SVG远程温湿度状态监测装置的制作方法

svg远程温湿度状态监测装置
技术领域
1.本实用新型涉及风电场svg设备监测技术领域，尤其是一种svg远程温湿度状态监测装置。


背景技术：

2.根据电网公司稳定性要求，风电场需具备无功调节装置。
3.静止无功发生器，英文描述为：static var generator，简称为svg。又称高压动态无功补偿发生装置，或静止同步补偿器。是指自由换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。svg是目前无功功率控制领域内的最佳方案。相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器tcr为主要代表的传统svc等方式，svg有着无可比拟的优势。
4.在电力系统中，为减少配电网向负荷提供大量无功电流而造成功率损耗，在各受电点均需配置相应电压等级的无功补偿装置，以提高电网输电能力，节约能源。目前采用的电容器投切补偿，而电容补偿配置比较低，投切补偿装置运行稳定性差，具体表现在：
5.1、低压固定电容器组补偿容量不可调。投切电容器组为分级投切，经常发生投则过补，不投则欠补的问题，使变压器不能在最佳经济状态下运行，并使上端电源侧线损增加，经济效益下降。
6.2、不能连续频繁投切电容，因为电容需要放电时间。
7.3、投切电容相应速度慢，不能补偿动态无功，即快速的负载无法补偿。采用交流接触器投切电容，相应速度慢而且会产生浪涌冲击、操作过电压、电弧等现象，开关及电容损坏严重。
8.4、每组电容有级差，不能连续补偿，功率因数不会补偿的很高。
9.5、有谐波的场合不能使用，会击穿电容，会造成谐振，引起电容爆炸，应选有源滤波器（apf）或电抗器。
10.目前风电场常采用svg设备，具备感性、容性输出能力，且调节速率快，能很好的调节目标点的电压，但也会因为无功设备故障，面临电网公司考核及风机限负荷情况。svg设备的稳定运行与设备的运行环境密切相关，svg普遍采集了igbt等单元模块上的温度，以此作为保护动作的前提，但模块温度也与通风散热系统密切相关，功率单元柜内的温度高、通风散热环境差，就会导致igbt的温度一直较高，严重时可能造成超温告警跳闸；而对于湿度的监测，暂时未进行管理，造成设备控制板卡、驱动板卡出现腐蚀，造成单元板卡损坏。


技术实现要素：

11.本实用新型提供了一种svg远程温湿度状态监测装置，用于解决不能及时发现svg设备运行环境温湿度超标的问题。
12.本实用新型采用如下技术方案：
13.一种svg远程温湿度状态监测装置，包括：功率柜、控制柜、设置在所述功率柜内部
的功率单元以及温湿度检测模块，所述温湿度检测模块包括：第一温度传感器、湿度传感器、控制单元以及通信单元；
14.所述功率单元设置在所述功率柜内部，所述功率单元后表面与所述功率柜侧板第一表面固定连接，所述第一温度传感器设置在所述功率单元的前表面，所述湿度传感器设置在所述功率柜内部靠近下表面的侧面；
15.所述控制单元以及所述通信单元均设置在所述控制柜内部；
16.所述第一温度传感器用于采集所述功率单元温度信息，所述湿度传感器用于采集所述功率柜湿度信息，所述控制单元设有用于标记所述功率单元序列号的存储器，所述控制单元用于接收所述功率单元温度信息以及所述功率柜湿度信息，所述控制单元还用于将所述功率单元温度信息以及所述功率柜湿度信息传送至所述通信单元，所述通信单元用于将所述功率单元温度信息以及所述功率柜湿度信息传送至外部智能终端；
17.所述第一温度传感器以及所述湿度传感器分别与所述控制单元电连接，所述控制单元与所述通信单元通信连接。
18.进一步地，还包括冷却送风系统，所述控制柜设有通风管，所述功率柜内部下表面设有回风口；
19.所述通风管竖直设置，所述通风管设有通风管第一端以及通风管第二端；所述通风管第一端与所述冷却送风系统送风端连通，所述通风管第二端设置在所述功率柜内部，所述冷却送风系统回风端与所述功率柜回风口连通。
20.进一步地，还包括服务器，所述服务器用于记录来自所述通信单元的所述功率单元温度信息以及所述功率柜湿度信息，所述服务器还用于接收到外部智能终端记录查询命令时，向外部智能终端发送所述功率单元温度信息以及所述功率柜湿度信息；所述服务器与所述通信单元通信连接。
21.进一步地，所述温湿度检测模块还包括：键盘以及显示屏，所述控制单元接收所述键盘的查询输入，所述显示屏用于显示所述功率单元温度信息以及所述功率柜湿度信息，所述键盘以及所述显示屏分别与所述控制单元电连接。
22.进一步地，所述冷却送风系统包括：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及送风风机，所述压缩机出气口与所述冷凝器第一端连通，所述冷凝器第二端与所述膨胀阀第一端连通，所述膨胀阀第二端与所述蒸发器第一端连通，所述蒸发器第二端与所述压缩机吸气口连通；所述送风风机用于将所述蒸发器制冷产生的冷空气送入所述通风管内部。
23.进一步地，所述温湿度检测模块还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述功率柜内部温度，所述控制单元接收所述第二温度传感器检测的所述功率柜内部温度信息，所述第二温度传感器设置在所述功率柜回风口，所述第二温度传感器与所述控制单元电连接。
24.进一步地，所述通信单元为具有短信发送功能的gprs通信模块。
25.本实用新型的积极效果如下：
26.一种svg远程温湿度状态监测装置，包括设置在功率单元前表面的第一温度传感器以及功率柜下部的湿度传感器，第一温度传感器用于检测功率柜内部主要的发热单元，其测温部位非常具有代表性，湿度传感器设置在功率柜下方的内部，通常功率柜下方湿度更大，湿度传感器获取的数值更能尽早反馈功率柜湿度状态，控制单元在温度信息和/或湿
度信息达到阈值时，第一时间将温度信息、湿度信息以及功率单元序列号信息通过通信单元反馈至智能终端，使得持有智能终端的工作人员尽早的获取一手信息，并及时对反馈问题的问题点进行排查，以免因温度过高和/或湿度过高造成设备损坏，进而造成更大的损失。
27.功率柜用于安装功率单元的侧板第二面设有用于冷却通风的通风管，通风管通过冷却侧板进而冷却功率单元，该冷却方式更为直接，且冷空气不直接接触功率单元表面，从而避免功率单元冷却表面产生结露现象。该冷却方式因为是冷却的功率单元的后表面，而第一温度传感器设置在功率单元的前表面，故不影响第一温度传感器检测功率单元的检测结果。
28.svg远程温湿度状态监测装置设有服务器，工作人员可以随时查询任意时刻的功率单元的温度信息以及功率柜的湿度信息，且可以回看历史记录，该功能尤其适用于在设备出现故障后进行故障分析，找出故障发生的问题点以及发生故障的故障时间，给故障排查工作带来了便利。
29.温湿度检测模块设有键盘以及显示屏，用于在现场查看功率单元的温度信息以及功率柜的湿度信息，不需要进行远程操作，现场使用方便快捷。
30.冷却送风系统采用压缩机制冷送风的方式，该制冷方式具有制冷效果好，相比其他制冷方式而言，节能省电，且该制冷方式能够将功率柜内部的水蒸气凝结到蒸发器上排出功率柜，干燥功率柜内部空气的效果。
31.第二温度传感器用于采集功率柜整体内部温度，该传感器设置在功率柜回风口，该位置作为温度检测点更能代表功率柜整体的温度，在冷却送风系统出现故障时，能够通过通信单元发出警告信息。
附图说明
32.图1为本实用新型实施方式功率柜立体结构示意图；
33.图2为本实用新型实施方式功率柜剖视示意图；
34.图3为本实用新型实施方式冷却送风系统示意图；
35.图4为本实用新型实施方式温湿度检测模块功能框图。
36.图中：
37.功率单元1；
38.第一温度传感器2；
39.湿度传感器3；
40.通风管4；
41.回风口5；
42.通风管第一端6；
43.通风管第二端7；
44.压缩机8；
45.冷凝器9；
46.膨胀阀10；
47.蒸发器11；
48.送风风机12；
49.第二温度传感器13。
具体实施方式
50.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
51.如图1
‑
4所示，一种svg远程温湿度状态监测装置，包括：功率柜、控制柜、设置在功率柜内部的功率单元1以及温湿度检测模块，温湿度检测模块包括：第一温度传感器2、湿度传感器3、控制单元以及通信单元；
52.功率单元1设置在功率柜内部，功率单元1后表面与功率柜侧板第一表面固定连接，第一温度传感器2设置在功率单元1的前表面，湿度传感器3设置在功率柜内部靠近下表面的侧面；
53.控制单元以及通信单元均设置在控制柜内部；
54.第一温度传感器2用于采集功率单元1温度信息，湿度传感器3用于采集功率柜湿度信息，控制单元设有用于标记功率单元1序列号的存储器，控制单元用于接收功率单元1温度信息以及功率柜湿度信息，控制单元还用于将功率单元1温度信息、功率柜湿度信息以及功率单元1序列号传送至通信单元，通信单元用于将功率单元1温度信息以及功率柜湿度信息传送至外部智能终端；
55.第一温度传感器2以及湿度传感器3分别与控制单元电连接，控制单元与通信单元通信连接。
56.更为具体地，功率柜用于安装功率元件，通常而言，功率元件包括：电力电子开关元件如igbt，功率电容，功率电阻或者上述元件形成的电气模块，功率元件发热量大，对运行环境的温度、湿度有较高的要求。控制柜则是用于安装控制元件部分，如控制板、指示灯或者显示屏。控制柜与功率柜分开设计的好处是，功率元件产生的电磁干扰对控制元件影响小，控制柜通常温度低于功率柜温度，控制元件分开设置在控制柜中可以使得控制元件在更为适宜的环境中运行。
57.功率单元1后表面与功率柜侧板固定连接，功率单元1主要通过功率柜侧板散热，功率单元1的前表面为温度较高的一个表面，第一温度传感器2设置在功率单元1的前表面，更能反映功率单元1的真实温度，而对于湿度传感器3而言，通常设置在功率柜的下部更能体现整个功率柜内部空间的湿度信息。
58.本实施方式中，控制单元为核心采用型号为stm32f103c8t6的单片机组成的控制电路，该单片机内部集成通用输入输出io接口，串口通信单元，ad转换器。通信单元采用sim800c通信模块sim800c是一款四频gsm/gprs模块。其性能稳定，外观小巧，性价比高，能满足客户的多种需求。sim800c工作频率为gsm/gprs 850/900/1800/1900mhz，可以低功耗实现语音、短信、数据和传真信息的传输。
59.控制单元单片机通过串口与通信单元sim800c实现数据通信。单片机将需要发送的数据通以格式化的数据包通过串口发送到sim800c通信模块，sim800c模块对接收到的内容进行解读后，以短信形式转发至指定的智能终端。
60.湿度传感器以及温度传感器与控制单元单片机ad转换器电连接，控制单元单片机通过其内置的ad转换器将采集的温度信息模拟量以及湿度信息模拟量转换为数字量，控制单元单片机内部设有温度阈值以及湿度阈值，当采集到的温度信息和/或湿度信息达到阈值时，控制单元单片机将采集到的温度信息、湿度信息以及对应温度信息的功率单元1序列号，通过sim800通信模块以短信的形式发送到指定的智能终端，本实施方式智能终端为手机。
61.在温度传感器以及湿度传感器与控制单元连接的具体形式上，可以有多种，最为常见的方式为通过电缆电连接；还有一种方式为温度传感器以及湿度传感器均将采集的信号转变为4
‑
20ma的模拟量，该模拟量再通过无线传输至控制单元，该方式通常在温度传感器和/或湿度传感器设置的位置与控制单元的位置较远时再行采用。
62.svg远程温湿度状态监测装置，包括设置在功率单元1前表面的第一温度传感器2以及功率柜下部的湿度传感器3，第一温度传感器2用于检测功率柜内部主要的发热单元，其测温部位非常具有代表性，湿度传感器3设置在功率柜下方的内部，通常功率柜下方湿度更大，湿度传感器3获取的数值更能尽早反馈功率柜湿度状态，控制单元在温度信息和/或湿度信息达到阈值时，第一时间将温度信息、湿度信息以及功率单元序列号信息通过通信单元反馈至智能终端，使得持有智能终端的工作人员尽早的获取一手信息，并及时对反馈问题的问题点进行排查，以免因温度过高和/或湿度过高造成设备损坏，进而造成更大的损失。
63.进一步地，还包括冷却送风系统，控制柜设有通风管4，功率柜内部下表面设有回风口5；
64.通风管4竖直设置，所述通风管4上设有通风管第一端6以及通风管第二端7；通风管第一端6与冷却送风系统送风端连通，通风管第二端7设置在功率柜内部，冷却送风系统回风端与功率柜回风口5连通。
65.更为具体地，用于安装功率单元1的侧板设有通风管4，该通风管4设置在侧板的第二表面，也就是说侧板的两个表面分别设置通风管4以及功率单元1，通风管4中流通用于冷却的空气，将功率单元1中的热量带走。本实施方式中侧板为功率柜的背板，功率单元1设置在背板的前表面，通风管设置在背板的后表面，通风管上下竖直设置，功率柜设有回风口5，通风管设有第一端6以及第二端7，通风管第一端6用于与冷却送风系统连通，接入冷却送风系统的冷空气，通风管第二端7用于将冷空气送入功率柜内部，对设置在功率柜内的元件进行冷却，最终冷空气通过功率柜内部的回风口流回冷却送风系统。
66.功率柜用于安装功率单元1的侧板第二面设有用于冷却通风的通风管4，通风管4通过冷却侧板进而冷却功率单元1，该冷却方式更为直接，且冷空气不直接接触功率单元表面，从而避免功率单元1冷却表面产生结露现象。该冷却方式因为是冷却的功率单元1的后表面，而第一温度传感器2设置在功率单元1的前表面，故不影响第一温度传感器2检测功率单元1的检测结果。
67.进一步地，还包括服务器，服务器用于记录来自通信单元的功率单元1温度信息以及功率柜湿度信息，服务器还用于接收到外部智能终端记录查询命令时，向外部智能终端发送功率单元1温度信息以及功率柜湿度信息；服务器与通信单元通信连接。通信模块为具有短信发送功能的gprs通信模块。
68.更为具体地，服务器为用于记录温度信息以及湿度信息的终端，控制单元将获取的功率单元1温度信息、湿度信息以及功率单元序列号信息每隔一定的时间间隔发送到服务器，服务器将上述信息进行记录。通信单元本实施方式采用的sim800c带有gprs功能，服务器为位于互联网节点的一个终端，通信单元与控制单元为位于互联网上的另一个节点，通信单元通过互联网将功率单元1温度信息、功率柜湿度信息以及功率单元1序列号信息发送到服务器上。
69.而智能终端则为位于互联网区的另一个节点，该节点与前两个节点位置不同，智能终端包括手机、平板电脑或者是笔记本电脑，在智能终端上通过安装的配套应用，可以查询记录在服务器上的温湿度信息。
70.设有服务器的svg远程温湿度状态监测装置，工作人员可以随时查询任意时刻的功率单元1的温度信息以及功率柜的湿度信息，且可以回看历史记录，该功能尤其适用于在设备出现故障后进行故障分析，找出故障发生的问题点以及发生故障的故障时间，给故障排查工作带来了便利。
71.进一步地，温湿度检测模块还包括：键盘以及显示屏，控制单元接收键盘的查询输入，显示屏用于显示功率单元1温度信息以及功率柜湿度信息，键盘以及显示屏分别与控制单元电连接。
72.更为具体地，温湿度检测模块设有键盘以及显示屏，用于在现场查看功率单元1的温度信息以及功率柜的湿度信息，不需要进行远程操作，方便现场查阅使用。
73.进一步地，冷却送风系统包括：压缩机8、冷凝器9、膨胀阀10、蒸发器11以及送风风机12，压缩机8出气口与冷凝器9第一端连通，冷凝器9第二端与膨胀阀10第一端连通，膨胀阀10第二端与蒸发器11第一端连通，蒸发器11第二端与压缩机8吸气口连通；送风风机12用于将蒸发器11制冷产生的冷空气送入通风管4内部。
74.更为具体地，冷却送风系统采用压缩机8制冷送风的方式，该制冷方式具有制冷效果好，相比其他制冷方式而言，节能省电，且该制冷方式能够将功率柜内部的水蒸气凝结到蒸发器上排出功率柜，干燥功率柜内部空气的效果。
75.进一步地，温湿度检测模块还包括第二温度传感器13，第二温度传感器13用于检测功率柜内部温度，控制单元接收第二温度传感器13检测的功率柜内部温度信息，第二温度传感器13设置在功率柜回风口5，第二温度传感器13与控制单元电连接。
76.更为具体地，第二温度传感器13用于检测功率内部温度，第二温度传感器13设置在功率柜内部回风口5，该位置作为温度检测点更能代表功率柜整体的温度，第二温度传感器13测得的功率柜温度信息传送至控制单元，并被控制单元转发至通信单元，如该温度超过阈值，会通过短信形式发送至预先设定的智能终端，如用于接收紧急通知的手机。还会被控制单元通过通信单元转发至服务器，并被服务器记录。
77.第二温度传感器13用于采集功率柜整体内部温度，该传感器设置在功率柜回风口，该位置作为温度检测点更能代表功率柜整体的温度，在冷却送风系统出现故障时，能够通过通信单元发出警告信息。
78.以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。