Кейс направления «электроэнергетика» Система активного контроля яркости LED освещения «Протон» e-mail: [email protected] телефон: +79601620287 Команда «Протон», НГТУ им. Р.Е. Алексеева Данил Ульянов Максим Константинов Александр Фокин Ширшин Константин Инженер Инженер Программист Программист Разработка принципиальной и функциональной схем. Участвовал в конкурсе инженерных команд. Сборка макета и расчет мощности устройства. Участвовал в конкурсе инженерных команд. Написание программы устройства. Рассмотрение устройств передачи данных. Участвовал в конкурсе инженерных команд. 2 Анализ ключевых параметров Требуемые особенности светильника: • • • • • высокая надежность, длительный ресурс, защита от аварийных режимов, широкий диапазон входного напряжения. Предполагаемый гарантийный срок: 3 года. Имеется письмо от АО «Электро Интел». Также участвовали с данной темой в конкурсе инженерных команд. В данный момент существует множество LED систем для контроля яркости. В них нет возможности пропорционального снижения яркости при перегреве. Что в свою очередь снижает время наработки на отказ. А также отсутствует дистанционное слежение за состоянием осветительного прибора. 3 Анализ ключевых параметров 4 Анализ влияющих факторов • Отказ от электролитических конденсаторов из-за замерзания электролита при t < -40 ℃ • Использование карбидокремниевых полупроводников для улучшения работы устройства при высоких температурах, • При выходе из строя светодиодного источника света источник питания должен иметь возможность продолжать работу и сформировать сигнал ошибки, • Обеспечить работу устройства при пониженном (вплоть до 160 В) напряжением в сети 5 Решение Интернет Диспетчерский пункт Проводные сетевые среды: • Витая пара (UTP или STP); • Коаксиальные кабели • Волоконная оптика Беспроводные сетевые среды: • ИК-излучение(IrDA) • Радиочастоты (ISM-диапазон) Радиоканал Силовая линия Интеллектуальный светильник Витая пара Зональный периферийный контроллер Связь по силовым линиям: • PLC (Power line communication) Датчики 6 Решение Функциональная схема предыдущего решения 7 Решение Функциональная схема предлагаемого решения 8 Решение Силовая схема 9 Решение Система управления 10 Решение Исходные данные Участок: Нижне-Волжская набережная Протяжённость дороги: 3 км Кол-во светильников: 80 Результаты исследования Полная мощность: 10 780 Вт Мощность одного светильника: 120 Вт Мощность искажений: 1 180 Вт (полная), 15 Вт (1-го светильника) Экономический расчёт Город: Н. Новгород Кол-во светильников: 65 213 шт. Мощность искажений: 978 195 Вт ≈ 1 МВт Тариф: 3,84 руб (1 кВт×ч) Денежный эквивалент: 3,84 млн руб (час), 33,638 млрд руб (год) 11 Итоги и результаты внедрения Гармонический анализ потребляемого тока 𝐼1 Эталонное напряжение 𝑈пит𝐿𝐸𝐷 , В Искажение напряжения Гармонический анализ напряжения на последнем светильнике 𝑈пит𝐿𝐸𝐷 Семейство осциллограмм питающего напряжения в узлах подключения светодиодных светильников. На рисунках представлены результаты спектрального анализа (FFT), в виде характеристик снятых в MatLab. В связи с выявлением прямой зависимости увеличения коэффициента нелинейных искажений от количества введённых в линию светильников, в принципиальную схему устройства был 12 введён корректор коэффициента мощности. Итоги и результаты внедрения 13 Итоги и результаты внедрения Таким образом мы получаем прирост экономической выгоды: уменьшение потребляемой мощности. А также уменьшаем негативное влияние на экологию. 14 Команда «Протон», НГТУ им. Р.Е. Алексеева Данил Ульянов Максим Константинов Александр Фокин Ширшин Константин Инженер Инженер Программист Программист Разработка принципиальной и функциональной схем. Участвовал в конкурсе инженерных команд. Сборка макета и расчет мощности устройства. Участвовал в конкурсе инженерных команд. Написание программы устройства. Рассмотрение устройств передачи данных. Участвовал в конкурсе инженерных команд. 15 Терпение и труд всё перетрут. Спасибо за внимание! «Протон» e-mail: [email protected] телефон: +79601620287
