路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及照明领域，具体公开了一种路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控方法及装置，其方法是通过电源电压过零时刻计算出继电器投入时刻，通过电源电压过零时刻、电源电压与负载电流的相角差计算出继电器切除时刻，并根据投切效果自动迭代修正投切时刻。其装置由电压信号采集模块、电压信号调理模块、负载电流信号采集模块、负载电流信号调理模块、电能计量单元、单片机模块、复位电路模块、光电耦合器模块、控制输出单元、宽带电力线载波通信单元组成。本发明专利技术能精准实现单灯控制继电器投切时触点粘连在线防护，不受负载谐波电流影响，断开后灯具供电回路中无电流产生，且继电器本身寿命老化、性能系数畸变因素也不影响投切性能。切性能。切性能。

【技术实现步骤摘要】
路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控方法及装置


[0001]本专利技术属于路灯照明系统控制保护领域，涉及一种单灯控制继电器触点粘连在线防护方法及装置。

技术介绍

[0002]在路灯照明系统中，受灯具类型差异和其功率因数补偿器件性质多样性的影响,用继电器对单灯进行投、切过程控制时，容易产生数倍于额定电流以上的涌流或数千伏及以上的反向感生电压，时常发生继电器触点粘连，严重影响系统控制效果和运行安全。
[0003]目前公知的单灯控制继电器触点粘连防护方法有常规零压零流法和复合零压零流法。常规零压零流法是在单片机模块收到投入指令后，采集灯具供电电源电压过零时刻，在后继紧邻的电压过零时刻使继电器触点同步吸合以减小合闸涌流，防护触点投入粘连；同理，在单片机模块收到切除指令后，采集灯具负载回路电流过零时刻，在后继紧邻的电流过零时刻使继电器触点同步断开以减小反向感生电压，减少触点燃弧能量，防护触点切除粘连。但此法受限于灯具电流中大量谐波影响(灯具是非线性负载)，其电流过零时刻不能精确获得，故继电器触点切除粘连得不到有效防护。复合零压零流法是采用可控硅和继电器并联手段，接通灯具供电回路时，在电压过零时刻可控硅先导通，再由并联的继电器触点闭合保持回路正常运行，可控硅退出，实现了继电器无涌流投入；关断灯具供电回路时，继电器触点先断开，可控硅延时至电流过零时刻再断开，实现继电器触点无燃弧断开。此法成本较高，且可控硅断开后其断开电阻不是无穷大，灯具供电回路中仍存在一定的漏电流，存在安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，在不改变原有单灯控制继电器类型的前提下，提供一种有效避免路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连的在线防护方法，同时提供一种可用于实现该方法的路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连在线防护装置。
[0005]本专利技术所述的路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控方法包括以下的实施步骤：
[0006]步骤一、通过单灯控制继电器触点粘连在线防护装置的电压信号采集模块、负载电流信号采集模块，采集供电电源L与N之间的电压瞬时值u、负载回路电流瞬时值i，由电能计量单元和单片机模块计算并存储电源电压频率f、电源电压与负载电流的相角差θ；
[0007]步骤二、当继电器投入指令被触发后，单片机模块根据公式(1) 计算投入延时时间Δt
h
并通过电能计量单元捕捉电源电压过零时刻t
u0
，以t
u0
时刻为起始时间参考点，即0时刻，由t
u0
时刻开始计时Δt
h
后单片机模块发出继电器投入指令，继电器在后继电压过零时刻完成吸合动作，
[0008][0009]公式(1)中，Δt
x,2
为继电器投入动作固有时间、由继电器本身特性确定、是预设值，m为正整数、通过[2f*Δt
x,2
+1]取整计算得到， t
x
为单片机模块发出继电器投入指令后负载电流初始产生时刻、通过单片机模块和电能计量单元测得、初始值取
[0010]步骤三、当继电器切除指令被触发后，单片机模块根据公式(2) 计算切除延时时间Δt
d
并通过电能计量单元捕捉电压过零时刻t
u0
，以 t
u0
时刻为起始时间参考点，即0时刻，由t
u0
时刻开始计时Δt
d
后单片机模块发出继电器切除指令，继电器在后继电流过零时刻完成断开动作，
[0011][0012]公式(2)中，Δt
y,2
为继电器切除动作固有时间、由继电器本身特性确定、是预设值，n为正整数、通过取整计算得到，t
y
为单片机模块发出继电器切除指令后负载电流最终为0时刻、通过单片机模块和电能计量单元测得、初始值取
[0013]用于实现上述方法的路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控装置，包括电压信号采集模块、电压信号调理模块、负载电流信号采集模块、负载电流信号调理模块、电能计量单元、单片机模块、复位电路模块、光电耦合器模块、控制输出单元、宽带电力线载波通信单元。其中电压信号采集模块的输出端与电压信号调理模块的输入端电连接；负载电流信号采集模块的输出端与负载电流信号调理模块的输入端电连接；电压信号调理模块的输出端、负载电流信号调理模块的输出端均与电能计量单元的输入端电连接；电能计量单元的输出端、复位电路模块的输出端均与单片机模块的输入端电连接；单片机模块通过光电耦合器模块与控制输出单元电连接，用于完成单灯控制继电器吸合与断开动作；单片机模块通过宽带电力线载波通信单元与上位机相连接，上位机可实现读写、远程监控等功能。
[0014]进一步地，所述电压信号采集模块为电压互感器。
[0015]进一步地，所述电压信号调理模块依次由电连接的I/V转换电路、 RC滤波电路、放大电路及限幅电路组成。
[0016]进一步地，所述负载电流信号采集模块为电流互感器。
[0017]进一步地，所述负载电流信号调理模块依次由电连接的I/V转换电路、RC滤波电路、放大电路及限幅电路组成。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]一、本专利技术所述的方法及装置通过电源电压过零时刻计算出继电器投入时刻，通过电源电压过零时刻、电源电压与负载(灯具)电流的相角差θ计算出继电器切除时刻，而不再需要直接测量负载回路电流过零时刻计算继电器切除时刻，避免了谐波电流影响，电流过零时刻可以精确获得，继电器触点切除粘连得到有效在线防护；
[0020]二、本专利技术所述的方法及装置，其继电器触点属于干结点，断开后灯具供电回路中
无电流产生，不存在安全隐患；
[0021]三、本专利技术所述的方法及装置会根据继电器投入和切除动作固有时间的变化自动迭代修正投切时刻，确保继电器在电压过零投入、在电流过零切除的精准性，不受继电器本身寿命老化、性能系数畸变等因素影响，使继电器投切触点粘连得到有效在线防护。
附图说明
[0022]图1是本专利技术所述路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控装置的结构示意图。
[0023]其中，1为电压信号采集模块、2为电压信号调理模块、3为负载电流信号采集模块、4为负载电流信号调理模块、5为电能计量单元、6为单片机模块、7为复位电路模块、8为光电耦合器模块、9为控制输出单元、10为宽带电力线载波通信单元。
具体实施方式
[0024]下面结合附图1对本专利技术做进一步详细描述：
[0025]本专利技术所述路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控方法的基本内容是通过路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连在线防护装置的电压信号采集模块1、负载电流信号采集模块3，持续同步采集电源电压瞬时值u、负载回路电流瞬时值i，分别经电压信号调理模块2及负载电流信号调理模块4放大、限幅、滤波、I/V变换后，送入含有内置A/D转换器的电能计量单元5，由电能计量单元5和单片机模块6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控装置，其特征是包括电压信号采集模块、电压信号调理模块、负载电流信号采集模块、负载电流信号调理模块、电能计量单元、单片机模块、复位电路模块、光电耦合器模块、控制输出单元、宽带电力线载波通信单元；其中电压信号采集模块的输出端与电压信号调理模块的输入端电连接；负载电流信号采集模块的输出端与负载电流信号调理模块的输入端电连接；电压信号调理模块的输出端、负载电流信号调理模块的输出端均与电能计量单元的输入端电连接；电能计量单元的输出端、复位电路模块的输出端均与单片机模块的输入端电连接；单片机模块通过光电耦合器模块与控制输出单元电连接，用于完成单灯控制继电器吸合与断开动作；单片机模块通过宽带电力线载波通信单元与上位机电连接，上位机实现读写、远程监控功能。2.路灯照明系统单灯控制继电器触点粘连防控装置的防控方法，其特征是包括以下的实施步骤：步骤一、通过电压信号采集模块、负载电流信号采集模块，采集供电电源L与N之间的电压瞬时值u、负载回路电流瞬时值i，由电能计量单元和单片机模块计算并存储电源电压频率f、电源电压与负载电流的相角差θ；步骤二、当继电器投入指令被触发后，单片机模块根据公式(1)计算投入延时时间Δt
h
并通过电能计量单元捕捉电源电压过零时刻t
u0
，以t
u0
时刻为起始时间参考点，即0时刻，由t
u0
时刻开始计时Δt
h
后单片机模块发出继电器投入指令，继电器在后继电压过零时刻完成吸合动作，公式(1)中，Δt
x,2
为继电器投入动作固有时间、由继电器本身特性...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄俊超，张高强，杜乐，梁旭涛，王伟，于小龙，
申请(专利权)人：西安华瑞网电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：