电能的浪费，也降低灯器具的使用时间。查找图纸发现一个特高压变电站室外所有照明的功率为40kW左右，如忘关照明2个小时，就造成80kWh的电能浪费。

再者，变电站照明回路中串有有熔断器，回路发生短路时，熔断器熔断可以实现保护回路的作用，但无法及时发现短路故障而影响检修的时间。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种变电站室外自适应控制照明系统及方法，能够实现对室外照明的自动控制，同时具有对照明回路进行在线检测功能，并且实现简单。

为解决上述技术问题，本发明提供一种变电站室外自适应控制照明系统，包括自动控制单元、手动控制单元、线路检测单元和电源；

所述自动控制单元包括单片机控制模块、光电转换模块、照明回路模块和照明灯；所述光电转换模块用于将变电站室外的光度信号转换为电压信号发送给单片机控制模块，所述单片机控制模块包括数据采集模块和AD数模转换模块，所述数据采集模块用于采集光电转换模块发送的电压信号，由AD数模转换模块将电压信号进行转换后输送给照明回路，再由照明回路模块向照明灯供电；

所述手动控制单元包括操作控制模块和信号调理电路模块，所述信号调理电路模块分别与所述操作控制模块和单片机控制模块相连，所述操作控制模块用于发出操作指令，通过信号调理电路模块传输给单片机控制模块；

所述线路检测单元包括电流传感器和报警器，所述电流传感器用于将照明回路模块中的电流信号转换成电压信号传输给单片机控制模块，若照明回路中发生短路，则所述单片机控制模块通过报警电路向报警器发送指令，由报警器发出报警声，同时报警器的灯亮；

所述电源用于向自动控制单元、手动控制单元和线路检测单元供电。

进一步，所述光电转换模块为光敏电阻。

进一步，所述单片机控制模块的型号为MSP430F2254。

进一步，所述电源为380V或220V交流电源，通过降压整流后变为直流电，再经过稳压芯片稳压输送给系统。

本发明还提供一种变电站室外自适应控制照明方法，包括以下步骤：

步骤一，数据采集；

打开电源，变电站室外自适应控制照明系统开始后，启动单片机控制模块中的采样程序进行数据采集，具体为：a.光电转换模块将变电站室外的光度信号转换为电压信号发送给单片机控制模块，由单片机控制模块的数据采集模块采集光电转换模块发送的电压信号；b.电流传感器将照明回路模块中的电流信号转换为电压信号发送给单片机控制模块；c.操作控制模块发出操作指令，经信号调理电路模块传输给单片机控制模块；

步骤二，判断是否达到采样时间，若为达到采样时间，则重复步骤一，否则，则执行步骤三；

步骤三，数据预处理；

单片机控制模块对采集到的数据进行预处理，得到光电转换模块的电压信号U₁、电流传感器将照明回路模块中的电流信号转换为电压信号的有效值U₂；

步骤四，单片机控制模块判定照明回路模块中的电压信号有效值U₂是否大于电压额定值U_N的1.2倍，若大于，则照明回路发送短路故障，断开照明回路，同时单片机控制模块通过报警电路向报警器发送报警指令，否则，执行步骤五；

步骤五，单片机控制模块判定操作控制模块发送的操作指令，若为手动模式，则执行操作控制模块的操作指令，否则，则执行步骤六；

步骤六，单片机控制模块根据管道转换模块的电压信号U₁对照明回路模块进行自动控制：当电压信号U₁大于固定阈值时，开启照明；当电压信号U₁小于固定阈值时，关闭照明。

进一步，所述光电转换模块为光敏电阻。

进一步，所述单片机控制模块的型号为MSP430F2254。

进一步，所述电源为380V或220V交流电源，通过降压整流后变为直流电，再经过稳压芯片稳压输送给系统。

本发明所达到的有益技术效果：本发明提供的变电站室外自适应控制照明系统，具有手动和自动两种控制模式，对室外照明灯进行控制，正常时，选择自动模式，根据室外光线强弱对照明回路模块进行自动控制，天黑时开启照明，天亮时关闭照明；红外测温、熄灯巡视等特殊情况时，选择手动模式，执行操作控制模块的手动控制命令。同时本发明还可以判断照明回路是否发生短路，当发生短路故障时，报警灯亮并发报警声。而且该结构简易工程易于实现，减少运维人员操作的工作量，明显节约变电站的电能消耗，提高照明装置的使用寿命。另外，本发明还提供一种变电站室外自适应控制照明方法，操作方法简单，容易实现。

附图说明

图1本发明之变电站室外自适应控制照明系统组成框图；

图2本发明之变电站室外自适应控制照明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供一种变电站室外自适应控制照明系统，包括自动控制单元、手动控制单元、线路检测单元和电源；

所述自动控制单元包括单片机控制模块、光电转换模块、照明回路模块和照明灯；所述光电转换模块为光敏电阻，用于将变电站室外的光度信号转换为电压信号发送给单片机控制模块，所述单片机控制模块的型号为MSP430F2254，包括数据采集模块和AD数模转换模块，所述数据采集模块用于采集光电转换模块发送的电压信号，由AD数模转换模块将电压信号进行转换后输送给照明回路，再由照明回路模块向照明灯供电，该单片机控制模块具有采样保持功能，数据采集频率为2000Hz，采用周期为0.5s。

所述手动控制单元包括操作控制模块和信号调理电路模块，所述信号调理电路模块分别与所述操作控制模块和单片机控制模块相连，所述操作控制模块用于发出操作指令，通过信号调理电路模块传输给单片机控制模块；

所述线路检测单元包括电流传感器和报警器，所述电流传感器用于将照明回路模块中的电流信号转换成电压信号传输给单片机控制模块，若照明回路中发生短路，则所述单片机控制模块通过报警电路向报警器发送指令，由报警器发出报警声，同时报警器的灯亮；

所述电源为380V或220V交流电源，通过降压整流后变为直流电，再经过稳压芯片稳压输送给自动控制单元、手动控制单元和线路检测单元。

如图2所示，本发明还提供一种变电站室外自适应控制照明方法，包括以下步骤：

步骤一，数据采集；

打开电源，所述电源为380V或220V交流电源，通过降压整流后变为直流电，再经过稳压芯片稳压输送给系统。变电站室外自适应控制照明系统开始后，启动型号为MSP430F2254单片机控制模块中的采样程序进行数据采集，具体为：a.光电转换模块将变电站室外的光度信号转换为电压信号发送给单片机控制模块，由单片机控制模块的数据采集模块采集光电转换模块发送的电压信号，其中，光电转换模块为光敏电阻；b.电流传感器将照明回路模块中的电流信号转换为电压信号发送给单片机控制模块；c.操作控制模块发出操作指令，经信号调理电路模块传输给单片机控制模块；

步骤二，判断是否达到采样时间，若为达到采样时间，则重复步骤一，否则，则执行步骤三；

步骤三，数据预处理；

单片机控制模块对采集到的数据进行预处理，得到光电转换模块的电压信号U₁、电流传感器将照明回路模块中的电流信号转换为电压信号的有效值U₂；

步骤四，单片机控制模块判定照明回路模块中的电压信号有效值U₂是否大于电压额定值U_N的1.2倍，若大于，则照明回路发送短路故障，断开照明回路，同时单片机控制模块通过报警电路向报警器发送报警指令，否则，执行步骤五；

步骤五，单片机控制模块判定操作控制模块发送的操作指令，若为手动模式，则执行操作控制模块的操作指令，否则，则执行步骤六；

步骤六，单片机控制模块根据管道转换模块的电压信号U₁对照明回路模块进行自动控制：当电压信号U₁大于固定阈值时，开启照明；当电压信号U₁小于固定阈值时，关闭照明。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。