CN102635923A - 10kV配电站自动控制节能系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种10kV配电站自动控制节能系统的控制方法，以空调与排风扇不同时开启为前提，且配电站内温度不超过设定范围为目标进行调节；当判断有SF6气体泄漏的报警信号产生时，关闭空调，持续启动排风扇进行强制通风；当判断配电站内没有气体泄漏时，关闭排风扇，控制空调开启制热或制冷功能，或者控制空调始终关闭，仅通过启动排风扇实现站内和站外气体的交换，从而调节配电站内的温度。本发明能够实现室内环境监测与控制，并且，减少空调使用次数，有效节约能源、实现节能减排。

Description

10kV配电站自动控制节能系统的控制方法

技术领域

本发明涉及一种自动控制方法，特别涉及一种10kV配电站自动控制节能系统的控制方法。

背景技术

节能减排与节能环保已成为小至每个公民大至每个企业都应该积极推行的重要事情。然而，当前的10kV配电站为了考虑通风，所采用的通风系统没有自动关闭功能，因此空调和通风系统往往同时运行，使得空调的调温效果比较差，并且会造成极大的资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于10kV配电站的自动控制节能系统的控制方法，通过对配电站的保温空调与通风系统的控制系统进行设计改造，做到不需要通风时可以保证密闭，需要通风时可以开启排风扇、关闭空调，实现节能减排。同时针对SF6（六氟化硫）有害气体泄漏的情况，通过现场控制单元检测SF6报警信号的产生，在超限时报警，并打开排风扇及百叶窗通风排气来保证安全。本节能系统还可以兼顾现场工作人员的工作需求，做到智能化的室内环境监测与控制。

为了达到目的，本发明的技术方案是提供一种10kV配电站自动控制节能系统的控制方法，使用所述自动控制节能系统实现，该系统包含中央控制器，以及与所述中央控制器分别电路连接的以下若干设备：分别向所述中央控制器提供10kV配电站室内和室外的温度值和湿度值的多个温湿度传感器，向所述中央控制器提供配电站内有害气体泄露的报警信号的SF6气体泄露检测装置，进行状态显示和设定值输入的触摸屏，以及由所述中央控制器控制进行开启和关闭的多个空调，多个排风扇和排风扇上对应安装的百叶窗； 

以空调与排风扇不同时开启为前提，且配电站内温度不超过设定范围为目标，通过所述控制方法进行配电站内温度调节的操作，包含以下步骤：

步骤1、系统启动运行后，将所述温湿度传感器采集的配电站内温度，和配电站内外的温度差作为调节依据，来控制系统进入步骤2的空调/排风扇控制模式，或者进入步骤3的排风扇控制模式；

步骤2、在空调/排风扇控制模式中，首先判断配电站内是否有SF6气体泄漏发生：当判断有SF6气体泄漏的报警信号产生时，则关闭空调，持续启动排风扇进行强制通风，直至站内的SF6的气体浓度降低到无危险值以下后，消除气体泄漏报警信号；

当判断配电站内没有SF6气体泄漏或气体泄露的报警信号消除时，关闭排风扇，控制空调间歇地启动，根据相应的温度要求进行制热或制冷，从而调节配电站内的温度；

步骤3、在排风扇控制模式中，空调始终关闭；所述排风扇控制模式中，首先判断配电站内是否有SF6气体泄漏发生；当判断配电站内没有SF6气体泄漏的报警信号时，持续启动排风扇进行强制通风，直至站内的SF6的气体浓度降低到无危险值以下后，消除气体泄漏报警信号；

当判断配电站内没有SF6气体泄漏或气体泄露的报警信号消除时，根据温度控制要求，控制排风扇间歇地启动，来交换站内和站外的气体，从而调节配电站内的温度。

所述控制方法还包含，将温湿度传感器监测的配电站内外的湿度参数作为判断及调节的依据，当空调不需要制冷或制热时，以相对湿度不超过80%为调节目标，控制空调或排风扇启动来进行配电站内的除湿操作。

所述方法的步骤1中还可以通过查询系统时间来选择系统的工作模式，即当系统时间为夏季时，进行步骤2的空调/排风扇控制模式；当系统时间不是夏季时，进行步骤3的排风扇控制模式。

所述控制方法中，通过软件编程或所述触摸屏的人机界面，对所述系统时间以及配电站内所需的温度范围进行设定或修改。

所述控制方法中，控制所述百叶窗随排风扇的开启而开启，并随排风扇的关闭而关闭。

与现有技术相比，本发明所述10kV配电站自动控制节能系统的控制方法，其优点在于：

本发明所述控制方法中，当10kV配电站内的温度超过设定的制冷温度（如32摄氏度）时自动启动空调制冷，当站内的温度低于设定的制热温度（如6摄氏度）时自动启动空调制热。当站内的温度在除此以外的值时，系统判定不需要使用空调，因此自动关闭空调，避免了空调人为常开的不利情况，从而实现节约站内空调电力消耗的功能。

本发明根据不同的使用情况，由控制器根据环境温度自动启停排风扇，使排风扇与空调不会同时开启。本发明还可以根据系统时间判断所处季节，当在夏季时，主要通过启动空调制冷；不在夏季时，可以开启排风扇，将室外温度较低的气体引入站内实现降温。

通过控制主机监测有害气体的浓度超限的报警信号，通过远程总线统一发送排风扇的启停控制信号。当配电站设备故障，释放出有毒气体时，立即启动排气设备工作。在配电站设备正常工作时，排风扇不工作，此时为了避免空调运行和排风洞的存在，还选择百叶窗的形式来完成排风洞的密闭设计，当需要排风扇工作时，首先打开百叶窗，再启动排风扇，这样简化了设计并提高了可靠性。目前在排风扇风机的出口上加装了自动开启式百叶窗，风机开启时自动打开，风机停止时自动关闭。

因此，本发明能够实现室内环境监测与控制，并且，有效节约能源、实现节能减排。

附图说明

图1是本发明所述10kV配电站自动控制节能系统的系统原理与组成结构示意图；

图2是本发明所述10kV配电站自动控制节能系统的控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

本发明所述10kV配电站自动控制节能系统中，主要包含以下部分：一个中央控制器，与所述中央控制器分别连接的以下设备：包含提供站内有害气体（例如SF6气体）泄露情况的检测装置，提供室内室外温度和湿度检测情况的传感器，还包含受中央控制器驱动进行工作的多个空调和多个排风扇。

如图1所示，在一种优选的实施例中，设置研华公司ADAM-5510型的PLC控制器作为中央控制器10，用来完成各类信号的采集，智能判断和根据程序发送各类控制指令和各类报警信号，其配备的MCGS型的液晶触摸屏中集成设置有提供系统时间的电子日历模块及环境数据的采集记录装置，设计有信号采集、记录装置和各类I/O扩展功能。中央控制器10通过485总线与多台空调的空调控制器20连接，给出包括启停、温度设定、空调风量、功能切换、制冷、制热、通风、除湿等调试状态的控制指令。中央控制器10另外通过485总线连接多个室内和室外的温湿度传感器40（例如是AW3485Y型），来进行环境信号的远程采集。中央控制器10经由一个ADAM-5052型的数字量输入卡50，来接收SF6气体泄漏检测装置60通过设置继电器输出端发出的报警信号。中央控制器10还经由一个ADAM-5069型的带隔离的继电器输出卡70，连接并控制多个排风扇80上风机的启动和停止，以及连接并控制各个排风扇80上安装的电动百叶窗的启动和停止。

配合参见图2所示，介绍针对上述系统的控制方法，该方法在空调与排风扇不同时开启的前提下，需要实现的功能主要是a）当空调不启动时，自动将百叶窗打开，保持与外界通风，如温度越限，则排风扇风机启动一定时间加强通风，然后关闭，避免风机烧坏。间隔一定时间后如果温度仍越限再次启动，以此循环。b）夏季室内温度较高时（例如超过设定的制冷温度32摄氏度时），自动将百叶窗关闭，空调根据设定温度启动制冷，保持室内温度不越上限，为保证空调不损坏，运行一定时间后停机休息一定时间，如果温度超越上限，则持续保持空调开机。如空调故障或温度持续超越上限一定时间，则关闭空调电源，开启百叶窗，改为开启风机（同a），加强空气流通。湿度越限时空调动作模式同上。类似的，当站内的温度低于设定的制热温度（如6摄氏度）时自动启动空调制热。c）任何季节在SF6气体探测器发现SF6气体浓度越限报警时，空调关闭，百叶窗、排风扇持续开启，直至气体浓度低于越限值。d）SF6气体越限、温湿度越限，或设备故障时，能够向运行人员报警。因此，本系统对空调、排风扇的启停控制，可以依据传感器采集的数值进行判断，并能够优化选择设定相应的温度调节量；同时可以适应不同年份和不同季节的温度变化，具有良好的适应性。

本发明所述控制方法具体包含以下步骤：

步骤1、根据温度和湿度条件，选择相应的系统工作模式；

选取室内温度T作为控制策略的第一判断要素，满足微机保护温度要求；同时引入室内外温差△t作为第二判断要素，一定条件下当室内比室外温度高，且温差超过设定值（例如是4℃）的情况下，则通过启动排风扇进行室内外热交换，减少空调开启时间。

具体的，在系统启动运行后，可以根据各个温湿度传感器采集的配电站内外温度和湿度直接判断，或者也可以通过配合查询系统时间来选择工作模式：当系统时间为夏季，配电站内外温度都较高时，选择进行步骤2的空调/排风扇控制模式；当系统时间不是夏季，尤其在室外温度低，室内外温差较大时，进行步骤3的排风扇控制模式。

此时，可以通过软件编程或在触摸屏的人机界面中输入，来指定或修改系统运行的时间。

步骤2、空调/排风扇控制模式中，系统主要依靠站内的空调和排风扇来调节站内的温度值；

由于站内原安装有SF6气体检测装置，本系统接收其气体泄漏所触发的继电器通断信号，当气体泄漏触发继电器接通时，表明有SF6气体泄漏。为保障站内人员的安全，设计此事件为优先权最高的信号。即，气体SF6气体泄漏情况下进行步骤2.1的处理，其优先级高于步骤2.2的温度控制。

步骤2.1、当站内有SF6气体泄漏时，关闭所有的空调，打开所有的排风扇强制排气，直至站内的SF6的气体浓度降低到无危险值以下后，消除气体泄漏报警信号，并进行步骤2.2。这样产生的效果和优点是充分保障进入或在站内停留的人员的安全，同时由于关闭了空调，可以避免由于排风扇打开所造成的空调制冷电力的浪费。

步骤2.2、当无SF6气体泄漏信号或SF6气体泄漏信号消失后，转入温度控制模式；可以对作为判断依据的温度进行设定，通过软件编程或触摸屏的人机界面进行输入；具体的设定温度值可以依据站内设备正常工作所需的值来确定。

当站内温度超过节能系统所设定的温度后，表明站内的温度过高需要制冷，因此启动所有的空调，进入制冷模式。直到温度不再超过节能系统所设定的温度后，关闭空调。为保障制冷的效果和空调制冷的效率，在空调开启的制冷模式下，应当关闭所有的排风扇等通风设备。

步骤2.1和2.2中，若空调启动出现故障或排风扇出现故障则给出报警信息。

步骤3、当室外温度较低时，转入排风扇控制模式，此时主要利用排风扇的通风和换气来交换站内和站外的气体，利用站外相对温度较低的气体来实现站内温度的降低。

在此模式下仍然需要首先判断SF6气体泄漏的报警信号是否产生：

步骤3.1、当站内有SF6气体泄漏时，处理手段与步骤2.1相类似。即，关闭所有的空调，打开所有的排风扇强制排气，直至站内的SF6的气体浓度降低到无危险值以下后，消除气体泄漏报警信号，并进行步骤3.2。

步骤3.2、当无SF6气体泄漏信号或SF6气体泄漏信号消失后，转入温度控制模式；持续开启排风扇，直至站内的温度降低到设定值以下。这样产生的效果和优点是再保证人员安全的前提下，充分利用站外的温度相对较低的空气由排风扇代替了空调来达到降温的效果，降低了空调的开启次数，延长了空调设备的使用寿命，同时也节省了空调的耗电。

步骤3.1和3.2中，若排风扇出现故障则给出报警信息。

上文具体描述的是对配电站内温度高于越限值时的控制情况，应当了解的是，本发明所述控制系统及其控制方法也同样适用于其他情况：例如，在步骤2.2中，如果系统时间为冬季，室内温度较低时，则需要关闭排风扇，开启空调进行制热。又例如，考虑到变电站内设备对室内湿度的特殊要求，引入室内及室外湿度参数作为第三判断要素，当空调不需要制冷或制热时，若相对湿度超过80%，则启动空调的除湿功能，来保障站内总体湿度满足要求。因此，本发明可以做到智能化的室内环境监测与控制。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种10kV配电站自动控制节能系统的控制方法，使用所述自动控制节能系统实现，该系统包含中央控制器，以及与所述中央控制器分别电路连接的以下若干设备：分别向所述中央控制器提供10kV配电站室内和室外的温度值和湿度值的多个温湿度传感器，向所述中央控制器提供配电站内有害气体泄露的报警信号的SF6气体泄露检测装置，进行状态显示和设定值输入的触摸屏，以及由所述中央控制器控制进行开启和关闭的多个空调，多个排风扇和排风扇上对应安装的百叶窗，其特征在于，

以空调与排风扇不同时开启为前提，且配电站内温度不超过设定范围为目标，通过所述控制方法进行配电站内温度调节的操作，包含以下步骤：

步骤1、系统启动运行后，将所述温湿度传感器采集的配电站内温度，和配电站内外的温度差作为调节依据，来控制系统进入步骤2的空调/排风扇控制模式，或者进入步骤3的排风扇控制模式；

步骤2、在空调/排风扇控制模式中，首先判断配电站内是否有SF6气体泄漏发生：当判断有SF6气体泄漏的报警信号产生时，则关闭空调，持续启动排风扇进行强制通风，直至站内SF6的气体浓度降低到无危险值以下后，消除气体泄漏报警信号；

当判断配电站内没有SF6气体泄漏或气体泄露的报警信号消除时，关闭排风扇，控制空调间歇地启动，根据相应的温度要求进行制热或制冷，从而调节配电站内的温度；

步骤3、在排风扇控制模式中，空调始终关闭；所述排风扇控制模式中，首先判断配电站内是否有SF6气体泄漏发生；当判断配电站内没有SF6气体泄漏的报警信号时，持续启动排风扇进行强制通风，直至站内的SF6的气体浓度降低到无危险值以下后，消除气体泄漏报警信号；

当判断配电站内没有SF6气体泄漏或气体泄露的报警信号消除时，根据温度控制要求，控制排风扇间歇地启动，来交换站内和站外的气体，从而调节配电站内的温度。

2.如权利要求1所述10kV配电站自动控制节能系统的控制方法，其特征在于，

所述控制方法还包含，将温湿度传感器监测的配电站内外的湿度参数作为判断及调节的依据，当空调不需要制冷或制热时，以相对湿度不超过80%为调节目标，控制空调或排风扇启动来进行配电站内的除湿操作。

3.如权利要求1所述10kV配电站自动控制节能系统的控制方法，其特征在于，

所述控制方法的步骤1中，通过查询系统时间来选择系统的工作模式，即当系统时间为夏季时，进行步骤2的空调/排风扇控制模式；当系统时间不是夏季时，进行步骤3的排风扇控制模式。

4.如权利要求3所述10kV配电站自动控制节能系统的控制方法，其特征在于，

所述控制方法中，通过软件编程或所述触摸屏的人机界面，对所述系统时间以及配电站内所需的温度范围进行设定或修改。

5.如权利要求1所述10kV配电站自动控制节能系统的控制方法，其特征在于，

所述控制方法中，控制所述百叶窗随排风扇的开启而开启，并随排风扇的关闭而关闭。

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