CN105222269B - 一种变电站环境控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种变电站内环境控制系统及方法，该变电站内环境控制系统包括环境控制系统，电气控制系统、环境控制系统接收站内温湿度监测系统、站外温湿度监测系统的监测数据，并辨识和控制空调系统、自然通风、机械通风系统的工作状态，电气控制系统与电气设备电连接，检测并控制电气设备的工作状态，电气设备接受站外输送来的电能，并把电能变换后输出至站外，所述环境控制系统与电气控制系统可以双向通信，环境控制系统可以根据电气控制系统传送来的电气设备的伏安特性以及效率参数对电气设备的热产进行预判断，并根据电气设备的热产、当前的站内、站外环境温湿度、站内允许温湿度对自然通风、机械通风以及空调系统进行控制。

Description

一种变电站环境控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及变电站环境监控技术，具体是一种基于设备散热和环境温度的变电站环境监控装置。

背景技术

随着变电站管理模式的全面推广，变电站环境监控系统开始得到广泛应用。现有变电站环境监控系统通常是基于模拟电气设备监控技术实现的，但由于受到自身结构的限制，现有变电站监控系统无法实现环境监测与电气设备监测以及站外环境之间的联动，由此导致其监控实时性较差，耗费电能高，不经济。基于此，有必要发明一种全新的变电站环境监控系统，以解决现有变电站环境监控系统无法实现环境监测与电气设备监测以及站外环境之间的联动的问题，以节约能源。

发明内容

本发明为了解决现有变电站环境监控系统无法实现环境监测与电气设备监测以及站外环境之间的联动的问题，提供了一种基于设备散热和环境温度的变电站环境监控装置，并且电站内环境控制可以选择，以最合理最经济的方式保证电站内环境温湿度。

本发明是采用如下技术方案实现的：

方案1：本发明的变电站环境控制系统包括环境控制系统、电气控制系统、环境控制系统接收站内温湿度监测系统、站外温湿度监测系统的监测数据，并辨识和控制空调系统、自然通风、机械通风系统的工作状态，电气控制系统与电气设备电连接，检测并控制电气设备的工作状态，电气设备接受站外输送来的电能，并把电能变换后输出至站外，所述环境控制系统与电气控制系统可以双向通信，环境控制系统可以根据电气控制系统传送来的电气设备的伏安特性以及效率参数对电气设备的热产进行预判断，并根据电气设备的热产、当前的站内、站外环境温湿度、站内允许温湿度对自然通风、机械通风以及空调系统进行控制。

方案2：根据前述方案，其中所述自然通风系统、机械通风系统以及空调系统不同时启用，并且空调系统具有新风系统，在自然通风和机械通风系统都关闭的情况下，所述新风系统能满足站内空气品质需求。

方案3：根据前述任一项的方案，其中电气设备为变压器，并且其负荷可变。

方案4：一种变电站环境控制方法，包括：第一步，站内环境控制系统接收电气控制系统传送来的电气设备状态参数，并根据所述电气设备的状态参数对电器设备的热产进行预判断，预估电气设备散热量；第二步比较站内温湿度是否小于允许温湿度值以下的第一预定值；第三步，如果第二步中判断为“是”，保持自然通风状态，如果第二步中的判断为“否”，进一步判断站内外温湿度差是否大于第二预定值；第四步，如果第三步中判断为“是”，开启机械通风，如果第三步中判断为“否”，关闭自然通风和机械通风系统，开启空调系统调节站内环境温湿度。

方案5：根据方案4的方法，其中第一预定值为在预定的电气设备热产的情况下，保持自然通风可以维持站内温湿度在允许温湿度值以下的时间不小于1小时所对应的站内温湿度值。

方案6：根据方案5的方法，其中第二预定值为在预定的电器设备热产的情况下，保持机械通风可以维持站内温湿度在允许温湿度值以下的时间不小于1小时所对应的站内、外温湿度差值。

方案7：根据方案4-6任一项的方法，其中温湿度控制是以温度作为首选控制参数。

如上述，可见本发明的系统和方法有效增强了环境监控的实时性，节约能源，保持站内环境调节的方式首选的为自然通风，在自然通风不能满足工况要求的情况下，才启用机械通风或空调系统进行站内环境调节。

本发明有效解决了现有变电站环境监控系统无法实现环境监测与电气设备监测以及站外环境之间的联动的问题，适于针对变电站进行环境监控。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制流程方框图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，本发明的变电站环境控制系统包括环境控制系统、电气控制系统，环境控制系统接收站内温湿度监测系统、站外温湿度监测系统的监测数据，并辨识和控制空调系统、自然通风、机械通风系统的工作状态，电气控制系统与电气设备电连接，检测并控制电气设备的工作状态，电气设备接受站外输送来的电能，并把电能变换后输出至站外，本发明中的环境控制系统与电气控制系统可以双向通信，环境控制系统可以根据电气控制系统传送来的电气设备的伏安特性以及其他状态参数对电气设备的热产进行预判断，并根据电气设备的热产与判断值以及当前的站内、站外环境参数(温度、湿度、压力等)对自然通风、机械通风以及空调系统的运行进行控制。

优选地，例如电气设备是变压器时，其热产预判断可以依据下述方法进行。设变压器效率为η1，变压器负荷率为η2，变压器功率因数为Φ，变压器功率为W(kV·A)，站内排风温度为Tp，站内送风温度为Ts，那么变压器发热量：

Q＝(1-η1)*η2*Φ*W

变电站的通风量可以使用经验公式：

L＝Q/0.337(Tp-Ts)；

当上述排送风温差小于某个值时，通风量L将极速增长，这时无论自然通风还是机械通风都不能满足站内环境参数要求，届时需要启用空调系统对站内环境进行降温。

当启用空调系统对站内环境进行降温的过程中，为了提高降温效率和节省电能，环境控制系统关闭自然通风通道和机械通风通道，而采用空调系统的循环加新风的模式满足站内空气要求。

图2为本发明的控制如上变电站环境控制系统的控制方法流程方框图。第一步环境控制系统根据用电设备的伏安特性及效率预估电气设备的散热量，第二步比较站内温湿度是否小于允许温湿度以下的第一预定值，如果是保持自然通风状态；如果否，站内温湿度与允许温湿度的差值很小，即站内温湿度大于允许温湿度以下的第一预定值时，判断站内外温湿度差是否大于第二预定值，如果是，此时，室内外温差较大，但是自然通风即将无法满足站内通风需求，启用机械通风系统，如果否，即站内外温差不大，关闭自然通风和机械通风风道，启用空调系统降温，保证站内环境温度和湿度要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应包涵在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种变电站环境控制系统，其特征在于，所述系统包括环境控制系统、电气控制系统，环境控制系统接收站内温湿度监测系统、站外温湿度监测系统的监测数据，并辨识和控制空调系统、自然通风、机械通风系统的工作状态，电气控制系统与电气设备电连接，检测并控制电气设备的工作状态，电气设备接受站外输送来的电能，并把电能变换后输出至站外，所述环境控制系统与电气控制系统可以双向通信，环境控制系统可以根据电气控制系统传送来的电气设备的伏安特性以及效率参数对电气设备的热产进行预判断，并根据电气设备的热产、当前的站内、站外环境温湿度、站内允许温湿度对自然通风、机械通风以及空调系统进行控制；所述电气设备为变压器，并且其热产预判断可以依据下述方法进行：设变压器效率为η1，变压器负荷率为η2，变压器功率因数为Φ，变压器功率为W(kV·A)，站内排风温度为Tp，站内送风温度为Ts，变压器发热量Q＝(1-η1)*η2*Φ*W，变电站的通风量L＝Q/0.337(Tp-Ts)。

2.根据权利要求1的系统，其中所述自然通风系统、机械通风系统以及空调系统不同时启用，并且空调系统具有新风系统，在自然通风和机械通风系统都关闭的情况下，所述新风系统能满足站内空气品质需求。

3.一种变电站环境控制方法，包括：第一步，站内环境控制系统接收电气控制系统传送来的电气设备状态参数，并根据所述电气设备的状态参数对电器设备的热产进行预判断，预估电气设备散热量，当电气设备为变压器时，其热产预判断可以依据下述方法进行：设变压器效率为η1，变压器负荷率为η2，变压器功率因数为Φ，变压器功率为W(kV·A)，站内排风温度为Tp，站内送风温度为Ts，变压器发热量Q＝(1-η1)*η2*Φ*W，变电站的通风量L＝Q/0.337(Tp-Ts)；第二步，比较站内温湿度是否小于允许温湿度值以下的第一预定值；第三步，如果第二步中判断为“是”，保持自然通风状态，如果第二步中的判断为“否”，进一步判断站内外温湿度差是否大于第二预定值；第四步，如果第三步中判断为“是”，开启机械通风，如果第三步中判断为“否”，关闭自然通风和机械通风系统，开启空调系统调节站内环境温湿度。