广州市保瓦电子科技有限公司

 照明节电器产品系列之NE系列智能照明调控装置

保瓦博士NE系列智能照明控制器主要技术功能简介

保瓦博士NE系列智能照明调控装置，集电磁技术、智能化控制技术、数据控制技术于一体，在可控和平缓的方式下智能调节，使输出电压稳定在设定的额定值范围之间，实现公共照明系统的工作电流与与亮度需求的理想结合，达到节电和优化供电目的，节电率可高达40%，对用电系统的保护作用可使其寿命延长3-4倍。

本产品主要采用进口元器件，且极少运用活动的元器件，生产流程中通过完善的品质控制，保证了极高的产品工作安全性，因而确保为用户单位提供更安全可靠和更优性能的产品服务。广泛应用于市政道路、高速公路、桥梁、隧道、园林、码头、观光景灯、体育广场、游乐场所、广告灯箱等公共照明环境，适用的灯具类型：高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯、高压汞灯、荧光灯等所有气体放电式照明灯具。

智能照明控制器产品优势：

●高智能化控制系统

保瓦博士NE系列智能照明调控装置安装于线路前端，可通过内置的智能控制器或可编程控制器、时间继电器、光敏控制器等，对节电系统的工作曲线进行自动控制，从而轻松调控整条线路上的负载。

●微处理器存储程式

微处理器存储的程序，可以控制设备所有的运行方式，检测保瓦博士NE系列智能照明调控装置的输出电压、旁路及运行情况，传送校正电压所需要的指令，并通过控制外部信号实现公称电压和节电电压的转换。它还可以通过RS-232或RS-485接口，实现与计算机之间的信息传送和对系统的监控。在特殊情况下，需要对智能照明调控装置进行人工调控时，可以通过RS232接口实行远程的控制和遥控。

●软启动功能

软启动时间可以设定在0.5—120秒范围内，允许照明系统在极大负载情况下平稳启动，可以大大延长灯具的使用寿命。

●无触点稳压、恒压功能。

保瓦博士NE系列智能照明调控装置的调压系统对电网的过欠压进行快速自动补偿，为负载提供稳定的正弦波电压。额定电压、节电电压水平以及斜坡式升压和降压都是在约0.1s内瞬间完成，因此，照明设备既不会因突然的电压过低而灭弧，也不会因电压过高而烧毁。保瓦博士NE系列智能照明调控装置的这一稳压装置对电网无任何干扰，同时还可以提高特定负载的功率因数，减少无功损耗；其软启动功能、稳压水平及慢斜坡方式的电压下调功能，增加了对照明系统的保护作用。

●三相独立控制功能

在同一照明系统中，可以混合不同类型的灯具，对于每一相都可以进行独立的输入电压调整与节电控制，操作性强，并且可承受三相不平衡负载。

●手动与自动旁路功能。

在出现故障、或过载、或超温时执行旁路，使该相的照明与电源电压直接接通，从而维持正常照明。该旁路单元是一种静态装置，每一相相互独立，并且都装有磁热保护开关。

●可选型功能：多时段调压功能、天体钟（URBIASTRO 2000或BW-3型）自动跟踪控制开关时间功能、防盗报警功能等。

●选型规格：

产品型号：NE10，NE15，NE20，NE30，NE45， NE60，NE80，NE100，NE120，NE150，NE160，NE200。

产品型号：NE10-I，NE15-I，NE20-I，NE30-I，NE45-I，NE60-I，NE80-I，NE100-I，NE120-I，NE150-I，NE160-I，NE200-I。

产品型号：NE10-T，NE15-T，NE20-T，NE30-T，NE45-T，NE60-T，NE80-T，NE100-T，NE120-T，NE150-T，NE160-T，NE200-T。

智能照明控制器效益分析

保瓦博士NE系列产品节能效果明显，可于短期内收回投资成本。

让我们对以下照明现场进行简要分析:

路段负载:100盏高压钠灯，每盏400W，电网电压稳定在220V

每年照明总小时数:365天X12小时/天=4,380小时

每千瓦时的电费:0.8元/度

平均照明高压钠灯灯具实际使用寿命:4, 000小时(一般为3, 000小时、5,000小时)

更换每只400W高压钠灯的人工费及材料费:400元

高压钠灯平均节电率:30%

直接节能效益分析：

照明总功率:40 kw

每天用电量:480 kwh

每天电费消耗:384元

采用NE系列后每年节约电费:

480kwhX0.8元/kwhX30%X365天=42, 048元

间接节能效益分析：

使用NE系列前，灯具寿命平均为4, 000,1、时，即每年更换灯具1. 1次

使用NE系列后，灯具寿命平均为5, 2001、时，即每年更换灯具0. 8次

每年节约灯具更换的费用:100盏X400元x (1 .1-0.8)=12.000元

总结:40KW路段每年节省费用共计54, 048元，回收期不超过8个月，如果电网电压常在230V上下波动，则节能收益更为明显，230V上下波动节电率在35%以上，其节电所带来的效益更为可观。

快速回收投入成本：由于节电效果显著，“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统的投资返还期大约在6个月至两年之间，这将取决于“保瓦博士”的功率、安装数量等。

“保瓦博士”NE系列智能照明控制器介绍
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置的前身，是已有25年生产历史的著名的“RE2”稳压器。经过改进并运用最先进的技术后，“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置确保其极高的可靠性和输出能力。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置作为电子电压稳定器，具有两个完全不同的电路：一个电路用于额定电压水平，而另一个电路则用于较低的水平，称之为节电水平。只有输入的电压仍处于复位值范围以内，它就能够保证向照明系统提供正确的额定电压或节电电压。
通过受控的、缓慢的、稳定的方式进入到节电模式，从而适度降低照明亮度，满足各种要求。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统主要的结构组件包括：

· 每相带多组抽头的补偿变压器

· 每相（依功率而定）的升压变压器

· 每相微处理器的电子控制单元

· 通过遥控实施的步进式启动

· RS-485通讯通道

· 节电水平时间段控制

· 手动旁路（可选项）

“保 瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统是对每相进行独立调节的装置，亦即每一相都是通过一个电子单元进行独立的处理。电子单元采用最先进的微处理器进行运 算处理，采用特定的通讯协议，通过RS-485接口与计算机通讯，由计算机控制或给出如稳压或进入节电状态的指令，同时也允许计算机查询“保瓦博士”NE 系列智能照明调控装置系统的运行状态。
在每一相均有一系列发光二极管，显示“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统在任何时候所处的状态。取自所连接的补偿变压器：有关节电指令是否在执行，是处理斜坡上升增压状态还是斜坡下降减压状态。
“保瓦博士” NE系列智能照明调控装置系统每一相均受到各自的磁热开关保护。磁热开关有防止主开关跳闸而切断所有照明的作用。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统有两种版本：恶劣天气防护型--带IP-54防护等级；而另一版本适合安装在现有的控制箱体内部，只带有基本的安装底盘。

3.1、带多组抽头的补偿变压器
这是一个输入补偿变压器，由电子控制板控制的静态开关（可控硅），改变每一相的一系列抽头的连接，实现升高或降低照明系统的供电电压。

3.2、相升压变压器
在许多年前，电子稳压器或伺服电机—机电式稳压器——是强制使用一种被称为增压变压器的器件的。当时市场上还缺乏补偿变压器及能受大电流的静态开关组件。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统，视乎功率的大小，在装置的输入端串联了一个补偿升压变压器。该变压器承受了额定输入电压的2/3，余下的1/3施加在静态开关上。
采用这个变压器后，我们达到了降低功率组件（换向可控硅）发热的目的，大大降低了功率组件的故障率。

3.3、采取微控制器对每相进行电子控制
在每一相，电子控制板负责管理“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统的不同模块：它监控输出电压、管理静态开关切换和监测旁路状态。RS-485串行通讯口，控制日常工作周期等等。

3.4、通过遥控实现步进式启动
使用“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统上每一相均配备的节电端子，可以将供应给照明系统的电压由额定水平下降到节电水平，反之亦然。
有一件相当重要而必须牢记的事，就是不能向“节电输入”端子施加任何电压，对于每一相，该输入端子都是不含电势差的。通过可编程时钟、天体钟、中控系统，可编程控制器等可以向此输入端子发送指令。

3.5、RS-485通讯通道
作为“保瓦博士” NE系列智能照明调控装置系统的标准，它们都配备有通讯口，接受外部装置对“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统自身参数的控制。通过通讯口，我们可以连接照明亮度稳定器、集中式照明控制器、可编程控制器，个人电脑等。

3.6、节电水平时间段控制
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统的外围设备，可以以任何智能控制器向“保瓦博士”节电输入端提供闭合触点（不含电势）信号。使“保瓦博士”控制装置在外围设备设定的时间段进入智能节电模式。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统提供双时段节电水平控制系统，通过“保瓦博士”内部的智能开关设定，给负载提供理想的电压值指令。使“保瓦博士”在其编制的节电时段进入智能节电模式。

3.7、手动旁路（可选项）
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统，除了配置每一相独立的磁热开关以防止主开关跳闸而切断所有照明的保护作用外，还可以安装手动旁路装置，用在必要时旁路：例如进行维护保养或者遇上展览会、节日或特别的事件等，需要使照明亮度提高至节电水平之上。

4、稳压的重要性
所有的照明研究，都是基于以标准供电电压向照明系统供电时，获得的正常照明亮度。如果供电电压不稳定，则照明的亮度就会上下变化，为保证所需结果而进行的精确计算，也将变得无用。
电压的变化并不影响灯具的输出，但却明显影响灯具的寿命及其消耗的电能。电压过高将大大降低灯具的使用寿命（高达50%），同时耗电量明显增加。夜间出现过 压更是普遍的现象。从开始使用“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统的一刻起，仅仅针对过压而产生的节电效果就相当可观。进一步讲，稳定照明系统的供 电电压后，照明灯具的使用寿命，将会比标准研究所获取的数据更高。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统大大地拓宽了可承受的供电电压的变化范围，同时又保证了输出电压的稳定性。
保证输出电压220V AC时，输入电压可以在+25%和-5%之间变化。
由于灯具因欠压而熄灭的可能性较低，相反因过压而更容易危害照明系统，因此“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统对过压的滤除比欠压更有效。而且当电源电压降低5%时，还可以达到额外的节电效果。

· 要保证水银灯（190V AC）工作于节电水平，输入电压的允许变化范围：+11%至-19%。

· 要保证高压钠灯（180V AC）工作于节电水平，输入电压的允许变化范围：+10%至-25%。

在后一种情况，为了避免故障性的照明系统熄灭，“保瓦博士” NE系列智能照明调控装置电压输出的调整，应该是尽可能向低压方向调，而尽量不要超过额定水平。
如果电压的调整余量更低，将会大大地降低节电器的回收成本。从以上解释可得出以下结论：稳定的供电电压非常重要，以下是电压稳定的重要性要点：

· 由于避免了瞬间过压所造成的危害，大大延长了照明系统及其所有相关配件的寿命。

· 由于解决了夜间过压而额外节电，同时也解决了因电源不稳定而造成放电式灯具的过早损坏。

· 由 于新的低压条例（欧洲）的实施，标准电压从220V升至230V，三相系统从3*380升至3*400V。通过简单的运作，我们发现仅仅因为电压从220V升至230V，便造成9%的耗电增加；这还未将因为灯具设计时未按230V考虑而可能造成的灯具损坏计算在内。“保瓦博士”NE系列智能照明调控 装置系统允许我们按实际需要改变输出电压。因此，我们可轻易克服这种因条例改变而造成的麻烦。

· 典型的灯具折旧的意思是：在它们开始使用的最初数小时内，它们消耗的电量及产生的照明亮度都要高于设计值，如果使用“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统，我们便可以从一开始就调节。

影响“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置的选型

“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置通过调节照明系统的供电电压至较低的水平，从而降低照明的耗电量。这意味着“保瓦博士”将成为非常有价值的节电武器，这不仅归功于“保瓦博士”的稳压功能，还归功于在可调节的时间段内，适用节电模式降低照明耗电量的能力。
总结如下，在照明系统中使用“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统，可提供以下各优点：

节能：克服了因电压过高引起的耗电量过大，用户亦可预设各时间段调整照明亮度的功能。
延长照明灯具的使用寿命：灯具使用时间更长，且在整个使用周期内维持其原有效率。因为灯具不再承受供电电压不确定的变化造成的危害，而可以较长时间在较低的工作电压下，使照明系统的工作进一步改善。
降低维护成本：由于灯具寿命延长，用于维修的时间减少，进而维护保养的时间得以保证，且由于过压所引起的辅助设施故障也相应减少。
合理调整光亮度：照明的亮度可以依照系统的要求或使用的时段，调节到不同的水平，无须留意预设的步骤。
安装简便：安装非常简单，“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置的安装就是串接于总的照明系统启动接触器和电源配线之间。
每相的独立调节：完善的“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统仅工作于电网电压受波动干扰的那一相。
安全性和可靠性：“保 瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统的生产厂商广州保瓦电子科技有限公司，运用丰富的经验，提供出极高的产品工作安全性，极少运用活动的元器件。通过生 产流程完善的品质控制，为用户提供安全可靠的产品服务。在这个不论是公共还是私人领域，节约能源都变得越来越受关注的时代，一个熟知的成熟产品，加入最先 进的现代电子技术，必定会带来显著的节电效果。

照明节电器技术
照明节电器有三种型式：机电式或动态式（现已不再使用），还有两种电子版本。
机电式节电器
近几年间，这种节电器已经失去了市场占有率，亦正在消失。它们采用伺服电机，连续地调整补偿变压器（ARC），这种节电器还带有一个升压变压器、一个手动旁路装置和一个电子控制单元。

“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置关键技术特性及操作指南
1、“启动输入”信号
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置通电后，如果无“启动输入”信号输入，将为负载提供稳定的、完美的正弦波电压，输出电压值为200V（相电压）。当检测到“启动输入”信号输入的状态下，“保瓦博士”才会进入智能调控状态，以200V（相电压）的电压开始升压软启动，以6.9V/分钟的速度开始缓慢升压，持续时间6分钟左右，升至220V（相电压），升至设定电压值后，“保瓦博士” NE系列智能照明调控装置将为负载提供稳定的、完美的正弦波电压值210V（相电压）。

2、“启动输入”、“节电输入”信号
当“保瓦博士”智能照明调控装置“启动输入”信号和“节电输入”信号输入的状态下，才会进入智能升压、降压调控状态。“保瓦博士”智能照明调控装置通电后，以200V（相电压）的电压开始软启动，以6.9V/分钟的速度开始缓慢升压，持续时间6分钟左右，升至220V（相电压），升至设定电压值后，系统进入降压软启动程序，持续时间12分钟左右，开始缓慢、平稳的降至210V电压（相电压）。软启动结束后“保瓦博士”智能照明调控装置为负载提供稳定的、完美的正弦波电压值210V（相电压）。

3、“节电输入”信号
当“保瓦博士”照明调控装置系统处于“节能输入”信号时,机器将处于待机状态。当检测到“启动输入”信号输入的状态下，“保瓦博士”才会进入智能调控状态，NE智能调控过程如下图所示：

4、“故障输出”信号
“保瓦博士”智能照明调控装置系统内部配有继电器装置的常开触点，断开触点后表示故障。由于“保瓦博士”未上电状态下和故障状态下触点皆为断开，通电后闭合。“保瓦博士”智能照明调控装置遇到故障时断开及发出报警信号，将进入旁通状态供电

工作原理
电子控制单元长期监控输出电压，并向伺服电机发送纠正信号，决定是否需要执行纠正任务。伺服电机改变ARC（连续调节补偿变压器）抽头的偏移位置，正向或反 向，从而升高或降低电压，而改变后的电压施加到升压变压器的初级线圈，升压变压器的次级电压以正相或反相连接到电源网络，从而纠正电网电压的波动。
该系统的主要缺点如下：

· 移动部件包括：滑轮、皮带、电机轴、碳刷等极易产生故障。

· 稳压速度较低，不可能对电网电压的快速变化起稳定作用，后果是：

-产生过压时：缩短灯具的使用寿命
-产生欠压时：部分或全部灯光熄灭
ARC铁芯的饱和电流是由剩磁引起的，它可引至照明系统磁热开关保护失效，从而关断照明系统。要防止这种情况发生，必须使用装置配备的电子电路组件（不要通过电感）限制启动电流。

5.2、静态智能照明调控装置
这种先进的调控装置采用两组不同形式的连接：直接连接，此时补偿变压器或升压变压器均不使用；另一种连接是使用升压变压器，通过它来限制流经功率半导体器件的电流。
直接连接
直接连接是基于一个多抽头补偿变压器，对应于每一相的带微处理器的电子单元。基本上就是三个每一相各自的单元，以星形接法连接在一起。
作为选项，可添加的配置有：节电时段编程器、中央控制、天文钟、手动旁路等。
工作原理
电源供电给补偿变压器的初级，通过电子单元控制的静态开关，使补偿变压器次级的抽头连至输出端。
静态开关是受电子系统控制的半导体器件，因此任何时候都只有一个半导体组件处于工作状态（该导通的组件接通对应的抽头输出所需的电压）控制单元负责作出决 定。通过记录在EEPROM内的参考电压值，它实时监控着输出电压的变化，以决定接通这一个或者另一个可控硅。可控硅的选择是取决于转接到哪一个补偿变压 器的抽头能够补偿输出电压的变化。

图3、“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统直接方块图

带升压变压器的连接
除了每一相增加了升压变压器，其余连接类似于直接连接方式。
工作原理
补偿变压器二次侧抽头向升压变压器的次级提供电压，而电源是经过磁热开关之后直接连接到补偿变压器的。受电子控制单元的静态开关，使补偿变压器的抽头和升压变压器连接起来，因此始终只有一套半导体组件处于工作状态（该组件对应于此时能够提供正确的输出电压抽头）。通过上述提及的升压变压器的次级，该电压将以正相或反相方式加入供电网络，从而纠正可能引致的额定电压波动。

6、“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置的主要特性
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统是由广州保瓦电子科技有限公司，根据以下提及的关键特性和性能而设计制造的。该产品的关键性能已经成为其它厂家跟随仿效的模型。
街道照明方面，通过稳定照明系统的供电电压，和克服夜间出现的典型过电压现象，从而节约大量电能。不论是对额定电压，还是对节电电压的稳压工作，都是在瞬间 执行的。大约100ms，这对照明系统大有益处，因为它们不会受到过压的危害，也不会由于瞬间电压的下降而造成灯光的熄灭。这要归功于每一相电源所配置功 能强大的微控制器，该装置连续地监控输出电压，并使之在所有工作状态中处于稳定，包括额定电压、节电电压水平以及斜坡式升压和降压阶段。
降低对照明系统的供电电压，照明亮度随之下降，从而电能的消耗亦会减少。从额定电压进入节电电压水平或相反都是慢慢地进行的（斜坡式），大约6.9V/分钟，目的是不影响灯具的平均寿命。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统采取安全的工作方式，具有极高的静态特性和互动性，不带任何活动式部件。
其内置旁路功能，在出现故障时维持照明非常有用。旁路单元是一种静态装置，而每一相是相互独立的（旁路单元不采用接触器，因为接触器具有运动的触头，更易受其机械寿命的影响而造成故障）。同时在每一相都装有磁热保护开关（根据低压安全条例）。
受三组独立的控制电路调节，因此任何一相出现故障，都不会影响其它两相的工作（容许100%不平衡的出现）。在同一照明系统中，可以混合不同类型的灯具，而对于每一相都可以进行独立的输入电压调整，或对每一相各自发出节电的指令。
灵活通讯：本装置的互动性和智能化使它可以和任何现有的公共照明控制系统进行通讯，监控并显示节电的时段和节电电压水平。它可以实现对33路装置的独立监控，并采用光纤网络系统（选项）进行连接。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统可维持输出电压精度为+2%， 输入电压动态调节裕量+25%和-5%对应额定输出电压（275 V至209V），水银灯（VM，153.9V至210.9V）在节电状态为输出电压+11%和-19%，高压钠灯（VSAP，135V至198V）节电状 态，为输出电压+10%和-25%，采用这种调节方式，不仅是对每一种放电式照明灯的调节，亦是对每一周期部分的调节。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统的输出容量高达97%以上，工作温度范围是-45℃至+45℃，具有每相工作状态的视觉（光学）显示。
在电源发生中断或极短的中断时，该装置将会重新启动（装置复位），并回复到电源发生中断前一刻状态。这样可使灯光在电源恢复正常后，重新回到节电状态（假如断电前是处于节电状态）。
带有微动开关：可以选择照明灯的种类（水银灯或者钠灯），而这两种灯具是目前照明系统中最典型的类型。同样地，为了使“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统适应其余品种的放电式照明灯，可以通过调节输出电压至所需的电压值以满足要求。
在任何时候，通过对启动电流的严格控制，均避免灯光的闪烁以及ICP爆炸的可能性。对启动电流的限制，是以电子控制的方式而绝不会采用电抗器，因为采用电抗器将会影响“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统的输出。采用电子控制方式，可避免约40%的启动超亮度。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统每一相都有光电显示，有助于维护工作，并大大减少当出现故障时的平均维修时间。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统提供可调节的照明电压水平，通过可选配件，还可以设置不同日子、不同时间、不同的节电电压水平。
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统不会影响输出电磁线圈或产生任何谐波，也不会以任何方式改变照明系统的功率因数。

对新旧系统的适应性：由于“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统采用集中式连接，因此无须其它组件。适应所有种类的放电式照明灯，适应每一种灯具特殊的特性，例如起动点、斜坡周期额定值和节电电压等。

7、总工作原理
7.1、启动
“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统通电后将启动日常工作周期，通过每一相的微处理器，检测装置的所有参数，然后进入照明系统“软启动”过程。从200V AC（或者其它设置的电压）开始启动，然后停留在220V AC的电压水平。
在这个启动周期，可以减少约40%的照明启动过电流，电压随即在大约6分钟，缓慢上升至额定值220V AC。“软启动”功能对照明灯具起到非常理想的保护作用。完成启动过程后，电压将持久稳定在对应的电压水平。

7.2、工作周期
启动周期结束后，“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统继续向照明系统提供稳定的额定电压，直至它接收到降低照明亮度的指令。该指令来自自选的外部装置（时段编程器、天体钟、遥控器、中控单元，手动触发组件等）。这些外部装置被连接到“保瓦博士”NE系列智能照明调控装置系统上标有“节电输入”标记的连接处。随后“保瓦博士”的软降压功能启动，约12分钟时间内电压将降至节电电压水平。该节电电压对应于水银灯和高压钠灯具有不同的数值。该过程会依照编程的内容重复多次，同时还受供电中断的影响。
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