CN107306019A - 一种箱变空气循环降温除湿方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明针对电网中使用的箱变普遍存在凝露的现象，严重影响箱变安全运行及电网可靠供电的问题，提供了一种箱变空气循环降温除湿系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种箱变空气循环降温除湿系统，包括：自动控制除湿装置、手持移动终端、数据基站和管理中心；所述自动控制除湿装置包括控制器和除湿器；所述除湿器与控制器连接；控制器和手持移动终端、数据基站之间通过无线信道交互数据；手持移动终端和数据基站接收来自控制器的数据，并对控制器进行控制和参数设置；手持移动终端和数据基站之间进行数据交互。

Description

一种箱变空气循环降温除湿方法及系统

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种箱变空气循环降温除湿方法及系统。

背景技术

箱变即箱式变电站，又叫预装式变电所或预装式变电站，将变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。箱变广泛应用于住宅小区、商业中心、车站、机场、厂矿、企业、医院、学校等场所，其运行过程中环境的高温、高湿都会显著加强箱体金属的氧化腐蚀作用，对设备安全运行也会产生威胁。环境温度过高会导致电气设备温升也增高，引起绝缘老化加快，严重时烧毁绝缘。空气湿度过大会导致设备表面凝聚水分，引起霉菌滋生加快，使电气绝缘强度降低，金属腐蚀加快导致接触面氧化，接触电阻增大。

因而环境温湿度是影响电气设备正常工作的一个重要因素，一个小故障就可能造成大面积的停产，特别是箱内操作间隔接线端子，如发生高湿凝露后不及时处理就会引起设备误动作、开关跳闸等恶劣现象。从而影响受电区域正常供电，增大维修的难度和强度，造成不必要的经济损失。因此确保电气设备运行在合理的温湿度环境下，保证电力设备高效、安全的运转就显得尤为重要。

中国专利公开号CN105207084，公开日2015年12月30日，发明创造的名称为一种自控降温除湿变电站，该申请案公开了本发明公开了一种自控降温除湿变电站，包括固定地基和设置在固定地基上的变电站箱体，所述变电站箱体的顶部覆盖设置有太阳能电池板，所述变电站箱体的顶部设置有一个与其内部联通的负压风扇；所述变电站箱体的一侧下部设置有进风窗口，所述变电站箱体的另一侧上部设置有出风窗口。其不足之处在于无法与外界的数据基站和管理基站进行数据交互，不具备移动终端操作功能。

发明内容

本发明针对电网中使用的箱变普遍存在凝露的现象，且随着运行时间的增长，会导致箱体锈蚀、元器件短路，严重影响箱变安全运行及电网可靠供电的问题，提供了一种箱变空气循环降温除湿方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种箱变空气循环降温除湿系统，包括：自动控制除湿装置、手持移动终端、数据基站和管理中心；所述自动控制除湿装置包括控制器和除湿器；所述除湿器与控制器连接；控制器和手持移动终端、数据基站之间通过无线信道交互数据；手持移动终端和数据基站接收来自控制器的数据，并对控制器进行控制和参数设置；手持移动终端和数据基站之间进行数据交互。一种箱变空气循环降温除湿方法，包括：步骤11：控制器上电后实时检测显示环境温度、相对湿度、露点温度数据；步骤12：判断检测数据是否大于相应的设定阈值；步骤13：如果检测数据大于相应的设定阈值，第一控制电路通过继电器控制除湿器启动工作；控制器将检测数据发送至手持移动终端和数据基站；手持移动终端和数据基站分别与管理中心数据交互。步骤14：除湿器完成降温除湿。

本发明，在箱体内部安装半导体冷凝除湿装置，用于降低空间气体的湿度，减少盐雾腐蚀，将箱体内的水汽凝结成液态水后排出柜外，避免电子元器件表面结露，降低绝缘器件的高压击穿风险，提高器件的可靠性，延长设备的使用寿命。自动控制除湿装置应用热电制冷技术，无需使用制冷剂或干燥剂，设备体积小、可靠性高、容易安装和维护，可以在恶劣、敏感或是空间狭小的环境中工作。分体式设计使装置具备更大的安装灵活性；另外，控制器只在需要除湿的时候接通除湿器电源，由此可大大延长除湿器电源模块的使用年限。

作为优选，所述手持移动终端通过无线网络、蓝牙、数据线或存储卡方式与管理中心交互数据。

作为优选，所述数据基站通过以太网、串口方式与管理中心连接。

作为优选，所述控制器包括：第一控制电路和第一AC/DC隔离电源模块、温湿度传感器电路、射频收发集成电路、点阵液晶模块以及继电器；所述第一控制电路与温湿度传感器电路、射频收发集成电路以及点阵液晶模块连接，并进行数据交互；所述第一控制电路通过继电器与除湿器连接；外部电源通过第一AC/DC隔离电源模块与第一控制电路连接。

本发明中，控制器上电后实时测量和显示环境温度、相对湿度、露点温度等信息，通过比较相对湿度、露点温度的实测值和设定阈值来控制除湿器工作，使被监测点环境湿度始终处于系统设定条件之内。控制器工作状态信息和环境温湿度数据都会通过无线信道发送出去，用户可以通过无线传感器网络平台实现监测设备状态。

所述控制器还包括与第一控制电路连接的指示灯及蜂鸣器。

所述控制器还包括与第一控制电路连接的按键组。

所述除湿器包括：第二控制电路和第二AC/DC隔离电源模块、温度传感器、滚珠轴承风扇、半导体制冷片、热端散热器、冷端散热器以及积水盘；所述第二AC/DC隔离电源模块、滚珠轴承风扇以及半导体制冷片均与第二控制电路连接；所述第二控制电路与温度传感器控制电路连接，根据温度值控制冷端散热器温度，检测半导体制冷片故障；半导体制冷片通过热端散热器与滚珠轴承风扇连接；半导体制冷片通过冷端散热器与积水盘连接。

本发明中，除湿器启动工作后，半导体制冷片在一定电压下产生冷热效应，当冷端散热器表面温度低于空气露点温度时，空气中的水分子就会在冷端散热器上凝结，冷凝水滴落至积水盘并排至密封空间外部，最终达到降低工作环境湿度的目的；风扇用于热端散热器的散热、加强空气流动以提高除湿效率；温度传感器用于监测冷、热端散热器的温度，控制电路根据温度值可控制冷端散热器温度，检测半导体制冷片是否出现故障。

本发明的实质性效果：本发明研究在箱变封闭的空间内增加防凝露监测和空气循环除湿装置，（1）实时监测环境温度、相对湿度、露点温度，智能控制除湿，预防凝露现象的发生；（2）支持现场手持机巡检和远程实时在线监测设备状态的应用；（3）应用热电制冷技术，无需使用制冷剂或干燥剂，设备体积小、可靠性高、容易安装和维护，可以在恶劣、敏感或是空间狭小的环境中工作；（4）设备可长期连续运行，耗电量小，运行费用低。

附图说明

图1为本发明的一种系统结构图；

图2为本发明的一种控制器结构图；

图3为本发明的一种除湿器的结构图。

图中，1-自动控制除湿装置，2-手持移动终端，3-数据基站，4-管理中心,11-控制器，12-除湿器。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

一种箱变空气循环降温除湿系统，如图1所示，包括：自动控制除湿装置1、手持移动终端2、数据基站3和管理中心4；所述自动控制除湿装置1包括控制器11和除湿器12；所述除湿器12与控制器11连接；所述控制器11和手持移动终端2、数据基站3之间通过无线信道交互数据；手持移动终端2和数据基站3接收来自控制器11的数据，并对控制器11进行控制和参数设置；手持移动终端2和数据基站3之间进行数据交互。手持移动终端2和管理中心4都安装一套功能完善的组态化监控软件，具备良好的图形化人机交互界面和完备稳定的数据库，主要以被监测设备为对象，接收与被监测设备相关的状态数据，并对数据进行存储、分析、处理和显示。自动控制除湿装置1支持本地显示和操作，即可独立安装使用，也可以与手持移动终端2、数据基站3任意组合使用。

控制器11，如图2所示，包括：第一控制电路和第一AC/DC隔离电源模块、温湿度传感器电路、射频收发集成电路、中文点阵液晶模块、继电器；所述第一控制电路与温湿度传感器电路、射频收发集成电路以及中文点阵液晶模块连接，并进行数据交互；所述第一控制电路通过继电器与除湿器12连接；外部电源输入通过第一AC/DC隔离电源模块与第一控制电路连接。控制器11还包括指示灯和蜂鸣器，以及按键组。通过设置指示灯和报警器，当检测参数超过预设值时，进行报警，以便操作人员对控制箱内气体的湿度情况的即时掌握。通过设置按键组，可在实现对控制箱内气体的温湿度自动调节的基础上，实现通过对控制箱内湿度的人工控制。

除湿器12，如图3所示，包括：第二控制电路和第二AC/DC隔离电源模块、温度传感器、滚珠轴承风扇、半导体制冷片、热端散热器、冷端散热器以及积水盘；第二AC/DC隔离电源模块、滚珠轴承风扇以及半导体制冷片均与第二控制电路连接；所述第二控制电路与温度传感器控制电路连接，根据温度值控制冷端散热器温度，检测半导体制冷片故障；半导体制冷片通过热端散热器与滚珠轴承风扇连接；半导体制冷片通过冷端散热器与积水盘连接。

一种箱变空气循环降温除湿方法，包括：

步骤11：控制器11上电后实时检测显示环境温度、相对湿度、露点温度数据；

控制器11通过温湿度传感器电路检测环境温度、相对湿度、露点温度数据，将其显示在点阵液晶模块；

步骤12：判断检测数据是否大于相应的设定阈值；

步骤13：如果检测数据大于相应的设定阈值，第一控制电路通过继电器1控制除湿器12启动工作；控制器11将检测数据发送至手持移动终端2和数据基站3；手持移动终端2和数据基站3分别与管理中心4数据交互；

手持移动终端2通过无线网络、蓝牙、数据线或存储卡方式与管理中心4交互数据，数据基站3通过以太网、串口方式与管理中心4连接。一方面实现对控制箱内气体的温湿度自动调节，另一方面可通过按键组实现通过对控制箱内湿度的人工控制；

步骤14：除湿器完成降温除湿；

除湿装置可利用手持移动设备2，通过专用扩展基站模块实时在线读取附近冷凝除湿装置状态，或通过基站组成网络，通过后台管理软件实时不间断的采集除湿器12与其他传感器数据，监视其工作状态，记录异常情况，并提供控制、查询等功能。

此外，自动控制除湿装置1还配套有软件系统，包括手持移动巡检软件和后台监控软件两种。前者运行在移动设备（手持移动终端）上，通过专用扩展基站模块可以实时在线读取除湿装置状态。后者运行在组网环境中，用于实时监视组网设备。

1）手持移动巡检软件

巡检软件主要用于无联网环境，软件运行于移动设备上，并通过内置专用基站与除湿装置等设备通讯。

软件提供开始巡检与结束巡检开关，并提供实时状态显示、历史巡检查询以及数据同步功能。软件开启后，手持机将尝试读取附近的冷凝除湿装置与无线传感器等信息。对于每个除湿器12，主要显示当前温度、湿度以及设备工作状态等信息。同时，还提供手动启动除湿切换开关，以方便特殊情况下，进行人为干预，手动启动除湿功能。

2）后台监控软件

后台监控软件适用于组网环境，部署在服务器上的监控软件可实时不间断的采集除湿器12与其他传感器数据，监视其工作状态，记录异常情况，并提供控制、查询等功能。

软件提供模型构建与通讯配置等页面，用于配置当前系统范围的基站、汇聚控制器11与传感器等信息，还提供实时数据查看，与历史数据查询，并提供相关的图表进行显示，帮助用户快速了解设备运行概况与数据细节等信息，提供事件显示与检索功能，用于对系统监测过程中的告警等事件进行管理与呈现。

以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (8)

1.一种箱变空气循环降温除湿系统，其特征在于，包括：自动控制除湿装置、手持移动终端、数据基站和管理中心；所述自动控制除湿装置包括控制器和除湿器；所述除湿器与控制器连接；控制器和手持移动终端、数据基站之间通过无线信道交互数据；手持移动终端和数据基站接收来自控制器的数据，并对控制器进行控制和参数设置；手持移动终端和数据基站之间进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的一种箱变空气循环降温除湿系统，其特征在于，所述手持移动终端通过无线网络、蓝牙、数据线或存储卡方式与管理中心交互数据。

3.根据权利要求1所述的一种箱变空气循环降温除湿系统，其特征在于，所述数据基站通过以太网、串口方式与管理中心连接。

4.根据权利要求1所述的一种箱变空气循环降温除湿系统，其特征在于，所述控制器包括：第一控制电路和第一AC/DC隔离电源模块、温湿度传感器电路、射频收发集成电路、点阵液晶模块以及继电器；所述第一控制电路与温湿度传感器电路、射频收发集成电路以及点阵液晶模块连接，并进行数据交互；所述第一控制电路通过继电器与除湿器连接；外部电源通过第一AC/DC隔离电源模块与第一控制电路连接。

5.根据权利要求4所述的一种箱变空气循环降温除湿系统，其特征在于，所述控制器还包括与第一控制电路连接的指示灯及蜂鸣器。

6.根据权利要求5所述的一种箱变空气循环降温除湿系统，其特征在于，所述控制器还包括与第一控制电路连接的按键组。

7.根据权利要求1所述的一种箱变空气循环降温除湿系统，其特征在于，所述除湿器包括：第二控制电路和第二AC/DC隔离电源模块、温度传感器、滚珠轴承风扇、半导体制冷片、热端散热器、冷端散热器以及积水盘；所述第二AC/DC隔离电源模块、滚珠轴承风扇以及半导体制冷片均与第二控制电路连接；所述第二控制电路与温度传感器控制电路连接，根据温度值控制冷端散热器温度，检测半导体制冷片故障；半导体制冷片通过热端散热器与滚珠轴承风扇连接；半导体制冷片通过冷端散热器与积水盘连接。

8.一种箱变空气循环降温除湿方法，其特征在于，包括：

步骤11：控制器上电后实时检测显示环境温度、相对湿度、露点温度数据；

步骤12：判断检测数据是否大于相应的设定阈值；

步骤13：如果检测数据大于相应的设定阈值，第一控制电路通过继电器控制除湿器启动工作；控制器将检测数据发送至手持移动终端和数据基站；手持移动终端和数据基站分别与管理中心数据交互；

步骤14：除湿器完成降温除湿。