CN112596563A - 一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法及系统 - Google Patents

一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法及系统，其中方法包括：获取空气绝缘充气柜内的当前温度值、当前湿度值以及当前压力值；分别确定所述当前温度值与标准温度值的温度差值、确定所述当前湿度值与标准湿度值的湿度差值以及确定所述当前压力值与标准压力值的压力差值；基于温度差值和标准温度值确定温度偏离率、基于湿度差值和标准湿度值确定湿度偏离率以及基于压力差值和标准压力值确定压力偏离率；根据温度偏离率、温度偏离率和压力偏离率确定空气绝缘充气柜的环境参数偏离值Div：根据所述环境参数偏离值Div，调整所述空气绝缘充气柜的温度、湿度以及压力。

Description

一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法及系统
技术领域
本发明涉及配电装备技术领域，更具体地，涉及一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法及系统。
背景技术
空气绝缘充气柜具有不受外界环境影响和体型较小优势，适用于可靠性要求高且占地面积和空间受限制的场合，如城市电网建设、城市地铁、轻轨、高层建筑、大型工矿企业以及特殊使用场合，如温度变化大和高湿环境、环境中含有自然物质或化学性腐蚀物质的地方，运行环境较恶劣，通风散热困难。但传统以SF6作为绝缘介质对环境危害大，根据目前绿色环保，节能增效的要求，SF6要被取代已成定局，采用干燥空气、纯N2等气体作为绝缘介质已成主流，干燥空气或者纯N2等虽然满足了绿色环保要求，但是散热能力比SF6差，在密封气箱的充气柜中表现的更加突出，特别是大电流充气柜的温升控制一直是困扰行业多年的一个顽疾。
因此，需要一种技术，以实现对空气绝缘充气柜进行自适应控制。
发明内容
本发明技术方案提供一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法及系统，以解决如何对空气绝缘充气柜进行自适应控制的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法，所述方法包括：
获取空气绝缘充气柜内的当前温度值、当前湿度值以及当前压力值；
分别确定所述当前温度值与标准温度值的温度差值、确定所述当前湿度值与标准湿度值的湿度差值以及确定所述当前压力值与标准压力值的压力差值；
基于温度差值和标准温度值确定温度偏离率、基于湿度差值和标准湿度值确定湿度偏离率以及基于压力差值和标准压力值确定压力偏离率；
根据温度偏离率、温度偏离率和压力偏离率确定空气绝缘充气柜的环境参数偏离值Div：
根据所述环境参数偏离值Div，调整所述空气绝缘充气柜的温度、湿度以及压力。
优选地，当环境参数偏离值Div大于偏离阈值时：
在当前压力值小于标准压力值时，确定向所述空气绝缘充气柜填充气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值，其中根据温度差值确定填充气体的温度，并且根据湿度差值确定填充气体的湿度，包括：
若当前温度值为第一温度时，标准温度值为第二温度时，填充气体的第三温度＝第二温度+(第二温度-第一温度)；
若当前湿度值为第一湿度时，标准湿度值为第二湿度时，填充气体的第三湿度＝第二湿度+(第二湿度-第一湿度)。
优选地，还包括：计算所述环境参数偏离值Div：
Figure BDA0002813838250000021
其中，tc为当前温度值，ts为标准温度值，mc是当前湿度值，ms是标准湿度值，pc是当前压力值，ps是标准压力值，wt为温度权重值，wm为湿度权重值，wp为压力权重值。
优选地，还包括：
利用温度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前温度值、利用湿度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前湿度值以及利用压力传感器采集空气绝缘充气柜内的当前压力值；
利用出气控制泵从所述空气绝缘充气柜抽取气体；
利用进气控制泵向所述空气绝缘充气柜填充气体；
将所述温度传感器、所述湿度传感器、所述压力传感器和所述出气控制泵设置于所述空气绝缘充气柜的顶部；
将所述进气控制泵设置于所述空气绝缘充气柜的底部。
优选地，还包括：所述进气控制泵设置高分子滤网，所述高分子滤网用于过滤填充气体中的杂质。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的系统，所述系统包括：
采集单元，用于获取空气绝缘充气柜内的当前温度值、获取空气绝缘充气柜内的当前湿度值以及获取空气绝缘充气柜内的当前压力值；
第一确定单元，用于分别确定所述当前温度值与标准温度值的温度差值、确定所述当前湿度值与标准湿度值的湿度差值以及确定所述当前压力值与标准压力值的压力差值；
第二确定单元，用于基于温度差值和标准温度值确定温度偏离率、基于湿度差值和标准湿度值确定湿度偏离率以及基于压力差值和标准压力值确定压力偏离率；
根据温度偏离率、温度偏离率和压力偏离率确定空气绝缘充气柜的环境参数偏离值Div：
根据所述环境参数偏离值Div，调整所述空气绝缘充气柜的温度、湿度以及压力。
优选地，所述判断单元，用于当环境参数偏离值Div大于偏离阈值时：
在当前压力值小于标准压力值时，确定向所述空气绝缘充气柜填充气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值，其中根据温度差值确定填充气体的温度，并且根据湿度差值确定填充气体的湿度，包括：
若当前温度值为第一温度时，标准温度值为第二温度时，填充气体的第三温度＝第二温度+(第二温度-第一温度)；
若当前湿度值为第一湿度时，标准湿度值为第二湿度时，填充气体的第三湿度＝第二湿度+(第二湿度-第一湿度)。
优选地，所述第二确定单元还用于：
计算所述环境参数偏离值Div，
Figure BDA0002813838250000041
其中，tc为当前温度值，ts为标准温度值，mc是当前湿度值，ms是标准湿度值，pc是当前压力值，ps是标准压力值，wt为温度权重值，wm为湿度权重值，wp为压力权重值。
优选地，所述采集单元还用于：利用温度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前温度值、利用湿度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前湿度值以及利用压力传感器采集空气绝缘充气柜内的当前压力值；
所述系统还包括调整单元，用于利用出气控制泵从所述空气绝缘充气柜抽取气体；
利用进气控制泵向所述空气绝缘充气柜填充气体；
所述系统还包括设置单元，用于将所述温度传感器、所述湿度传感器、所述压力传感器和所述出气控制泵设置于所述空气绝缘充气柜的顶部；
将所述进气控制泵设置于所述空气绝缘充气柜的底部。
优选地，还包括设置单元，用于在所述进气控制泵设置高分子滤网，所述高分子滤网用于过滤填充气体中的杂质。
本发明提供一种空气绝缘充气柜气箱温湿度及压力自适应控制方法及系统，本发明技术方案主要研究空气绝缘充气柜温升自适应调节控制，旨在解决目前空气绝缘充气柜存在的散热能力较差，特别是大电流充气柜温升不好控问题。本发明提出了空气绝缘充气柜温升自适应控制方法，所述方法指通过温湿度传感器、压力传感器采集空气绝缘充气柜气箱内部温度、湿度、压力，将采集到的温度、湿度、压力值与控制器内设定的阈值进行比较，若满足要求，则不启动；若不满足要求，则控制器启动出气控制泵和进气控制泵对充气柜内部分别进行抽气、充气，直到温度、湿度、压力值达到要求止。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法流程图；
图3为根据本发明优选实施方式的空气绝缘充气柜结构示意图；
图4为根据本发明优选实施方式的空气绝缘充气柜温升自适应控制器示意图；以及
图5为根据本发明优选实施方式的用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法流程图。本发明提供一种空气绝缘充气柜气箱温湿度及压力自适应控制方法，本发明主要研究空气绝缘充气柜温升自适应调节控制，通过温湿度传感器、压力传感器采集空气绝缘充气柜气箱内部温度、湿度、压力，将采集到的温度、湿度、压力值与控制器内设定的阈值进行比较，若满足要求，则不启动；若不满足要求，则控制器启动出气控制泵和进气控制泵对充气柜内部分别进行抽气、充气，直到温度、湿度、压力值达到要求止。
如图1所示，本发明提供一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法，方法包括：
步骤101：获取空气绝缘充气柜内的当前温度值、当前湿度值以及当前压力值。本发明通过温湿度传感器、压力传感器、出气控制泵安装在充气柜气箱顶部，并与控制器连接；温湿度传感器、压力传感器采集充气柜气箱内部相应数据。
步骤102：分别确定当前温度值与标准温度值的温度差值、确定当前湿度值与标准湿度值的湿度差值以及确定当前压力值与标准压力值的压力差值；
步骤103：基于温度差值和标准温度值确定温度偏离率、基于湿度差值和标准湿度值确定湿度偏离率以及基于压力差值和标准压力值确定压力偏离率；
步骤104：根据温度偏离率、温度偏离率和压力偏离率确定空气绝缘充气柜的环境参数偏离值Div。
步骤105：根据环境参数偏离值Div，调整空气绝缘充气柜的温度、湿度以及压力。
优选地，计算环境参数偏离值Div：
Figure BDA0002813838250000061
其中，tc为当前温度值，ts为标准温度值，mc是当前湿度值，ms是标准湿度值，pc是当前压力值，ps是标准压力值，wt为温度权重值，wm为湿度权重值，wp为压力权重值；
优选地：当环境参数偏离值Div大于偏离阈值时：
在当前压力值小于标准压力值时，确定向空气绝缘充气柜填充气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值，其中根据温度差值确定填充气体的温度，并且根据湿度差值确定填充气体的湿度；
在当前压力值大于标准压力值时，从空气绝缘充气柜抽取气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值。
优选地，在当前压力值小于标准压力值时，确定向空气绝缘充气柜填充气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值，其中根据温度差值确定填充气体的温度，并且根据湿度差值确定填充气体的湿度，包括：
若当前温度值为第一温度时，标准温度值为第二温度时，填充气体的第三温度＝第二温度+(第二温度-第一温度)；
若当前湿度值为第一湿度时，标准湿度值为第二湿度时，填充气体的第三湿度＝第二湿度+(第二湿度-第一湿度)。
优选地，还包括：通过出气控制泵从空气绝缘充气柜抽取气体；通过进气控制泵向空气绝缘充气柜填充气体。
优选地，还包括：
利用温度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前温度值、利用湿度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前湿度值以及利用压力传感器采集空气绝缘充气柜内的当前压力值；
利用出气控制泵从所述空气绝缘充气柜抽取气体；
利用进气控制泵向所述空气绝缘充气柜填充气体；
将温度传感器、湿度传感器、压力传感器和出气控制泵设置于空气绝缘充气柜的顶部；
将进气控制泵设置于空气绝缘充气柜的底部。
优选地，还包括：进气控制泵设置高分子滤网，高分子滤网用于过滤填充气体中的杂质。
本发明将进气控制泵安装在充气柜气箱底部，并与控制器连接，进气控制泵连接有高分子滤网，高分子滤网用于过滤空气中杂质、水汽等物质；其中进气控制泵和出气控制泵均带有单向止逆阀；本发明通过控制器与温湿度传感器、压力传感器、出气控制泵、进气控制泵分别相连；控制器可单独设置安装，亦可将其功能集成于充气柜的综合保护装置中；控制器内对温度、湿度、压力分别设定阈值；本发明通过控制器将温湿度传感器、压力传感器采集来的数据与设定阈值进行比较，若温度、湿度、压力都满足，则不启动；本发明通过控制器将温湿度传感器、压力传感器采集来的数据与设定阈值进行比较，若温度、湿度、压力三项数据有一项或多项不满足，则传感器控制进气控制泵、出气控制泵同时对充气柜气箱内部进行充气抽气，直到温度、湿度、压力值达到要求止。如图2所示。
图3为根据本发明优选实施方式的空气绝缘充气柜结构示意图。图3中，(1)出气控制泵(2)压力传感器(3)温湿度传感器(4)气箱(5)母线(6)断路器(7)电缆头(8)进气控制泵(9)高分子滤网(10)控制器。
如图4所示，本发明提出了一种空气绝缘充气柜气箱温湿度及压力自适应控制方法。本发明实施方式适用于空气绝缘充气柜，方法指通过温湿度传感器、压力传感器采集空气绝缘充气柜气箱内部温度、湿度、压力，将采集到的温度、湿度、压力值与控制器内设定的阈值进行比较，若满足要求，则不启动；若不满足要求，则控制器启动出气控制泵和进气控制泵对充气柜内部分别进行抽气、充气，直到温度、湿度、压力值达到要求止。
本发明提出的一种空气绝缘充气柜气箱温湿度及压力自适应控制方法，采用自适应循环进出气模式，能自动调节空气绝缘充气柜气箱内部温度、湿度、压力在所需范围内。本发明实施方式具有以下特点和优势：
(1)实现了空气绝缘充气柜气箱内部温度、湿度、压力自适应调节；
(2)提高空气绝缘充气柜产品使用可靠性、安全性；
(3)解决空气绝缘充气柜散热差，特别是大电流充气柜温升不好控问题。
图5为根据本发明优选实施方式的用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的系统结构图。如图5所示，本发明提供一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的系统，系统包括：
采集单元501，用于获取空气绝缘充气柜内的当前温度值、获取当前湿度值以及获取当前压力值；
第一确定单元502，用于分别确定当前温度值与标准温度值的温度差值、确定当前湿度值与标准湿度值的湿度差值以及确定当前压力值与标准压力值的压力差值；
第二确定单元503，用于基于温度差值和标准温度值确定温度偏离率、基于湿度差值和标准湿度值确定湿度偏离率以及基于压力差值和标准压力值确定压力偏离率；
根据温度偏离率、温度偏离率和压力偏离率确定空气绝缘充气柜的环境参数偏离值Div；
根据环境参数偏离值Div，调整空气绝缘充气柜的温度、湿度以及压力。
第二确定单元还用于：
计算所述环境参数偏离值Div，
Figure BDA0002813838250000091
其中，tc为当前温度值，ts为标准温度值，mc是当前湿度值，ms是标准湿度值，pc是当前压力值，ps是标准压力值，wt为温度权重值，wm为湿度权重值，wp为压力权重值；
判断单元504，还用于当环境参数偏离值Div大于偏离阈值时：
在当前压力值小于标准压力值时，确定向空气绝缘充气柜填充气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值，其中根据温度差值确定填充气体的温度，并且根据湿度差值确定填充气体的湿度；
在当前压力值大于标准压力值时，从空气绝缘充气柜抽取气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值。
优选地，判断单元504，用于在当前压力值小于标准压力值时，确定向空气绝缘充气柜填充气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值，其中根据温度差值确定填充气体的温度，并且根据湿度差值确定填充气体的湿度，包括：
若当前温度值为第一温度时，标准温度值为第二温度时，填充气体的第三温度＝第二温度+(第二温度-第一温度)；
若当前湿度值为第一湿度时，标准湿度值为第二湿度时，填充气体的第三湿度＝第二湿度+(第二湿度-第一湿度)。
优选地，采集单元还用于：利用温度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前温度值、利用湿度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前湿度值以及利用压力传感器采集空气绝缘充气柜内的当前压力值；
系统还包括调整单元，用于利用出气控制泵从空气绝缘充气柜抽取气体；
利用进气控制泵向空气绝缘充气柜填充气体；
系统还包括设置单元，用于将温度传感器、湿度传感器、压力传感器和出气控制泵设置于空气绝缘充气柜的顶部；
将进气控制泵设置于空气绝缘充气柜的底部。
优选地，设置单元还用于：在进气控制泵设置高分子滤网，高分子滤网用于过滤填充气体中的杂质。
本发明优选实施方式的用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的系统500与本发明优选实施方式的用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法100相对应，在此不再进行赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (10)

1.一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的方法，所述方法包括：
获取空气绝缘充气柜内的当前温度值、当前湿度值以及当前压力值；
分别确定所述当前温度值与标准温度值的温度差值、确定所述当前湿度值与标准湿度值的湿度差值以及确定所述当前压力值与标准压力值的压力差值；
基于温度差值和标准温度值确定温度偏离率、基于湿度差值和标准湿度值确定湿度偏离率以及基于压力差值和标准压力值确定压力偏离率；
根据温度偏离率、温度偏离率和压力偏离率确定空气绝缘充气柜的环境参数偏离值Div：
根据所述环境参数偏离值Div，调整所述空气绝缘充气柜的温度、湿度以及压力。
2.根据权利要求1所述的方法，当环境参数偏离值Div大于偏离阈值时：
在当前压力值小于标准压力值时，确定向所述空气绝缘充气柜填充气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值，其中根据温度差值确定填充气体的温度，并且根据湿度差值确定填充气体的湿度，包括：
若当前温度值为第一温度时，标准温度值为第二温度时，填充气体的第三温度＝第二温度+(第二温度-第一温度)；
若当前湿度值为第一湿度时，标准湿度值为第二湿度时，填充气体的第三湿度＝第二湿度+(第二湿度-第一湿度)。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：计算所述环境参数偏离值Div：
Figure FDA0002813838240000011
其中，tc为当前温度值，ts为标准温度值，mc是当前湿度值，ms是标准湿度值，pc是当前压力值，ps是标准压力值，wt为温度权重值，wm为湿度权重值，wp为压力权重值。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
利用温度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前温度值、利用湿度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前湿度值以及利用压力传感器采集空气绝缘充气柜内的当前压力值；
利用出气控制泵从所述空气绝缘充气柜抽取气体；
利用进气控制泵向所述空气绝缘充气柜填充气体；
将所述温度传感器、所述湿度传感器、所述压力传感器和所述出气控制泵设置于所述空气绝缘充气柜的顶部；
将所述进气控制泵设置于所述空气绝缘充气柜的底部。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：所述进气控制泵设置高分子滤网，所述高分子滤网用于过滤填充气体中的杂质。
6.一种用于对空气绝缘充气柜进行自适应控制的系统，所述系统包括：
采集单元，用于获取空气绝缘充气柜内的当前温度值、获取当前湿度值以及获取当前压力值；
第一确定单元，用于分别确定所述当前温度值与标准温度值的温度差值、确定所述当前湿度值与标准湿度值的湿度差值以及确定所述当前压力值与标准压力值的压力差值；
第二确定单元，用于基于温度差值和标准温度值确定温度偏离率、基于湿度差值和标准湿度值确定湿度偏离率以及基于压力差值和标准压力值确定压力偏离率；
根据温度偏离率、温度偏离率和压力偏离率确定空气绝缘充气柜的环境参数偏离值Div；
根据所述环境参数偏离值Div，调整所述空气绝缘充气柜的温度、湿度以及压力。
7.根据权利要求6所述的系统，所述判断单元，用于当环境参数偏离值Div大于偏离阈值时：
在当前压力值小于标准压力值时，确定向所述空气绝缘充气柜填充气体，以使得环境参数偏离值Div小于或等于偏离阈值，其中根据温度差值确定填充气体的温度，并且根据湿度差值确定填充气体的湿度，包括：
若当前温度值为第一温度时，标准温度值为第二温度时，填充气体的第三温度＝第二温度+(第二温度-第一温度)；
若当前湿度值为第一湿度时，标准湿度值为第二湿度时，填充气体的第三湿度＝第二湿度+(第二湿度-第一湿度)。
8.根据权利要求6所述的系统，所述第二确定单元还用于：
计算所述环境参数偏离值Div，
Figure FDA0002813838240000031
其中，tc为当前温度值，ts为标准温度值，mc是当前湿度值，ms是标准湿度值，pc是当前压力值，ps是标准压力值，wt为温度权重值，wm为湿度权重值，wp为压力权重值。
9.根据权利要求6所述的系统，所述采集单元还用于：利用温度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前温度值、利用湿度传感器采集空气绝缘充气柜内的当前湿度值以及利用压力传感器采集空气绝缘充气柜内的当前压力值；
所述系统还包括调整单元，用于利用出气控制泵从所述空气绝缘充气柜抽取气体；
利用进气控制泵向所述空气绝缘充气柜填充气体；
所述系统还包括设置单元，用于将所述温度传感器、所述湿度传感器、所述压力传感器和所述出气控制泵设置于所述空气绝缘充气柜的顶部；
将所述进气控制泵设置于所述空气绝缘充气柜的底部。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括设置单元，用于在所述进气控制泵设置高分子滤网，所述高分子滤网用于过滤填充气体中的杂质。
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