一种变频器柜体除湿系统的制作方法

1.本实用新型提供了一种变频器柜体除湿系统，属于风电场变频器柜体除湿系统技术领域。


背景技术：

2.我国拥有发展海上风电的天然优势，大力发展海上风电，不仅可以满足东部用电需求，陆、海风电相结合，更会加快我国绿色发电的步伐。风力发电装置离不开变频器的应用，由于海上风电机组一般位于沿海地区，受天气环境影响，变频器柜体内部湿度较大，随着变频器运行，柜体内部还会产生过多盐雾，变频器功率单元长期处于高温高湿环境下，极易发生故障，使得生产运营与维护变频器的成本很高。
3.目前较为常用的除湿方式分为两种形式：一是柜内加装加热器，再设置凝露传感器，来控制加热器的投切；二是使用通风装置，将外部空气转换为低温干燥空气。对于第一种柜内加装加热器存在以下问题：
①
柜内温度升高后反而易将柜底电缆沟内的水气蒸发上来，使柜内湿度升高。
②
需人工开启或关闭加热器，不利于站所无人值守的要求。
③
凝露传感器都是被动型动作，有时空气湿度很大，但由于凝露传感器处还没有形成结露，因此加热器不会启动，即有一定的迟后量。
④
由凝露传感器固有的特性缺陷，决定其对相对湿度的变化不敏感，当凝露传感器受灰尘和水分中的化学物质侵蚀后会改变其灵敏度，导致防结露的控制点出现偏差，从而降低防结露的可靠性。对于第二种方式，虽然可以避免凝露现象对于高压状况下的风力发电机组运行存在潜在的安全隐患，但仍然存在缺陷：
①
不适宜密闭柜体环境，
②
无法实现自动除湿，
③
无法远程监测和控制除湿过程。因此有必要对应用于风电机组的变频器柜体进行除湿功能的改进。


技术实现要素：

4.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种变频器柜体除湿系统硬件结构的改进。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种变频器柜体除湿系统，包括湿度传感器、控制终端、除湿设备、pc终端，所述控制终端通过导线分别与湿度传感器、上位机、除湿设备的控制端相连；
6.所述湿度传感器设置在变频器柜体内部不同位置处，所述控制终端安装在变频器控制柜内，所述除湿设备设置在变流柜平台的塔底，所述pc终端设置在风电场控制室；
7.所述除湿设备包括箱体，所述箱体上开设有处理进风口、处理出风口、再生进风口、再生排湿口，所述箱体的正面设置有开关，所述处理进风口、再生进风口均设置有过滤器；
8.所述箱体内部设置有转轮和转轮架，所述转轮架上固定有电机，电机的输出轴通过传动带与转轮连接，所述转轮上开设有再生区和处理区，再生区的再生排湿口侧设置有再生风机，所述再生风机、电机的控制端分别通过导线与控制终端相连；
9.所述变频器柜体开设有孔，风管一端接除湿设备的再生排湿口，风管另一端通过变流柜平台开孔至塔底与塔底除湿设备的再生进风口的风管采用三通连接，并使用管箍固定。
10.所述转轮由耐热复合材料制成，耐热复合材料呈波纹状结构载有高性能的吸湿剂，形成许多细小的空气流道。
11.所述控制终端包括通讯模块和控制模块，所述湿度传感器通过485总线与通讯模块的485通讯接口相连。
12.所述除湿设备上开孔放置风管的开口处包括处理进风口、处理出风口、再生进风口、再生排湿口均采用刚性管道连接件，且刚性管道连接件具有气密性。
13.所述除湿设备的进风管道设置于变流柜平台底角位置，所述除湿设备的出风管道设置于变流柜顶部位置，并将管道进行固定绑扎。
14.所述除湿设备的箱体顶部还设置有提手。
15.所述处理进风口、再生排湿口设置在箱体的正面，所述处理出风口、再生进风口设置在箱体的背面。
16.所述除湿设备具体采用型号为gzw-300l。
17.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的具备自动除湿功能的变频器柜体除湿系统，解决了采用传统加热除湿产生凝露影响风力发电机组安全运行的技术问题，提供远程监测和控制除湿过程的功能，除湿机除湿更加彻底，除湿效率更高；而且在除湿的同时不会产生热量，从而避免了影响机组内部电子器件性能的技术问题；本实用新型具有结构简单，维修方便，加工成本低等优点。
附图说明
18.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
19.图1为本实用新型的电路结构示意图；
20.图2为本实用新型除湿设备的箱体正面结构示意图；
21.图3为本实用新型除湿设备的箱体背面结构示意图；
22.图4为本实用新型除湿设备转轮部分的结构示意图；
23.图中：1为箱体、2为处理进风口、3为处理出风口、4为再生进风口、5为再生排湿口、6为开关、7为提手、8为转轮、9为转轮架、10为电机、11为传动带。
具体实施方式
24.如图1-4所示，本实用新型一种变频器柜体除湿系统，包括湿度传感器、控制终端、除湿设备、pc终端，所述控制终端通过导线分别与湿度传感器、上位机、除湿设备的控制端相连；
25.所述湿度传感器设置在变频器柜体内部不同位置处，所述控制终端安装在变频器控制柜内，所述除湿设备设置在变流柜平台的塔底，所述pc终端设置在风电场控制室；
26.所述除湿设备包括箱体1，所述箱体1上开设有处理进风口2、处理出风口3、再生进风口4、再生排湿口5，所述箱体1的正面设置有开关6，所述处理进风口2、再生进风口4均设置有过滤器；
27.所述箱体1内部设置有转轮8和转轮架9，所述转轮架9上固定有电机10，电机10的输出轴通过传动带11与转轮8连接，所述转轮8上开设有再生区和处理区，再生区的再生排湿口侧设置有再生风机，所述再生风机、电机的控制端分别通过导线与控制终端相连；
28.所述变频器柜体开设有孔，风管一端接除湿设备的再生排湿口5，风管另一端通过变流柜平台开孔至塔底与塔底除湿设备的再生进风口4的风管采用三通连接，并使用管箍固定。
29.所述转轮8由耐热复合材料制成，耐热复合材料呈波纹状结构载有高性能的吸湿剂，形成许多细小的空气流道。
30.所述控制终端包括通讯模块和控制模块，所述湿度传感器通过485总线与通讯模块的485通讯接口相连。
31.所述除湿设备上开孔放置风管的开口处采用刚性管道连接件，且刚性管道连接件具有气密性。
32.所述除湿设备的进风管道设置于变流柜平台底角位置，所述除湿设备的出风管道设置于变流柜顶部位置，并将管道进行固定绑扎。
33.所述除湿设备的箱体1顶部还设置有提手7。
34.所述处理进风口2、再生排湿口5设置在箱体的正面，所述处理出风口3、再生进风口4设置在箱体的背面。
35.本实用新型由湿度传感器、控制终端、除湿设备和pc终端组成，湿度传感器直接装在变频器柜体内的重点部位上，采集到的湿度数据通过485通讯接口上传至控制终端，控制终端包含通讯模块和控制模块，可将处理后的数据上传至pc终端，并控制除湿设备的启停。
36.本实用新型的除湿设备包含
①
箱体1：采用钢制框架式结构，这种钢制型材结构紧密，抗腐蚀性能强，且带有防冷桥装置，有效的防止了结露现象的发生。
②
风道部分：进风口均设有过滤器，过滤效率为35%(计重法)，过滤器很方便的拆卸，一般可清洗三次。
③
转轮8和转轮架9部分：转轮8和转轮架9部分是除湿设备的核心部分，其性能特性直接影响除湿设备的性能和特性。转轮8由特种耐热复合材料制成，具体采用pps硅胶转轮，复合材料呈波纹状结构载有高性能的吸湿剂，形成许多细小的空气流道，与空气接触面积大，提高了除湿效率。
④
转轮驱动系统：转轮8的慢速旋转可通过电机10和传动带11传动装置得以实现。传动带11位于转轮8的外轮缘，并通过驱动电机10的滑轮进行驱动。传动带张力装置可使传动带保持在适当的松紧度，从而防止传动带滑落。
⑤
控制保护装置：具有过载和短路保护功能。当除湿机在正常情况下停机，再生风机(包括转轮)将继续运行，直到再生加热器冷却60℃以下才停止运行。pc终端以jdk(java development kit) 为软件开发工具，可实现对湿度的远程监控功能。
37.本实用新型在使用时将3-5个湿度传感器装入变频器柜体内不同位置，采集到的湿度数据通过485通讯上传至控制终端，控制终端安装在变频器控制柜内，对数据进行处理后，如果柜体内湿度超过报警阈值，则自动启动除湿设备，除湿设备安装进口及出口连接管道时，应当注意：尽量缩短风管长度以便减少空气系统静压损失。为了保证性能，所有处理进风口、处理出风口、再生进风口、再生排湿口的刚性（镀锌）的管道连接件均须具有气密性。风管应做保温处理，以避免当管道内的气流温度降至外部空气露点温度以下时管道外壁结露，从而导致管道腐蚀；并可避免能量损失。直接安装在除湿设备上的管道应有充分的
支撑，以便减少由于管道重力和运行而产生的荷载及压力。为了减少噪音和振动沿着管道传播，再生出口可以安装质量好，气密性强的软连接。如果排湿系统由室外引入除湿设备时，进风口应离地面有足够的高度，以防止尘土和碎片的吸入。入口必须远离可能污染的污染源，如能源废气、蒸汽及有害气体。为了防止湿空气加湿处理空气（入口），室外处理空气引入口须远离湿空气出口至少2米。管道设计应考虑防止雨雪侵入。再生系统的湿空气管道中，空气含湿量较高，管道内壁上容易结成凝结水。水平的管道应自除湿机组起安装成向下的坡度。此外，凝结水排放应设置在管道最低处以防止内部积水。湿空气管道必须保温，以防止当管道内的空气露点温度高于外部空气温度时而产生的管道内壁结露，从而导致管道腐蚀和积水。其中再生系统是除湿设备里面的一部分，通过除湿设备的转轮实现再生功能。除湿设备原理是：回风经初效过滤网过滤后，进入转轮处理区域，空气中的水分子被转轮内的吸湿剂吸收，干燥后的空气送入工作场所。如此不断循环，最终达到控湿要求。转轮在处理空气区域的扇面吸收了水分子，变成饱和状态，将自动转到再生区域，进行再生处理，使转轮恢复除湿能力。
38.本实用新型具体安装使用时的具体步骤如下：
39.①
先使风机停机，等待5分钟后断开控制柜电源，确定无电压后在每台机组的变频器内安装控制终端和温湿度传感器；
40.②
变流柜上开φ80mm的圆孔，将φ80mm的风管一端接除湿机再生空气出口，一端通过平台开孔至风机塔底与塔底除湿机再生空气风管采用三通连接，并使用管箍固定
41.③
安装除湿设备及底部支撑架，确保安装后的除湿设备运行平稳；
42.④
安装除湿设备进风口、出风口管道，将进风管道置于变流柜平台底角位置，将出风管道置于变流柜顶部位置，同时使用扎带进行固定绑扎；
43.⑤
用专用通讯线将变频器与柜体内风机的监控服务器连接；
44.⑥
连接监控服务器与塔底柜交换机；
45.⑦
从控制柜内的dc24v电源取电，连接到服务器电源；
46.⑧
通过专用电脑与主控交换机连接，设置服务器相关参数；
47.⑨
根据风场环网分配的ip地址段进行适配器ip设置以及功能配置，完成变频器局域网末端搭建；
48.⑩
完成后检查现场接线是否正确，有无虚接和接地现象，确定无误情况下依次上电；确认温湿度传感器、控制终端显示屏终端设备状态正常。通过专用电脑与交换机连接，设置监控服务器相关参数，确定服务器与变频器是否连接上，工作是否正常；
49.⑪
机位调试完成后在升压站监控室通过电脑里预装的监控软件，开始对每台变流器进行连接调试。能通过监控软件访问每台变频器并查看变频器参数、故障代码、温湿度详细参数等则表示连接正常；
50.⑫
对除湿设备功能进行调试，除湿设备控制为接触器控制，可自动控制，同时也要求在控制柜上控制终端的界面可正常显示除湿设备的所有数据，并留有供于远控连接的数据接入点，可供操作人员远程控制除湿设备的工作。
51.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术
问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
52.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。