高压配电室排风扇自动控制装置及方法与流程

本发明属于电气自动控制技术领域，具体涉及一种高压配电室排风扇自动控制装置及方法。

背景技术：

随着电网优化、变电站综自改造进程的发展，无人值守变电站大面积普及。变电站在主控室和保护室都安装了空调，这些设备能有效的实时控制室内温度；但35kV、10kV高压配电室因室内面积大、层间高，室内不能密闭，只安装了进行通风的排风扇。

电力装置二次设备运行时对环境温度有一定要求，根据《继电保护与自动装置电力技术标准汇编》的要求，一般保护及自动化设备的正常运行温度为-5℃至40℃，最佳运行温度为10℃至30℃(DL/T 478/4.1.1)。

因此高压配电室的温度应控制在5℃至35℃(DL/T 587-1996 3.6)，温度长期过高或过低，对二次设备运行寿命及健康状况有较大影响，一般高压配电室中设备发热，很容易使得温度过高。

以往常规有人值守变电站，运维人员可根据气温情况手动开启排风扇进行高压配电室的通风降温。无人化改造后，运维人员不能在夏季温度升时实时开启排风扇，如图1所示。而排风扇长期开启时，排风扇电机可能会因长时间运转而烧毁。因此，夏季时有高压配电室保护装置因高温导致的死机状况。如何利用现有设备控制高压配电室的温度，避免设备因高温导致的不正常运行，成为了夏季变电站亟需解决的问题。

通过统计汉中地区变电站夏季高压配电室的温度情况发现，在夏季无人值守变电站高压配电室内的温度与理想的要求还有一定差距，一般高压配电室同室外温度相差率大于28％。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种高压配电室排风扇自动控制装置及方法，在温度过高的情况下自动启动排风扇进行降温，当温度达到预定值时自动关闭排风扇。

为了达到上述目的，本发明方法采用如下技术方案：包括以下步骤：

步骤一：温度传感器监测实时温度，并传送给控制器；

步骤二：控制器将实时温度与温度启动下限值进行对比；

步骤三：控制器在实时温度大于温度启动下限值时，发出温度越警信号，并控制排风扇开启进行通风，在实时温度达到温度复归下限值时，关闭排风扇。

进一步地，温度启动下限值为35℃；温度复归下限值为30℃。

进一步地，还包括以下步骤：湿度传感器检测实时湿度并传送给控制器，控制器将实时湿度与湿度启动下限值进行对比，在实时湿度大于湿度启动下限值时发出湿度越警信号，同时控制除湿机开启进行除湿，直至实时湿度达到湿度复归下限值时，关闭除湿机。

进一步地，湿度启动下限值为75％rh；湿度复归下限值为70％rh。

本发明装置的技术方案是：包括控制器，以及与控制器输入端相连的温度传感器和湿度传感器，控制器输出端连接排风扇和除湿机。

进一步地，控制器采用型号为ELE-304-GD-T的便携式温湿度控制器。

进一步地，控制器安装在高压配电室的配电箱中，温度传感器和湿度传感器设置在高压配电室的中间位置。

进一步地，控制器输出端通过交流接触器连接排风扇和除湿机。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明方法在温度过高的情况下自动启动排风扇进行降温，当温度达到预定值时自动关闭排风扇，能够合理的控制高压配电室的温度，可节电多达15％，每年减少因为温度过高导致的停电负荷损失28万千瓦时，实现温度装置运行数据的集中采集与管理，分析、评价散热除湿效果，指导运行调节，实现变电站温度自控，节省大量的人力资源，为电网一次设备的可靠性和安全性提供了有力保障，提高了电网的供电可靠性；本发明可以达到高压配电室同室外温度相差率≤5％。同时本发明为自动化控制，能够有效降低人工成本。

本发明装置通过设置温度传感器以监测实时温度，并通过控制器控制排风扇的开启与关闭，装置结构简单，能够合理的控制高压配电室的温度。

进一步地，本发明通过设置湿度传感器和除湿机，在监测实时温度的同时还能够监测实时湿度，更好地保障高压配电室环境。

【附图说明】

图1是现有技术的主要流程图；

图2(a)是本发明的排风扇自动控制电路图；图2(b)是温湿度控制器的放大图；

图3是本发明温度控制的流程图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图2(a)和图2(b)，本发明装置包括安装在配电室内的控制器、温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器与控制器输入端相连，控制器输出端连接排风扇和除湿机。

1.通过高压配电室排风扇控制装置的研制，能够实现对变电高压配内电室温度是否越限进行监测，并能对室内温度进行调节，降低高压配电室内一次和二次设备出现故障的概率。

2.我们选择当室外温度超过30度时，高压配电室室温同室外温度相差率这一指标，来对该装置是否达到控制温度要求进行量化评估。即

其中T1为室内温度；T2为室外温度

从图3中可以看出，本发明包括以下步骤：

步骤一：温度传感器监测实时温度，湿度传感器检测实时湿度，并传送给控制器；

步骤二：控制器将实时温度与温度启动下限值进行对比，将实时湿度与湿度启动下限值进行对比；

步骤三：在实时温度大于温度启动下限值或者实时湿度大于湿度启动下限值时，控制器通过公用测控柜发出温度或湿度越警信号；同时控制器通过交流接触器开启排风扇进行通风或开启除湿机进行除湿，在实时温度达到温度复归下限值时，关闭排风扇；在实时湿度达到湿度复归下限值时，关闭除湿机；温度启动下限值为35℃，温度复归下限值为30℃；湿度启动下限值75％rh，湿度复归下限值为70％rh。

本发明实现了对高压配电室温度的直接监测控制，省去了运行人员巡视和监控人员实时监视的繁琐过程，利用网络和103通道实现越线告警遥信信号和温湿度实时遥测数能可靠实时的传输到远方OPEN3000系统，使高压配电室的温湿度和通风情况远方实时掌控，当完成变电站的温湿度控制与监测的全面联网时，变电站二次“大数据”与“互联网+”时代将逐步实现。

本发明中通过控制交流接触对风机进行控制，通过变电站综自网络系统，进行信号传输，传输速度可达到2M bit/s，时间一般不超过5秒。

监控装置：能够对温湿度感知敏锐；有两组以上控制节点；可以对温湿度进行实时监测；测量误差不能超过1℃/1％RH；

参数设置：可以进行可视化操作；可以设定复归值，并且断电也能保存设置；显示位数最好能精确到一位小数；参数设置简单，易上手；

接线和安装：尺寸合理，便于在低压配电箱上安装；便于接入变电站综合自动化系统；使用电缆少，节约成本；安装方便，便于人员施工；施工过程不会对其他运行设备造成影响；

监控效果：实现对温湿度系统各环节的监测；对温度变化感知迅速；能够可靠控制风机以及除湿装置；

表1温控器选择方案对比统计表

本发明控制器采用型号为ELE-304-GD-T便携式温湿度控制器。

表2温控器安装位置选择方案对比统计表

装置通讯方式：硬节点+RS485；施工难度不大，成本不高；易于监控高压室内温湿度，告警信号可靠。

如图2(a)和图2(b)所示，本发明主要部件包括公用测控柜

1、温度传感器和湿度传感器；

2、温湿度控制器、交流接触器KM1和KM2、手动开关K、交流空开QF、排风扇回路和除湿机回路；接线步骤如下：

(1)连接信号线，将公共端701接至温湿度控制器的18、20号端子，输出告警信号901、903接至常开节点17、19号端子，并将该电缆接至站用公用测控柜1。温度传感器和湿度传感器2连接至温湿度控制器的11到14号端子；温湿度控制器的15和16号端子为RS485通讯端子。

(2)连接装置电源，将交流电源L接至1号端子，交流电源N接至2号端子。

(3)连接风机，将所要控制排风扇的交流接触器-KM1接至5号端子，+KM1接至6号端子。将要控制的除湿机-KM2接至8号端子，+KM2接至9号端子。所有接线完成以后对线路的进行整理，并用绑扎带进行绑扎，确保接线整齐美观。

本发明通过模拟故障状况，查看告警情况：分别对温度和湿度进行了两次试验，试验结果如下：以1℃为步长，逐渐升高到整定值值来进行模拟调试。以1％RH为步长，逐渐增加到整定值来进行模拟调试。

试验结果如下：

模拟试验结果汇总表

四次试验均能正确告警，满足继电保护整定试验不大于5％的误差率，故障告警准确率＝100％。

本发明还可以有以下设置及优点：

1、增加数据库通讯点号：

在变电站综自监控装置库中增加“配电室温度高”和“配电室湿度高”告警信号，并通过变电站远动机上传至主站端。

2、增加运行监控装置告警信息光子牌：

在变电站综自后台监控装置和电网运行集中监控装置中，增加“配电室温度高”和“配电室湿度高”告警信号光子牌，并在数据库中与对应的通讯点号关联。

3、增加远方实时数据上传：

通过控制器提供的串行异步半双工RS485通讯接口，采用MODBUS-RTU协议，将配电室内温度实时数据上传至远方主站监控。

本发明通过在排风扇电路启动回路中加装自动控制装置，通过本发明合理的控制高压配电室的温度，可节电多达15％，每年减少因为温度过高导致的停电负荷损失28万千瓦时，实现温度装置运行数据的集中采集与管理，分析、评价散热除湿效果，指导运行调节，实现变电站温度自控，节省大量的人力资源，为电网一次设备的可靠性和安全性提供了有力保障，提高了电网的供电可靠性。

从变电站高压配电室不具备温度遥测、遥信、自动控制功能来考虑，以往类似工作只能靠人工调整温度来解决，以汉中地区为例，按照每年夏季高温时间为3个月，汉中地区60座无人值守变电站增派运维人员维护，一座变电站平均在夏季需要50人次维护，每人次结合远近和按照平均100元成本，每站配备2套成本为300元的高压配电室排风扇自动控制装置计算，节约的人工成本：节约人工成本＝60×50×100-(60×300×2)＝264000元。