CN102088167A - 用于改善变电站设备运行环境的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于改善变电站设备运行环境的控制系统，包括：进风口、智能通风调节器、出风口、SF6溢出口；此外，还包括：温度传感器、智能控制单元；其中，所述的进风口与出风口设置在同一侧墙面，出风口的位置高于进风口的位置，SF6溢出口设置在靠近出风口一侧的墙面的底部。本发明通过对户内变电站和地下变电站及其它类似封闭空间环境中的气流进行有效组织,避免了常规风机通风所产生的混流与紊流，最大限度地保持了气流经发热体下部自下而上包覆热源体的自然对流形态，大大提高热源体表面通风冷却效率。
Description
用于改善变电站设备运行环境的控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种改善变电站设备运行环境的控制系统，特别是涉及一种用于改善 设备紧凑型布置的户内变电站和地下变电站及其它类似封闭空间环境中设备运行环境的 控制系统。
背景技术
[0002] 随着国民经济和电网的飞速发展，各种电压等级的变电站越来越多。为节约宝贵 的土地资源，减少噪音、辐射等环境问题，这些变配电设施越来越多地被设计成紧凑型的户 内布置，或者置于地下，环境的封闭性使这些变电站的电气设备运行条件十分恶劣，需要设 置必要的通风降温系统。常规的通风降温系统是采用机械通风加空调冷却的方式来实现 的。这种方式由于未对气流进行有效组织，不仅通风冷却效率低、能效差，还衍生出大量的 环境问题：首先，大量的室外空气会将灰尘和漂浮于空气中的盐类或酸性物质带进设备间， 它们附着于设备或绝缘体的表面形成污垢后不仅会腐蚀设备，而且会构成放电通道，引发 爬电、污闪等安全事故；再者，在设备轻载或闷热气候条件下，大量的室外湿热空气进入室 内，尤其是地下变配电室，容易在墙体、设备或绝缘体的表面形成凝露，可以引发放电、闪络 等绝缘故障，为此又需要采取除湿措施，无为地增加系统能耗；最后，由于大风量的风机所 带来的附加噪音，使得本已日益严重的噪音扰民问题更是雪上加霜。
[0003] 综上所述，现有的通风措施造成变电(配）站的内部环境温度偏高、设备表面积尘 严重、通风及空调设备运行能耗增加，特别在迎峰度夏的季节，由于室内环境温度影响变电 站的安全稳定运行，加剧了电力供需紧张的矛盾。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于改善变电站设备运行环境的控制系 统，其通过提高通风效率，降低运行能耗，改善环境品质、优化监控环境，提高变（配）电站 运行的稳定性。。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于改善变电站设备运行 环境的控制系统，包括：进风口 ；智能通风调节器，设置于上述进风口处，其不仅可改变风 量大小，还可调节气流方向与角度；出风口，用于将产生的热气流排出室外；SF6溢出口，用 于将产生的SF6泄漏气体排出室外；此外，还包括：温度传感器，用于采集封闭空间上部或 出风口的温度信息并传送至上述智能控制单元；智能控制单元，对接受到的信息进行处理 并发出相应指令实现对整个系统的自动控制，其还可以通过接口与外界进行信息交换；其 中，上述出风口的位置高于上述进风口的位置，SF6溢出口设置在一侧墙面的底部。
[0006] 优选地，所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，还包括：湿度传感器， 用于采集封闭空间内部的湿度信息并传送至上述智能控制单元。
[0007] 优选地，所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，还包括：水浸传感器， 用于监测封闭空间内部的水位信息并传送至上述智能控制单元。[0008] 优选地，所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，还包括：防火防爆装 置，设置于高压电容器室之间以及高压电容器室和其它电气设备室之间的通风口处。
[0009] 优选地，所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统的智能控制单元还包 括：报警信号接口，用于向外部报警装置传送报警信息。
[0010] 优选地，所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统的智能控制单元还包 括：通信接口，用于与上一级控制系统如主控计算机实现通信连接。
[0011] 优选地，所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统的智能通风调节器的出 风口处还设置有：导向器，其与上述智能控制单元连接。
[0012] 本发明的优点是，通过对户内变电站和地下变电站及其它类似封闭空间环境中的 气流进行有效组织，避免了常规风机通风所产生的混流与紊流，最大限度地保持了气流经 发热体下部自下而上包覆热源体的自然对流形态，大大提高热源体表面通风冷却效率，同 时，还通过采用智能化控制、空气过滤、湿度控制与水位测量预警等措施实现了对电力设备 运行环境的系统性控制。
附图说明
[0013] 图1为本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第一实施例的整体结 构示意图；
图2为本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第一实施例所涉及的封闭 空间中底部气流水平流动情况的示意图；
图3为本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第二实施例的整体结构示 意图；
图4为本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第二实施例所涉及的主变 室通风剖面图；
图5为本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第二实施例所涉及的负一 层平面进风示意图；
图6为本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第二实施例所涉及的一层 平面通风示意图；
图7本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第二实施例所涉及的二层平 面通风示意图；
图8本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的控制信息流示意图。 具体实施方式
[0014] 为进一步揭示本发明的技术方案，兹结合附图详细说明本发明的实施方式。
[0015] 本发明以实现“弱气流通风冷却”作为基础。所谓弱气流系指维持热源体表面在 某一温度区间的热平衡所需的最小通风冷却强度。（现有机械强迫式通风降温技术所选取 的通风冷却强度必须大于热源体最大发热量情况下维持某一温度区间的热平衡的需要，故 称为强气流)。
[0016][实施例 1]。
[0017] 图1，为本发明所揭示的用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第一实施例的整体结构示意图；图2为本发明用于改善变电站设备运行环境的控制系统的第一实施例 所涉及的封闭空间中底部气流水平流动情况的示意图；图8本发明用于改善变电站设备运 行环境的控制系统的控制信息流示意图。其中，包括：进风口 6 ；智能通风调节器8，设置于 上述进风口 6处，其不仅可改变风量大小，还可调节气流方向与角度，该智能通风调节器8 可以采用专利号为200720131425. 1的中国实用新型专利《智能温控通风调节器》来实现； 出风口 7，用于将产生的热气流排出室外；SF6 (六氟化硫)溢出口 10，用于将产生的SF6 (六 氟化硫，其比重为空气的5. 14倍）泄漏气体排出室外；此外，还包括：温度传感器122，用于 采集封闭空间（即室内）上部或出风口的温度信息并传送至上述智能控制单元100 ；智能 控制单元100，对接受到的信息进行处理并发出相应指令实现对整个系统的自动控制，其还 可以通过接口与外界进行信息交换；其中，上述出风口 7的位置高于上述进风口 6的位置， 上述SF6溢出口 10设置在一侧墙面的底部。
[0018] 以下参照附图对本发明第一实施例工作时的情况进行说明。
[0019] 工作时，开启上述进风口 1处的上述智能通风调节器8，外部进入的较冷空气经上 述智能通风调节器8中的空气过滤器过滤后在封闭空间中（即室内）的底部形成如图2中 方向箭头13所示的水平方向的气流环绕，与此同时，上述智能通风调节器8根据其温度传 感器检测到的温度信息，按照其预设的值自动调节其风机的进风量，使得进入的较冷空气 充分与发热体表面接触，最大限度的进行热交换。由于热空气上升，使得气流在封闭空间中 (即室内）的底部形成水平方向环绕的同时，在垂直方向形成单向可控的气流通道，最后经 出风口 7将产生的热气流排出室外(如图1)。再者，由于气流运动的空气动力学效应，使电 力设备运行时产生的比重较大的SF6 (六氟化硫）气体形成局部堆积，在微正压气流导向作 用下使得堆积的SF6 (六氟化硫）泄漏气体经上述SF6 (六氟化硫）溢出口 10排出室外。
[0020][实施例 2]。
[0021] 图3、图4、图5、图6、图7揭示了本发明的第二实施例。
[0022] 第二实施例系对第一实施例做进一步改进后的一种实施例，其中，包括：主变压器 室1 ；三层结构，紧邻上述主变压器室1 一侧，由上至下依次为，二层控制室2、二层电容室 5、一层开关室3、负一层电缆室4 ；第二实施例相对于第一实施例还包括：湿度传感器123， 用于采集封闭空间内部的湿度信息并传送至上述智能控制单元100 ；水浸传感器121，用于 监测封闭空间内部的水位信息并传送至上述智能控制单元100 ；防火防爆装置11，设置于 高压电容器室之间以及高压电容器室和其它电气设备室之间的通风口处，该防火防爆装置 可以采用专利号为200920187194. 5的中国实用新型专利《应用于高压电容室的防火防爆 阀》来实现。；所述智能控制单元100还包括：报警信号接口 113和通信接口 114，报警信号 接口 113用于向外部报警装置传送报警信息，通信接口 114用于与上一级控制系统如主控 计算机实现通信连接；另外，上述智能通风调节器8的出风口处还设置有：导向器112，其 与上述智能控制单元100连接。
[0023] 以下参照附图对本发明第二实施例工作时的情况进行说明。
[0024] 工作时，开启进风口 6处的智能通风调节器8，外部进入的较冷空气经空气过滤器 过滤后在封闭空间中（即室内）的底部形成如图2中方向箭头13所示的水平方向的气流环 绕，与此同时，上述智能控制单元100根据上述温度传感器122检测到的温度信息，按照其 预设的值自动调节上述智能通风调节器8的进风量或由上述智能通风调节器8本身自动调
5节其进风量，上述智能控制单元100还通过控制上述安装于智能通风调节器8的出风口处 的导向器112来调整进风的方向，使得进入的较冷空气充分与发热体表面接触，最大限度 的进行热交换。由于热空气上升，使得气流在封闭空间中（即室内）的底部形成水平方向环 绕的同时，在垂直方向形成单向可控的气流通道，最后经出风口 7将产生的热气流排出室 外(如图1)。再者，由于气流运动的空气动力学效应，使电力设备运行时产生的比重较大的 SF6 (六氟化硫）气体形成局部堆积，在微正压气流导向作用下使得堆积的SF6 (六氟化硫) 泄漏气体经上述SF6溢出口 10排出室外。
[0025] 在图3中，负一层电缆室4与一层开关室3之间可以设置一个通风管道9，通风管 道9位于负一层电缆室4的一端装有智能通风调节器8，位于一层开关室3的另一端装有出 风口（71)，以便将负一层电缆室4中产生的热气流通过一层开关室3后排出室外。另外，上 述智能控制单元100实时监控温度传感器122采集到的温度信息以及湿度传感器123和水 浸传感器121采集到的湿度和水位信息，当监控到的数据超出警戒值时自动作出相应的处 理，比如，上述智能控制单元100通过上述报警信号接口 113向外部报警装置传送报警信息 或通过上述通信接口 114将相关信息传送至上一级控制系统如主控计算机，实现对变电站 设备运行环境的全方位控制。
[0026] 另外，当高压电容器室发生火灾和爆炸事故时，设置于高压电容器室之间以及高 压电容器室和其它电气设备室之间的通风口处的防火防爆装置11自动关闭，从而能够限 制事故所能影响的范围，该防火防爆装置11可以采用专利号为200920187194. 5的中国实 用新型专利《应用于高压电容室的防火防爆阀》来实现。
[0027] 上述实施例与最接近的现有技术相比，能获得以下更高的综合效能：
第一，以集约的可控弱气流在热源体表面实现充分热交换完成热源体的散热，大大提 高了散热效率，达到了 “弱气流通风冷却”的效果；
第二，本发明有效节约强排风所浪费的气流量，并使得在进风口加装空气过滤或吸附 装置成为可能，节约了能源消耗和改善了封闭环境中的空气品质；
第三，本发明能控制热源体与户内环境、户内与户外的温度差，破坏结露条件，确保设 备不发生凝露；
第四，由于本发明方法中控制部分采用了功能强大的微处理器单元，使得在实施风量 控制的同时兼顾和整合有害气体及烟雾的检测、湿度与水位测量及灾害预警、远程监控等 多种应用需求。实现变电站封闭环境的综合治理和环境优化的综合效能。
[0028] 以上通过对所列实施方式的介绍，阐述了本发明的基本构思和基本原理。但本发 明绝不限于上述所列实施方式，凡是基于本发明的技术方案所作的等同变化、改进及故意 变劣等行为，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1. 一种用于改善变电站设备运行环境的控制系统，包括：进风口（6)；智能通风调节器（8)，设置于上述进风口（6)处，其不仅可改变风量大小，还可调节气 流方向与角度；出风口（7)，用于将产生的热气流排出室外；SF6溢出口（10)，用于将产生的SF6泄漏气体排出室外；其特征在于，还包括：温度传感器（122)，用于采集封闭空间上部或出风口的温度信息并传送至智能控制单 元（100)；智能控制单元（100)，对接受到的信息进行处理并发出相应指令实现对整个系统的自 动控制，其还可以通过接口与外界进行信息交换；其中，上述出风口（7)的位置高于上述进风口（6)的位置，上述SF6溢出口（10)设置在 一侧墙面的底部。
2.根据权利要求1所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，其特征在于，还 包括：湿度传感器（123)，用于采集封闭空间内部的湿度信息并传送至上述智能控制单元 (100)。
3.根据权利要求1或2所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，其特征在 于，还包括：水浸传感器（121)，用于监测封闭空间内部的水位信息并传送至上述智能控制 单元（100)。
4.根据权利要求3所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，其特征在于，还 包括：防火防爆装置（11)，设置于高压电容器室之间以及高压电容器室和其它电气设备室 之间的通风口处。
5.根据权利要求4所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，其特征在于，所 述智能控制单元（100)还包括：报警信号接口（113)，用于向外部报警装置传送报警信息。
6.根据权利要求5所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，其特征在于，上 述智能控制单元（100)还包括：通信接口（114)，用于与上一级控制系统如主控计算机实现 通信连接。
7.根据权利要求6所述的用于改善变电站设备运行环境的控制系统，其特征在于，上 述智能通风调节器（8)的出风口处还设置有：导向器（112)，其与上述智能控制单元（100) 连接。
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