本發明屬于室外照明控制和節能技術領域，具體涉及一種變電站室外自適應控制照明系統及方法。

背景技術：

變電站室外照明不僅要考慮使用安全，運行可靠，安裝和維護的方便，還應該注意它的經濟節能效果。

室外照明節能原則：首先應采用先進的技術，充分發揮照明設施的效益，以較少的費用，獲取較大的照明效果，其次要符合我國當前電力供應，設備和材料方面的生產水平。最后在進行照明系統設計時,應充分考慮照明設施的節能。在滿足功能要求的前提下，將節能技術應用到變電站電氣計中，從而真正達到節約電能，降低生產成本。

以一個手動操作室外照明的特高壓變電站為例，設計院設計整個變電站的照明時已充分考慮室外照明的節能原則，選用節能產品，合理布置，以獲取較大的照明效果。但日常運行使用時，每天需要人員在后臺手動一個個開啟，比較麻煩，而且經常由于人為原因無法做到時開、時關。晚間巡視時，室外燈沒開現場人員需打電話聯系后臺人員一個個開啟；天亮了，上夜班的人員忘關照明，造成電能的浪費，也降低燈器具的使用時間。查找圖紙發現一個特高壓變電站室外所有照明的功率為40kW左右，如忘關照明2個小時，就造成80kWh的電能浪費。

再者，變電站照明回路中串有有熔斷器，回路發生短路時，熔斷器熔斷可以實現保護回路的作用，但無法及時發現短路故障而影響檢修的時間。

技術實現要素：

本發明為了解決現有技術中存在的上述缺陷和不足，提供了一種變電站室外自適應控制照明系統及方法，能夠實現對室外照明的自動控制，同時具有對照明回路進行在線檢測功能，并且實現簡單。

為解決上述技術問題，本發明提供一種變電站室外自適應控制照明系統，包括自動控制單元、手動控制單元、線路檢測單元和電源；

所述自動控制單元包括單片機控制模塊、光電轉換模塊、照明回路模塊和照明燈；所述光電轉換模塊用于將變電站室外的光度信號轉換為電壓信號發送給單片機控制模塊，所述單片機控制模塊包括數據采集模塊和AD數模轉換模塊，所述數據采集模塊用于采集光電轉換模塊發送的電壓信號，由AD數模轉換模塊將電壓信號進行轉換后輸送給照明回路，再由照明回路模塊向照明燈供電；

所述手動控制單元包括操作控制模塊和信號調理電路模塊，所述信號調理電路模塊分別與所述操作控制模塊和單片機控制模塊相連，所述操作控制模塊用于發出操作指令，通過信號調理電路模塊傳輸給單片機控制模塊；

所述線路檢測單元包括電流傳感器和報警器，所述電流傳感器用于將照明回路模塊中的電流信號轉換成電壓信號傳輸給單片機控制模塊，若照明回路中發生短路，則所述單片機控制模塊通過報警電路向報警器發送指令，由報警器發出報警聲，同時報警器的燈亮；

所述電源用于向自動控制單元、手動控制單元和線路檢測單元供電。

進一步，所述光電轉換模塊為光敏電阻。

進一步，所述單片機控制模塊的型號為MSP430F2254。

進一步，所述電源為380V或220V交流電源，通過降壓整流后變為直流電，再經過穩壓芯片穩壓輸送給系統。

本發明還提供一種變電站室外自適應控制照明方法，包括以下步驟：

步驟一，數據采集；

打開電源，變電站室外自適應控制照明系統開始后，啟動單片機控制模塊中的采樣程序進行數據采集，具體為：a.光電轉換模塊將變電站室外的光度信號轉換為電壓信號發送給單片機控制模塊，由單片機控制模塊的數據采集模塊采集光電轉換模塊發送的電壓信號；b.電流傳感器將照明回路模塊中的電流信號轉換為電壓信號發送給單片機控制模塊；c.操作控制模塊發出操作指令，經信號調理電路模塊傳輸給單片機控制模塊；

步驟二，判斷是否達到采樣時間，若為達到采樣時間，則重復步驟一，否則，則執行步驟三；

步驟三，數據預處理；

單片機控制模塊對采集到的數據進行預處理，得到光電轉換模塊的電壓信號U₁、電流傳感器將照明回路模塊中的電流信號轉換為電壓信號的有效值U₂；

步驟四，單片機控制模塊判定照明回路模塊中的電壓信號有效值U₂是否大于電壓額定值U_N的1.2倍，若大于，則照明回路發送短路故障，斷開照明回路，同時單片機控制模塊通過報警電路向報警器發送報警指令，否則，執行步驟五；

步驟五，單片機控制模塊判定操作控制模塊發送的操作指令，若為手動模式，則執行操作控制模塊的操作指令，否則，則執行步驟六；

步驟六，單片機控制模塊根據管道轉換模塊的電壓信號U₁對照明回路模塊進行自動控制：當電壓信號U₁大于固定閾值時，開啟照明；當電壓信號U₁小于固定閾值時，關閉照明。

進一步，所述光電轉換模塊為光敏電阻。

進一步，所述單片機控制模塊的型號為MSP430F2254。

進一步，所述電源為380V或220V交流電源，通過降壓整流后變為直流電，再經過穩壓芯片穩壓輸送給系統。

本發明所達到的有益技術效果：本發明提供的變電站室外自適應控制照明系統，具有手動和自動兩種控制模式，對室外照明燈進行控制，正常時，選擇自動模式，根據室外光線強弱對照明回路模塊進行自動控制，天黑時開啟照明，天亮時關閉照明；紅外測溫、熄燈巡視等特殊情況時，選擇手動模式，執行操作控制模塊的手動控制命令。同時本發明還可以判斷照明回路是否發生短路，當發生短路故障時，報警燈亮并發報警聲。而且該結構簡易工程易于實現，減少運維人員操作的工作量，明顯節約變電站的電能消耗，提高照明裝置的使用壽命。另外，本發明還提供一種變電站室外自適應控制照明方法，操作方法簡單，容易實現。

附圖說明

圖1本發明之變電站室外自適應控制照明系統組成框圖；

圖2本發明之變電站室外自適應控制照明方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

如圖1所示，本發明提供一種變電站室外自適應控制照明系統，包括自動控制單元、手動控制單元、線路檢測單元和電源；

所述自動控制單元包括單片機控制模塊、光電轉換模塊、照明回路模塊和照明燈；所述光電轉換模塊為光敏電阻，用于將變電站室外的光度信號轉換為電壓信號發送給單片機控制模塊，所述單片機控制模塊的型號為MSP430F2254，包括數據采集模塊和AD數模轉換模塊，所述數據采集模塊用于采集光電轉換模塊發送的電壓信號，由AD數模轉換模塊將電壓信號進行轉換后輸送給照明回路，再由照明回路模塊向照明燈供電，該單片機控制模塊具有采樣保持功能，數據采集頻率為2000Hz，采用周期為0.5s。

所述手動控制單元包括操作控制模塊和信號調理電路模塊，所述信號調理電路模塊分別與所述操作控制模塊和單片機控制模塊相連，所述操作控制模塊用于發出操作指令，通過信號調理電路模塊傳輸給單片機控制模塊；

所述線路檢測單元包括電流傳感器和報警器，所述電流傳感器用于將照明回路模塊中的電流信號轉換成電壓信號傳輸給單片機控制模塊，若照明回路中發生短路，則所述單片機控制模塊通過報警電路向報警器發送指令，由報警器發出報警聲，同時報警器的燈亮；

所述電源為380V或220V交流電源，通過降壓整流后變為直流電，再經過穩壓芯片穩壓輸送給自動控制單元、手動控制單元和線路檢測單元。

如圖2所示，本發明還提供一種變電站室外自適應控制照明方法，包括以下步驟：

步驟一，數據采集；

打開電源，所述電源為380V或220V交流電源，通過降壓整流后變為直流電，再經過穩壓芯片穩壓輸送給系統。變電站室外自適應控制照明系統開始后，啟動型號為MSP430F2254單片機控制模塊中的采樣程序進行數據采集，具體為：a.光電轉換模塊將變電站室外的光度信號轉換為電壓信號發送給單片機控制模塊，由單片機控制模塊的數據采集模塊采集光電轉換模塊發送的電壓信號，其中，光電轉換模塊為光敏電阻；b.電流傳感器將照明回路模塊中的電流信號轉換為電壓信號發送給單片機控制模塊；c.操作控制模塊發出操作指令，經信號調理電路模塊傳輸給單片機控制模塊；

步驟二，判斷是否達到采樣時間，若為達到采樣時間，則重復步驟一，否則，則執行步驟三；

步驟三，數據預處理；

單片機控制模塊對采集到的數據進行預處理，得到光電轉換模塊的電壓信號U₁、電流傳感器將照明回路模塊中的電流信號轉換為電壓信號的有效值U₂；

步驟四，單片機控制模塊判定照明回路模塊中的電壓信號有效值U₂是否大于電壓額定值U_N的1.2倍，若大于，則照明回路發送短路故障，斷開照明回路，同時單片機控制模塊通過報警電路向報警器發送報警指令，否則，執行步驟五；

步驟五，單片機控制模塊判定操作控制模塊發送的操作指令，若為手動模式，則執行操作控制模塊的操作指令，否則，則執行步驟六；

步驟六，單片機控制模塊根據管道轉換模塊的電壓信號U₁對照明回路模塊進行自動控制：當電壓信號U₁大于固定閾值時，開啟照明；當電壓信號U₁小于固定閾值時，關閉照明。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。