ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2018-9-152-161ipolytech-177Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGКОММУТАТОР СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДНЫМИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ С ПОМОЩЬЮ НИЗКОЧАСТОТНОЙ PLC-ТЕХНОЛОГИИNETWORK VOLTAGE SWITCH TO CONTROL LED LIGHTING APPLIANCES USING LOW-FREQUENCY PLC-TECHNOLOGYКопытовС. М.KopytovS. M.skopytov@mail.ruУльяновА. В.UlianovA. V.ulianov2@mail.ruШибекоР. В.ShibekoR. V.v394-7@mail.ruКомсомольский-на-Амуре государственный университетРоссияKomsomolsk-on-Amur State UniversityRussian Federation201815092020229152161Copyright © Копытов С.М., Ульянов А.В., Шибеко Р.В., 20202020Копытов С.М., Ульянов А.В., Шибеко Р.В.Kopytov S.M., Ulianov A.V., Shibeko R.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/177

ЦЕЛЬ. Рассматривается вариант модернизации низкочастотной технологии Power Line Communications (PLC) для адресного управления светодиодными светильниками в протяженной системе освещения, позволяющий уменьшить влияние передаваемых данных на показатели качества электроэнергии. МЕТОДЫ. В настоящее время при применении низкочастотной технологии PLC для передачи данных вырезают отдельные полуволны сетевого напряжения или их части, что приводит к существенному ухудшению качества электроэнергии. Для уменьшения негативного влияния на показатели качества электроэнергии предложено использовать маркер данных в виде одного периода сетевого напряжения с пониженной амплитудой. Для формирования такого маркера и передачи данных разработаны и апробированы схемы силовых коммутаторов с искусственной коммутацией. Результаты и их обсуждение. По результатам экспериментальных исследований подтверждены работоспособность предложенных силовых коммутаторов и метода передачи данных, а также его щадящего влияния на электрическую сеть. Выводы. Предложенные решения силовых коммутаторов в меньшей степени влияют на диммируемые блоки питания светодиодных светильников, а также на показатели качества электроэнергии. Их можно использовать как для уличного диммируемого освещения, так и в условиях предприятий, где применение высокочастотной PLC-технологии недопустимо.

PURPOSE. The paper deals with an upgrading variant of the low-frequency technology of Power Line Communications (PLC) for targeted control of LED lighting in a long-length lighting system. It allows to reduce the influence of transmitted data on the quality indicators of electrical power. METHODS. Today the use of low-frequency PLC technology for data transmission is accompanied with cutting off some separate half-waves of the mains voltage or their parts. This leads to a significant deterioration in the quality of electrical power. To reduce the negative impact on power quality indicators it is suggested to use a data marker in the form of a single period of the mains voltage with a reduced amplitude. The schemes of power switches with artificial commutation have been developed and tested to form such a marker and transfer data. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The results of experimental studies prove the efficiency of the developed power switches and the proposed method of data transmission as well as its partial load effect on the electrical network. CONCLUSIONS. The proposed solutions of power switches have a smaller effect on dimmable power supplies of LED fixtures and on power quality indicators. They can be used both for street dimmable lighting and in the factories where high-frequency PLC technology is prohibited.

маркерсиловой коммутатордиммертранзисторная оптопаравыпрямительный диодPLC-технологияMOSFET транзисторPLC-technologymarkerpower switchmetal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET)dimmertransistor optocouplerrectifier diodeReferencesБонати А. Энергосбережение посредством интеллектуальных систем светорегулирования // Светотехника. 2009. № 4. С. 41-44.Бонати А. Энергосбережение посредством интеллектуальных систем светорегулирования // Светотехника. 2009. № 4. С. 41-44.Никуличев А.Ю., Сапронов А.А. Принцип построения эффективных систем управления уличным освещением // Известия вузов. Электромеханика. 2008. Спец. выпуск. С. 135-137.Никуличев А.Ю., Сапронов А.А. Принцип построения эффективных систем управления уличным освещением // Известия вузов. Электромеханика. 2008. Спец. выпуск. С. 135-137.Архитектурная подсветка зданий [Электронный ресурс] // ООО «МегаЛЕД». URL: http://www.megaled.ru/2014-09-22-18-19-31 (19.09.2018)Архитектурная подсветка зданий [Электронный ресурс] // ООО «МегаЛЕД». URL: http://www.megaled.ru/2014-09-22-18-19-31 (19.09.2018)Тетри Э., Халонен Л. Экономия электроэнергии благодаря энергосберегающему освещению // Светотехника. 2009. № 5. С. 59-64.Тетри Э., Халонен Л. Экономия электроэнергии благодаря энергосберегающему освещению // Светотехника. 2009. № 5. С. 59-64.Никуличев А.Ю., Сапронов А.А. Система управления уличным освещением с использованием передачи информации по сети электроснабжения // Известия вузов. Электромеханика. 2008. Спец. выпуск. С. 137-138.Никуличев А.Ю., Сапронов А.А. Система управления уличным освещением с использованием передачи информации по сети электроснабжения // Известия вузов. Электромеханика. 2008. Спец. выпуск. С. 137-138.Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. М.: Советское радио, 1965. 262 с.Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. М.: Советское радио, 1965. 262 с.Алексеев Е.Г., Шиков С.А., Иванова Е.С. Интегрированные технологии, стандартные интерфейсы и протоколы для построения интеллектуальных систем управления освещением // Материалы XXI научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва (Саранск, 22-29 мая 2017 г.). В 3 ч. Саранск: Изд-во НИ МГУ им. Н.П. Огарёва, 2017. С. 602-610.Алексеев Е.Г., Шиков С.А., Иванова Е.С. Интегрированные технологии, стандартные интерфейсы и протоколы для построения интеллектуальных систем управления освещением // Материалы XXI научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва (Саранск, 22-29 мая 2017 г.). В 3 ч. Саранск: Изд-во НИ МГУ им. Н.П. Огарёва, 2017. С. 602-610.Ивлиев С.Н., Крылова С.Л., Шиков С.А. Анализ угроз информационной безопасности протоколов и систем управления освещением // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28. № 1. С. 85-94.Ивлиев С.Н., Крылова С.Л., Шиков С.А. Анализ угроз информационной безопасности протоколов и систем управления освещением // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28. № 1. С. 85-94.Шиков С.А., Алексеев Е.Г., Фадеева А.Ю., Гуреева Е.А. Современные концепции интеллектуальных систем управления освещением // Материалы XXI научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва (Саранск, 22-29 мая 2017 г.). В 3 ч. Саранск: Изд-во НИ МГУ им. Н.П. Огарёва, 2017. С. 126-131.Шиков С.А., Алексеев Е.Г., Фадеева А.Ю., Гуреева Е.А. Современные концепции интеллектуальных систем управления освещением // Материалы XXI научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва (Саранск, 22-29 мая 2017 г.). В 3 ч. Саранск: Изд-во НИ МГУ им. Н.П. Огарёва, 2017. С. 126-131.Охрименко В. PLC-технологии [Электронный ресурс] // Время электроники. URL: http://www.russianelectronics.ru/developer-r/review/2191/doc/47175/ (19.09.2018)Охрименко В. PLC-технологии [Электронный ресурс] // Время электроники. URL: http://www.russianelectronics.ru/developer-r/review/2191/doc/47175/ (19.09.2018)Kaur A., Singh E.P. Paper Machine Automation Using PLC, VFD’s and HMI // International Journal of Engineering Research and Technology (IJERT). 2017. Vol. 6. Issue 05. P. 590-593.Kaur A., Singh E.P. Paper Machine Automation Using PLC, VFD’s and HMI // International Journal of Engineering Research and Technology (IJERT). 2017. Vol. 6. Issue 05. P. 590-593.Faisal M.A., Aung Z., Williams J.R., Sanchez A. Data stream-based intrusion detection system for advanced metering infrastructure in smart grid: a feasibility study // IEEE Systems Journal. 2015. Vol. 9. No. 1. P. 31-44. DOI: 10.1109/JSYST.2013.2294120Faisal M.A., Aung Z., Williams J.R., Sanchez A. Data stream-based intrusion detection system for advanced metering infrastructure in smart grid: a feasibility study // IEEE Systems Journal. 2015. Vol. 9. No. 1. P. 31-44. DOI: 10.1109/JSYST.2013.2294120Kiedrowski P. Errors nature of the narrowband PLC transmission in smart lighting LV network // International Journal of Distributed Sensor Networks. 2016. 9 р. http://dx.doi.org/10.1155/2016/9592679Kiedrowski P. Errors nature of the narrowband PLC transmission in smart lighting LV network // International Journal of Distributed Sensor Networks. 2016. 9 р. http://dx.doi.org/10.1155/2016/9592679Cheng P., Zhu M. Lightweight anomaly detection for wireless sensor networks // International Journal of Distributed Sensor Networks. 2015. 8 p. DOI: 10.1155/2015/653232Cheng P., Zhu M. Lightweight anomaly detection for wireless sensor networks // International Journal of Distributed Sensor Networks. 2015. 8 p. DOI: 10.1155/2015/653232

The authors declare that there are no conflicts of interest present.