CN110571684B - 一种电气开关柜冷却系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电气开关柜冷却系统及控制方法，系统包括：机械通风冷却子系统、强迫油循环子系统和冷却控制子系统；机械通风冷却子系统包括轴流风机、密封风道、电控挡板和新风风道，密封风道连接开关柜体的进风侧和出风侧，构成密闭循环风道；新风风道顺着通风主导方向斜向支接在密封风道上；强迫油循环冷却系统包括循环油泵、油冷却盘管、缓存液箱、电控调节阀和板式换热器，由循环油管路管道连接组成强迫油循环冷却系统；冷却控制系统包括冷却控制器、控制总线、气体浓度测量计及温度测量计，冷却控制器、气体浓度测量计及温度测量计均与控制总线电信号连接。系统结构简单、技术成熟、故障率低、可靠性高、造价及日常运行维护简单费用低。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备领域，涉及电气开关柜冷却技术，尤其涉及一种电气开关柜冷却系统及控制方法。
背景技术
电气开关柜将电气配电设备，如线路导体、隔离开关、断路器、监测表计、保护设备等组合成套安装在一个金属柜体里面，，额定工作电压通常在400V～35kV。用于电力供配电系统，实现供给、分配电能，具备操作、监测、保护和检修等各种功能。广泛应用于发电厂、变电站、各类工矿企业及民用建筑物。低压(1kV以下)电气开关柜采用集成模块化结构设计，应用标准尺寸的柜体和抽屉单元，一个单元回路的电气设备组合成一个抽屉模块，多个抽屉模块组装在一个标准开关柜内，开关柜组合装配、模块更换方便快捷。高压(1kV以上)电气开关柜采用单元结构，因为电压高、绝缘强、工作负荷大，一般一个完整电气回路的设备安装在一个柜体内。还有一些特别用途的电气开关柜，如电力整流柜、变频器柜、励磁柜等等，要按照工作条件专门设计。通常电气开关柜均采用自然通风冷却方式，也有励磁柜、变频器柜等因为运行发热量大，电气设备对热冗余和稳定边界要求高的场合，采用开式机械通风冷却方式。
无论自然通风或是开式机械通风冷却方式，在实际应用中，其冷却功效很大程度上有赖于工作场所的环境温度，一般难以完全达到电气开关柜正常工作所要求的冷却效果。主要存在以下不足之处：
第一，自然通风或开式机械通风冷却机理是依靠开关柜工作时设备温度升高，与周边形成温差，造成空气扰流，带动热空气从开关柜外逸，冷空气渗入，达到冷却效果。通常开关柜通电后柜内温升较快，热空气的流动受封闭柜体阻隔，难以迅速建立稳定环流散发热量，同时柜体是布置在配电室或车间内，空间受限，空气流动不畅，热空气难以快速散逸，导致初期热量积累超过散热速度，在较高温度才逐渐建立热平衡，形成一个外温内热的气体团，包裹在开关柜外围，开关柜成为“热核”，导体表面温度会升高到70～90Co。仅仅依靠自然通风或开式机械通风冷却，效力是不足的，因此一般电气开关柜都需要在现场专门设置通风设备，形成强制的循环通流以提高散热效果。
第二，自然通风或开式机械通风依靠电气开关柜现场空气为冷却介质，冷却效果主要依赖于环境温度，实际上电气配电室长期环境温度多运行在40Co以上，热空气的冷却散热效果必然不佳，所以配电室一般均配备空调机等冷却设备以保障设备的安全稳定。
第三，自然通风或开式机械通风方式的电气开关柜柜体防护性能不高，本质安全性较低。应用在有可燃气体和粉尘的场所，不利于安全生产。采用通风空气散热冷却，柜体必须有开敞的风道以便空气散逸和流动。生产车间弥散的易燃爆气体、液雾、粉尘，将顺着气流渗透进入电气开关柜柜体缝隙，扩散到柜体内部，导电粉尘会在电气线路中激发电火花，造成短路，可燃气体可能导致火灾事故，对安全生产是极大的隐患。提升柜体封闭性能可以提高开关柜本质安全，但是散热性能会变差，需要高效力冷却系统作为运行保障。
第四，自然通风或开式机械通风方式不能提升电气开关柜的热冗余度和热稳定。长期连续满负荷运行的电气设备，需要较高的热冗余度和宽裕的热稳定边界。电力整流柜、变频器柜、励磁柜等电力电子设备，工作时会伴生大量高次谐波，高次谐波将在设备内部和导体中，产生比工频高得多的温升，与工作环境温度迭加，极易突破设备热稳定极限，使设备畸变失控。对于这类设备必须配置高效有力的冷却系统，才能有效地高电气开关柜的热冗余度和设备热稳定极限，抵消因环境温度造成的影响。
第五，自然通风或开式机械通风方式不能适应电气开关柜集约经济的发展趋势。电气开关柜向高度集约化发展，在有限的柜体内，组合最大化的开关单元；尽可能地提高导体的电流密度，充分利用金属材料。同尺寸开关柜空气流道更狭窄，发热量将更大；导体的杂散电流、涡流和集肤效应更显著，铜耗温升更高。只有配置高效有力的冷却系统，才能适应电气开关柜发展趋势。
上述分析说明自然空气冷却，或者开式机械通风冷却子系统因其固有局限性，不能够完全满足电气开关柜的冷却要求。目前还没有完善的程控开、闭式机械通风冷却和强迫油循环联合冷却系统。
发明内容
针对电气开关柜实际应用中发现的问题，分析自然通风或是开式机械通风冷却方式的不足之处，本发明提供一种电气开关柜冷却系统及控制方法。该系统采用机械通风冷却和强迫油循环联合冷却系统，连续采样监测工作场地的空气中可燃气体和粉尘浓度及电气开关柜柜内温度，自动控制采取合适的开、闭式机械通风及强迫油循环冷却作业模式，确保电气开关柜工作温升控制在稳定安全范围。环境适应性强，即使在高温环境、有可燃空气或粉尘的环境中，也能保障设备稳定、安全地运行，降低因环境温度高，空气质量差而引发的故障和事故隐患，提高运行可靠性。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种电气开关柜冷却系统，包括：机械通风冷却子系统、强迫油循环冷却子系统和冷却控制子系统；
所述的机械通风冷却子系统包括轴流风机、密封风道、电控挡板和新风风道，密封风道连接开关柜体的进风侧和出风侧，构成密闭循环风道；新风风道顺着通风主导方向斜向支接在密封风道上，以引导新风通入密封风道；
所述的强迫油循环冷却子系统包括循环油泵、油冷却盘管、缓存液箱、电控调节阀和板式换热器，板式换热器的油出口通过循环油管路依次连接油冷却盘管、缓存液箱、电控调节阀、循环油泵和板式换热器的油入口；密封风道和油冷却盘管在开关柜体内热交换；
所述的冷却控制子系统包括冷却控制器、控制总线、气体浓度测量计及温度测量计，冷却控制器、气体浓度测量计及温度测量计均与控制总线电信号连接，控制总线通过控制子线分别与轴流风机、循环油泵、电控挡板及电控调节阀电信号连接。
作为本发明的进一步改进，所述的新风风道的入口安装玻璃纤维滤尘网格，新风风道的出口安装电控挡板；轴流风机安装在密封风道中，位置在新风风道与密封风道接口处主导通风方向的下游处。
作为本发明的进一步改进，所述的密封风道的热风出口侧通过法兰连接到电气开关柜顶部出风口，密封风道的循环风入口侧通过法兰连接到电气开关柜底部入风口；油冷却盘管布置电气开关柜的两侧及背侧，油冷却盘管的循环油冷油入口在电气开关柜底部，循环油热油出口在电气开关柜顶部。
作为本发明的进一步改进，所述的循环油管路、油冷却盘管均为铜导管；油冷却盘管的循环油热油在电气开关柜顶部出口接到循环油管路进而引流进入缓存液箱，所述的缓存液箱上装配呼吸阀、充油口、放油口及过滤网；油流经过缓存液箱静置过滤后，经过电控调节阀进入循环油泵，经油泵加压泵送进入板式换热器热交换，降低油温，低温油再由电气开关柜底部循环油冷油入口导入油冷却盘管；板式换热器外接循环冷却水。
作为本发明的进一步改进，所述的冷却控制器和控制总线布置在控制室内；机械通风冷却子系统、强迫油循环冷却子系统布置在电气开关柜旁。
作为本发明的进一步改进，所述的气体浓度测量计布置安装在新风风道的玻璃纤维滤尘网格的上游入口侧；温度测量计布置在电气开关柜底部入风口的四角。
作为本发明的进一步改进，所述的电控挡板通过电动执行机构调节挡板角度，控制循环风通流的流量；电控调节阀通过电动执行机构阀门开度，控制循环油通流的流量。
所述的电气开关柜冷却系统的控制方法，包括以下步骤：
常态下冷却控制器遵循设定模式，根据温度测量计采样监测的开关柜内运行温度，自动控制轴流风机运行出力，对开关柜实施连续或定期断续的机械通风：
当开关柜内温度在正常范围内，轴流风机工作于常态下，维持正常风量；如果温度升高，冷却控制器将调高轴流风机的出力，增加通风量，使开关柜运行温度降低；在轴流风机驱动下，从新风风道不断吸入清洁新风送入开关柜体内，在密封风道疏导下形成闭合冷却风环流，持续地吹出开关柜体热空气，保持柜内温升处于正常范围；冷却控制器根据轴流风机的运行状态，联动控制电控挡板的开度以调节进入的新风量：轴流风机工作于常态下，维持正常开度；如果轴流风机出力增大，冷却控制器将调大电控挡板的开度。
还包括以下步骤：
当机械通风冷却子系统出力已经超过额定容量的60～70％，持续超过30分钟，温度测量计采样监测的开关柜内运行温度仍未降低到正常范围，冷却控制器遵循设定模式，一方面继续加大机械通风冷却子系统出力，一方面启动强迫油循环冷却子系统，对开关柜实施机械通风和强迫油循环系统的联合冷却；冷却控制器将开启电控调节阀，启动循环油泵和板式换热器，冷却油流由循环油泵推送经循环油管路流入油冷却盘管，在开关柜体的两个侧面和背面形成三面降温冷墙立面，吸收柜内热量，隔绝柜外热量向内传导；温度测量计连续采样监测柜内温度，经控制总线送入冷却控制器，调节循环油泵的出力和电控调节阀的开度，控制循环冷却油量；直至开关柜内温度恢复正常，冷却控制器逐步降低强迫油循环冷却子系统出力，直至停止；减少机械通风冷却子系统出力，直到恢复常态。
还包括以下步骤：
气体浓度测量计连续采样检测新风风道入口处的新风中可燃气体和粉尘浓度，将检测参数通过控制总线送达冷却控制器进行比较分析；当吸入的新风中可燃气体和粉尘浓度高于预警边界，达到控制系统预设的启动值，冷却控制器将立刻关断电控挡板，阻断新风进入风道，机械通风冷却子系统在密封风道中做闭式循环，同时启动强迫油循环冷却子系统，对开关柜实施机械通风和强迫油循环系统的联合冷却；气体浓度测量计连续采样检测新风风道入口处的新风中可燃气体和粉尘浓度，直至空气内可燃物成分处于安全范围，冷却系统再逐步恢复常态运行。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的电气开关柜冷却系统包含机械通风冷却子系统和强迫油循环子系统，采用程控系统监测冷却空气品质及开关柜运行温度，采样分析后按设定模式自动控制运行。在环境温度不高，空气质量良好的条件下，采用开式机械通风冷却；当空气质量不佳，则切换到闭式机械通风冷却模式，并适当调节加大通风冷却流量；如开关柜运行温度升高，就持续加大冷却风量；当温升进一步提高，则启动循环油冷却系统，实施机械通风冷却和强迫油循环联合冷却。本系统提升了冷却效果，有益于电气设备在长期连续满负荷、高次谐波等工况下的热稳定；适合用于高本质安全性的封闭式开柜柜体的冷却；适合用于集约化高集成度的组合柜体的冷却；环境适应性强，实时监测运行情况，程序自动控制调节系统运行，即使在高温环境、有可燃空气或粉尘的环境中，也能保障电气设备工作温度控制在正常范围，设备稳定、安全地运行，降低因环境温度高，空气质量差而引发的故障和事故隐患，提高运行可靠性。
本系统提升了冷却效果，有益于电气设备在长期连续满负荷、高次谐波工况下的热稳定；适合用于本质安全性更高的封闭式开柜柜体的冷却；适合用于集约化高集成度的组合柜体的冷却；环境适应性强，应用程序自动控制实时监测运行工况，即使在高温环境、有可燃空气或粉尘的环境中，也能保障电气设备工作温度控制在正常范围，设备稳定、安全地运行，降低因环境温度高，空气质量差而引发的故障和事故隐患，提高运行可靠性。系统结构简单、技术成熟、故障率低、可靠性高、造价及日常运行维护简单费用低。
本发明的控制方法根据温度测量计采样监测的开关柜内运行温度，自动控制轴流风机运行出力，对开关柜实施连续或定期断续的机械通风，连续采样监测工作场地的空气中可燃气体和粉尘浓度及电气开关柜柜内温度，应用程序系统分析判断，自动控制采取合适的开、闭式机械通风及强迫油循环冷却作业模式，确保电气开关柜工作温升控制在稳定安全范围。
附图说明
图1为本发明系统的工艺流程图；
图2为本发明系统的结构示意图(主视)；
图3为本发明系统的结构示意图(俯视图)；
图中：1、轴流风机；2、循环油泵；3、冷却控制器；11、密封风道；12、电控挡板；13、新风风道；14、玻璃纤维滤尘网格；21、循环油管路；22、油冷却盘管；23、缓存液箱；24、呼吸阀；25、电控调节阀；26、板式换热器；31、控制总线；32、气体浓度测量计；33、温度测量计。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1至图3所示，本发明一种电气开关柜冷却系统及控制方法，包括：机械通风冷却子系统、强迫油循环冷却子系统和冷却控制子系统；
所述的机械通风冷却子系统包括轴流风机1、密封风道11、电控挡板12和新风风道13，密封风道11连接开关柜体的进风侧和出风侧，构成密闭循环风道；新风风道13顺着通风主导方向斜向支接在密封风道11上，以便引导新风通入密封风道11；
所述的强迫油循环冷却子系统包括循环油泵2、油冷却盘管22、缓存液箱23、电控调节阀25和板式换热器26，板式换热器26的油出口通过循环油管路21依次连接油冷却盘管22、缓存液箱23、电控调节阀25、循环油泵2和板式换热器26的油入口；密封风道11和油冷却盘管22在开关柜体内热交换；
所述的冷却控制子系统包括冷却控制器3、控制总线31、气体浓度测量计32及温度测量计33，冷却控制器3、气体浓度测量计32及温度测量计33均与控制总线31电信号连接，控制总线31通过控制子线分别与轴流风机1、循环油泵2、电控挡板12及电控调节阀25电信号连接。
实施例
如图1至图3所示，一种电气开关柜冷却系统，包括轴流风机1，密封风道11，电控挡板12，新风风道13，玻璃纤维滤尘网格14，循环油泵2，循环油管路21，油冷却盘管22，缓存液箱23，呼吸阀24，电控调节阀25，板式换热器26，冷却控制器3，控制总线31，气体浓度测量计32，温度测量计33。
密封风道11连接开关柜体的进风侧和出风侧，构成密闭循环风道；新风风道13顺着通风主导方向斜向支接在密封风道11上，以便引导新风通入密封风道11；新风风道13的入口安装玻璃纤维滤尘网格14，以净化新风；新风风道13的出口安装电控挡板12，控制电控挡板12的开度，可以由零到最大连续调节新风出风量；轴流风机1安装在密封风道11中，位置在新风风道13与密封风道11接口处主导通风方向的下游处，以吸入新风，推动密封风道11冷却空气循环流动。
密封风道11的热风出口侧通过法兰连接到电气开关柜顶部出风口，密封风道11的循环风入口侧通过法兰连接到电气开关柜底部入风口；油冷却盘管22布置电气开关柜的两侧及背侧，油冷却盘管22的循环油冷油入口在电气开关柜底部，循环油热油出口在电气开关柜顶部。
强迫油循环冷却子系统的循环油管路21、油冷却盘管22均为铜导管；油冷却盘管22的循环油热油在电气开关柜顶部出口接到循环油管路21，引流进入缓存液箱23，所述的缓存液箱23上装配呼吸阀24、充油口、放油口及过滤网；油流经过缓存液箱23静置过滤后，经过电控调节阀25进入循环油泵2，经油泵加压泵送进入板式换热器26热交换，降低油温，低温油再由电气开关柜底部循环油冷油入口导入油冷却盘管22。板式换热器26外接循环冷却水。
冷却控制器3和控制总线31布置在控制室内；机械通风冷却子系统、强迫油循环冷却子系统设备布置在电气开关柜旁。
气体浓度测量计32布置安装在新风风道13的玻璃纤维滤尘网格14的上游入口侧，采样监测入口新风中可燃气体及粉尘的浓度；温度测量计33布置在电气开关柜底部入风口的四角，监测入口循环风的温度及开关柜内运行温度；控制总线31通过控制子线与气体浓度测量计32及温度测量计33电信号连接。
电控挡板12通过电动执行机构调节挡板角度，控制循环风通流的流量；电控调节阀25通过电动执行机构阀门开度，控制循环油通流的流量。
设备基础应坚固平直，埋件尺寸准确，满足设备荷载要求。
下面对本申请提供的一种电气开关柜冷却系统的工作原理进行详细的阐述。
该系统包含机械通风冷却子系统和强迫油循环子系统，采用程控系统监测冷却空气品质及开关柜运行温度，分析比对后按设定模式自动控制运行。在环境温度不高，空气质量良好的条件下，采用开式机械通风冷却；当空气质量不佳，则切换到闭式机械通风冷却模式，并适当调节加大通风冷却流量；如开关柜运行温度升高，就持续加大冷却风量；当温升进一步提高，则启动循环油冷却系统，实施机械通风冷却和强迫油循环联合冷却。
常态下冷却控制器3遵循程序设定模式，根据温度测量计33采样监测的开关柜内运行温度，自动控制轴流风机1运行出力，对开关柜实施连续或定期断续的机械通风：当开关柜内温度在正常范围内(根据设备形式及环境条件设定，一般可设定在40Co)，轴流风机1工作于常态下，维持正常风量；如果温度升高，冷却控制器3将调高轴流风机1的出力，增加通风量，使开关柜运行温度降低。在轴流风机1驱动下，从新风风道13不断吸入清洁新风送入开关柜体内，由密封风道11疏导形成闭合冷却风环流，持续地吹出开关柜体热空气，保持柜内温升处于正常范围。冷却控制器3根据轴流风机1的运行状态，联动控制电控挡板12的开度以调节进入的新风量：轴流风机1工作于常态下，维持正常开度(一般可设定在30～40％)；如果轴流风机1出力增大，冷却控制器3将调大电控挡板12的开度直至100％全开。
热态工作模式下，即机械通风冷却子系统出力已经超过额定容量的60～70％，持续超过30分钟，温度测量计33采样监测的开关柜内运行温度仍未降低到正常范围，冷却控制器3遵循程序设定模式，一方面继续加大机械通风冷却子系统出力，一方面启动强迫油循环冷却子系统，对开关柜实施机械通风和强迫油循环系统的联合冷却。冷却控制器3将开启电控调节阀25，启动循环油泵2和板式换热器26，冷却油流由循环油泵2推送经循环油管路21流入油冷却盘管22，在开关柜体的两个侧面和背面形成三面降温立面，吸收柜内热量，屏蔽柜外热量向内传导。温度测量计33连续采样监测柜内温度，经控制总线31送入冷却控制器3，调节循环油泵2的出力和电控调节阀25的开度，控制循环冷却油量。直至开关柜内温度恢复正常，冷却控制器3逐步降低强迫油循环冷却子系统出力，直至停止；减少机械通风冷却子系统出力，直到恢复常态。
气体浓度测量计32连续采样检测新风风道13入口处的新风中可燃气体和粉尘浓度，将检测参数通过控制总线31送达冷却控制器3进行比较分析；当吸入的新风中可燃气体和粉尘浓度达到控制系统预设的启动值，冷却控制器3将立刻关断电控挡板12，阻断新风进入风道，机械通风冷却子系统在密封风道11中做闭式循环，同时启动强迫油循环冷却子系统，对开关柜实施机械通风和强迫油循环系统的联合冷却。气体浓度测量计32连续采样检测新风风道13入口处的新风中可燃气体和粉尘浓度，直至空气内可燃物成分低于安全值，冷却系统再逐步恢复常态运行。
系统中设备的工作状态参数、开关状态等都纳入冷却控制器3监控，当诊断有设备故障、开关状态异常等，立即向操作人员报警，提示检修。
本发明还提供了一种电气开关柜冷却系统的控制方法：
常态下冷却控制器3遵循程序设定模式，根据温度测量计33采样监测的开关柜内运行温度，自动控制轴流风机1运行出力，对开关柜实施连续或定期断续的机械通风：当开关柜内温度在正常范围内(根据设备形式及环境条件设定，一般可设定在40Co)，轴流风机1工作于常态下，维持正常风量；如果温度升高，冷却控制器3将调高轴流风机1的出力，增加通风量，使开关柜运行温度降低。在轴流风机1驱动下，从新风风道13不断吸入清洁新风送入开关柜体内，由密封风道11疏导形成闭合冷却风环流，持续地吹出开关柜体热空气，保持柜内温升处于正常范围。
优选的，冷却控制器3根据轴流风机1的运行状态，经优化计算，输出最优控制模式联动控制电控挡板12的开度以调节清洁气体达到最佳的风压、流量：轴流风机1工作于常态下，维持正常开度(一般可设定在30～40％)；如果轴流风机1出力增大，冷却控制器3将调大电控挡板12的开度直至100％全开。
优选的，热态工作模式下，即机械通风冷却子系统出力已经超过额定容量的60～70％，持续超过30分钟，温度测量计33采样监测的开关柜内运行温度仍未降低到正常范围，冷却控制器3遵循程序设定模式，一方面继续加大机械通风冷却子系统出力，一方面启动强迫油循环冷却子系统，对开关柜实施机械通风和强迫油循环系统的联合冷却。
优选的，冷却控制器3控制电控调节阀25，启动循环油泵2和板式换热器26，冷却油流由循环油泵2推送经循环油管路21流入油冷却盘管22，在开关柜体的两个侧面和背面形成三面降温立面冷墙，吸收柜内热量，屏蔽柜外热量向内传导。
优选的，温度测量计33连续采样监测柜内温度，经控制总线31送入冷却控制器3，调节循环油泵2的出力和电控调节阀25的开度，控制循环冷却油量。直至开关柜内温度恢复正常，冷却控制器3逐步降低强迫油循环冷却子系统出力，直至停止；减少机械通风冷却子系统出力，直到恢复常态。
优选的，气体浓度测量计32连续采样检测新风风道13入口处的新风中可燃气体和粉尘浓度，将检测参数通过控制总线31送达冷却控制器3进行比较分析；当吸入的新风中可燃气体和粉尘浓度达到控制系统预设的启动值，冷却控制器3将立刻关断电控挡板12，阻断新风进入风道，机械通风冷却子系统在密封风道11中做闭式循环，同时启动强迫油循环冷却子系统，对开关柜实施机械通风和强迫油循环系统的联合冷却。气体浓度测量计32连续采样检测新风风道13入口处的新风中可燃气体和粉尘浓度，直至空气内可燃物成分低于安全值，冷却系统再逐步恢复常态运行。
本发明一种电气开关柜冷却系统的控制方法，提出了程控机械通风冷却和强迫油循环联合冷却系统。该系统包含机械通风冷却子系统和强迫油循环子系统，采用程控系统监测冷却空气品质及开关柜运行温度，分析比对后按设定模式自动控制运行。在环境温度不高，空气质量良好的条件下，采用开式机械通风冷却；当空气质量不佳，则切换到闭式机械通风冷却模式，并适当调节加大通风冷却流量；如开关柜运行温度升高，就持续加大冷却风量；当温升进一步提高，则启动循环油冷却系统，实施机械通风冷却和强迫油循环联合冷却。
本系统提升了冷却效果，有益于电气设备在长期连续满负荷、高次谐波工况下的热稳定；适合用于本质安全性更高的封闭式开柜柜体的冷却；适合用于集约化高集成度的组合柜体的冷却；环境适应性强，应用程序自动控制实时监测运行工况，即使在高温环境、有可燃空气或粉尘的环境中，也能保障电气设备工作温度控制在正常范围，设备稳定、安全地运行，降低因环境温度高，空气质量差而引发的故障和事故隐患，提高运行可靠性。系统结构简单、技术成熟、故障率低、可靠性高、造价及日常运行维护简单费用低。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电气开关柜冷却系统，其特征在于，包括：机械通风冷却子系统、强迫油循环冷却子系统和冷却控制子系统；
所述的机械通风冷却子系统包括轴流风机（1）、密封风道（11）、电控挡板（12）和新风风道（13），密封风道（11）连接开关柜体的进风侧和出风侧，构成密闭循环风道；新风风道（13）顺着通风主导方向斜向支接在密封风道（11）上，以引导新风通入密封风道（11）；
所述的强迫油循环冷却子系统包括循环油泵（2）、油冷却盘管（22）、缓存液箱（23）、电控调节阀（25）和板式换热器（26），板式换热器（26）的油出口通过循环油管路（21）依次连接油冷却盘管（22）、缓存液箱（23）、电控调节阀（25）、循环油泵（2）和板式换热器（26）的油入口；密封风道（11）和油冷却盘管（22）在开关柜体内热交换；
所述的冷却控制子系统包括冷却控制器（3）、控制总线（31）、气体浓度测量计（32）及温度测量计（33），冷却控制器（3）、气体浓度测量计（32）及温度测量计（33）均与控制总线（31）电信号连接，控制总线（31）通过控制子线分别与轴流风机（1）、循环油泵（2）、电控挡板（12）及电控调节阀（25）电信号连接；
所述的新风风道（13）的入口安装玻璃纤维滤尘网格（14），新风风道（13）的出口安装电控挡板（12）；轴流风机（1）安装在密封风道（11）中，位置在新风风道（13）与密封风道（11）接口处主导通风方向的下游处；
所述的密封风道（11）的热风出口侧通过法兰连接到电气开关柜顶部出风口，密封风道（11）的循环风入口侧通过法兰连接到电气开关柜底部入风口；油冷却盘管（22）布置电气开关柜的两侧及背侧，油冷却盘管（22）的循环油冷油入口在电气开关柜底部，循环油热油出口在电气开关柜顶部；
所述的循环油管路（21）、油冷却盘管（22）均为铜导管；油冷却盘管（22）的循环油热油在电气开关柜顶部出口接到循环油管路（21）进而引流进入缓存液箱（23），所述的缓存液箱（23）上装配呼吸阀（24）、充油口、放油口及过滤网；油流经过缓存液箱（23）静置过滤后，经过电控调节阀（25）进入循环油泵（2），经油泵加压泵送进入板式换热器（26）热交换，降低油温，低温油再由电气开关柜底部循环油冷油入口导入油冷却盘管（22）；板式换热器（26）外接循环冷却水。
2.根据权利要求1所述的电气开关柜冷却系统，其特征在于，所述的冷却控制器（3）和控制总线（31）布置在控制室内；机械通风冷却子系统、强迫油循环冷却子系统布置在电气开关柜旁。
3.根据权利要求1所述的电气开关柜冷却系统，其特征在于，所述的气体浓度测量计（32）布置安装在新风风道（13）的玻璃纤维滤尘网格（14）的上游入口侧；温度测量计（33）布置在电气开关柜底部入风口的四角。
4.根据权利要求1所述的电气开关柜冷却系统，其特征在于，所述的电控挡板（12）通过电动执行机构调节挡板角度，控制循环风通流的流量；电控调节阀（25）通过电动执行机构阀门开度，控制循环油通流的流量。
5.权利要求1-4任意一项所述的电气开关柜冷却系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
常态下冷却控制器（3）遵循设定模式，根据温度测量计（33）采样监测的开关柜内运行温度，自动控制轴流风机（1）运行出力，对开关柜实施连续或定期断续的机械通风：
当开关柜内温度在正常范围内，轴流风机（1）工作于常态下，维持正常风量；如果温度升高，冷却控制器（3）将调高轴流风机（1）的出力，增加通风量，使开关柜运行温度降低；在轴流风机（1）驱动下，从新风风道（13）不断吸入清洁新风送入开关柜体内，在密封风道（11）疏导下形成闭合冷却风环流，持续地吹出开关柜体热空气，保持柜内温升处于正常范围；冷却控制器（3）根据轴流风机（1）的运行状态，联动控制电控挡板（12）的开度以调节进入的新风量：轴流风机（1）工作于常态下，维持正常开度；如果轴流风机（1）出力增大，冷却控制器（3）将调大电控挡板（12）的开度。
6.根据权利要求5所述的电气开关柜冷却系统的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当机械通风冷却子系统出力已经超过额定容量的60~70%，持续超过30分钟，温度测量计（33）采样监测的开关柜内运行温度仍未降低到正常范围，冷却控制器（3）遵循设定模式，一方面继续加大机械通风冷却子系统出力，一方面启动强迫油循环冷却子系统，对开关柜实施机械通风和强迫油循环系统的联合冷却；冷却控制器（3）将开启电控调节阀（25），启动循环油泵（2）和板式换热器（26），冷却油流由循环油泵（2）推送经循环油管路（21）流入油冷却盘管（22），在开关柜体的两个侧面和背面形成三面降温冷墙立面，吸收柜内热量，隔绝柜外热量向内传导；温度测量计（33）连续采样监测柜内温度，经控制总线（31）送入冷却控制器（3），调节循环油泵（2）的出力和电控调节阀（25）的开度，控制循环冷却油量；直至开关柜内温度恢复正常，冷却控制器（3）逐步降低强迫油循环冷却子系统出力，直至停止；减少机械通风冷却子系统出力，直到恢复常态。
7.根据权利要求5所述的电气开关柜冷却系统的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
气体浓度测量计（32）连续采样检测新风风道（13）入口处的新风中可燃气体和粉尘浓度，将检测参数通过控制总线（31）送达冷却控制器（3）进行比较分析；当吸入的新风中可燃气体和粉尘浓度高于预警边界，达到控制系统预设的启动值，冷却控制器（3）将立刻关断电控挡板（12），阻断新风进入风道，机械通风冷却子系统在密封风道（11）中做闭式循环，同时启动强迫油循环冷却子系统，对开关柜实施机械通风和强迫油循环系统的联合冷却；气体浓度测量计（32）连续采样检测新风风道（13）入口处的新风中可燃气体和粉尘浓度，直至空气内可燃物成分处于安全范围，冷却系统再逐步恢复常态运行。
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