CN112667011A - 一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，包括电控柜本体，电控柜本体内设置有凝露湿度抵抗器，所述凝露湿度抵抗器包括设置在电控柜本体上的凝露湿度抵抗安装板以及凝露湿度抵抗安装罩，凝露湿度抵抗安装罩内设置有除湿单元，凝露湿度抵抗安装罩与凝露湿度抵抗安装板可拆卸连接；凝露湿度抵抗安装罩包括多个孔板，多个孔板之间形成用于放置除湿单元的放置空间，凝露湿度抵抗安装罩靠近凝露湿度抵抗安装板一侧设置有开口，除湿单元通过开口放入放置空间内。本发明创造有益效果：一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统可对海上风力发电用电控柜在存储、运输、运行及维护过程进行环境优化，大大提升了产品的可靠性。

Description

一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统

技术领域

本发明创造属于环境控制系统领域，尤其是涉及一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统。

背景技术

随着海上风电的发展，海上高湿度及温度变化等环境对电控柜的性能产生一定影响，如产生凝露导致相间短路炸机等问题的发生。陆上风电在存储和运输期间普遍使用干燥剂对柜内环境进行优化，但因其无阻燃特性，在调试、运行及后期运维期间需将其从柜内拆除，无法在此期间进行环境优化；此时如柜内环境较差存在一定凝露，此时上电调试运行虽然加热器启动进行加热除湿，但无法立即将柜内湿气或凝露消除，存在炸机等风险；

海上风电与陆上风电相比，海上温湿度等环境严酷、存储周期长、停机维护周期长，在这些条件下继续使用原陆上风电的干燥剂方案，无法对海上风电用电控柜的存储、运输及运调试运维过程中进行更好的环境控制，因此需要提供一种适用于海上风力发电用电控柜的环境控制系统。

发明创造内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，以解决上述问题中的不足之处。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种海上风力发电用电控柜，包括电控柜本体，电控柜本体内设置有凝露湿度抵抗器，所述凝露湿度抵抗器包括设置在电控柜本体上的凝露湿度抵抗安装板以及凝露湿度抵抗安装罩，凝露湿度抵抗安装罩内设置有除湿单元，凝露湿度抵抗安装罩与凝露湿度抵抗安装板可拆卸连接；

凝露湿度抵抗安装罩包括多个孔板，多个孔板之间形成用于放置除湿单元的放置空间，凝露湿度抵抗安装罩靠近凝露湿度抵抗安装板一侧设置有开口，除湿单元通过开口放入放置空间内。

进一步的，凝露湿度抵抗安装罩两端向外延伸形成耳板，凝露湿度抵抗安装板设有对应的滑槽，凝露湿度抵抗安装罩的耳板通过滑槽与凝露湿度抵抗安装板可拆卸连接。

进一步的，凝露湿度抵抗安装板一侧设有第一限位板，凝露湿度抵抗安装罩一侧还设有第二限位板，第一限位板和第二限位板分别设置在耳板滑动方向的两端；

耳板与滑槽之间还设置有对应的定位孔。

进一步的，所述除湿单元包括收纳袋以及填充物，填充物设置在收纳袋内，填充物由于除湿。

进一步的，所述填充物包括高吸水性聚合物。

一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，用于控制一种海上风力发电用电控柜的内部环境，包括数据处理单元、温度检测单元、湿度检测单元、加热单元、散热单元，温度检测单元、湿度检测单元用于采集电控柜本体内的温湿度信息后发送至PLC，PLC根据采集的数据控制加热单元和散热单元工作；

所述数据处理单元包括PLC，加热单元包括加热器，散热单元包括散热风扇。

进一步的，PLC的X1：1,2-X端子排用于接入湿度检测单元的反馈信号，当加热器E1正常工作时，其辅助触点E1:13/14闭合，PLC读取其状态；

X2：1,2-X端子排为远程控制开关输出点，K1...KX为中间继电器，PLC可通过输出点给中间继电器24V线圈供电，使其对应通道闭合，电力系统进行正常上电工作；X3:1,2-X为柜内温湿度数据采集点；

BT1,BT2...BTX为温湿度传感器，

一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统的控制方法，用于控制一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，当采集到电控柜本体内的湿度低于设定的X％时，通过在PLC上外置加湿器，通过加湿器工作逐渐提高湿度至设定的X％。

进一步的，当柜内湿度大于Y％或温度低于A℃，此时电子式温湿度控制器B1:1/2或3/4触点闭合，加热器E1开始加热工作，此时E1:13/14辅助触点为闭合状态。

进一步的，当柜内湿度小于Y％或温度大于A℃时，B1:3/4触点断开，E1加热器停止工作，对应辅助触点E1:13/14断开，通过BT1检测柜内湿度低于Y％同时温度高于B℃，X2:1端子输出24V电压，K1线圈得电，其辅助触点控制总进线开关闭合，电力系统正常供电运行。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统具有以下优势：

本发明创造所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统可对海上风力发电用电控柜在存储、运输、运行及维护过程进行环境优化，大大提升了产品的可靠性。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的电控柜外部示意图；

图2为本发明创造实施例所述的电控柜内部示意图；

图3为本发明创造实施例所述的凝露湿度抵抗器正视图示意图；

图4为本发明创造实施例所述的凝露湿度抵抗器后视图示意图；

图5为本发明创造实施例所述的凝露湿度抵抗器局部图示意图；

图6为本发明创造实施例所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统整体示意图；

图7为本发明创造实施例所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统局部示意图。

附图标记说明：

1-电控柜本体；2-凝露湿度抵抗安装板；21-滑槽；22-第一限位板；3-凝露湿度抵抗安装罩；31-孔板；32-耳板；33-第二限位板；4-定位孔；5-PLC；6-加热器；7-散热风扇。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

随着海上风电的发展，海上高湿度及温度变化等环境对电控柜的性能产生一定影响，如产生凝露导致相间短路炸机等问题的发生。陆上风电在存储和运输期间普遍使用干燥剂对柜内环境进行优化，但因其无阻燃特性，在调试、运行及后期运维期间需将其从柜内拆除，无法在此期间进行环境优化；此时如柜内环境较差存在一定凝露，此时上电调试运行虽然加热器6启动进行加热除湿，但无法立即将柜内湿气或凝露消除，存在炸机等风险；

海上风电与陆上风电相比，海上温湿度等环境严酷、存储周期长、停机维护周期长，在这些条件下继续使用原陆上风电的干燥剂方案，无法对海上风电用电控柜的存储、运输及运调试运维过程中进行更好的环境控制，原方案存在以下问题：

1、使用范围受限、需定期更换，且使用寿命较短

因干燥剂无阻燃特性，干燥剂仅能在运输、存储阶段对柜内环境进行优化；

同时因其饱和点较低，无法满足长期使用，需定期进行更换，且无法循环使用。

2、电力系统和环境优化控制系统同时上电，存在安全隐患

因干燥剂在调试、运行及维护期间需从柜内拆除，此时柜内环境较差，如直接上电，可能会因凝露导致炸机等故障发生。

本专利旨在能够对海上风力发电用电控柜在多种工况条件下对电控柜的环境进行优化，采用自动控制系统和固态物理材料特性相结合的环境控制方式，对电控柜柜内不同温度、湿度等工况进行优化，其中包括包装、运输、存贮、运行及维护阶段，均能使电控柜的柜内环境稳定在一定范围内，保证其正常性能；同时可对柜内温湿度情况进行数据统计，便于后期大数据分析。

自动控制系统：

采用柔性加热器6作为热源，散热风扇7作为空气交换散热元件，电子式温湿度控制器作为控制元件。在长时间存储或维护后需上电运行时，通过远程控制对电控柜进行预加热，当柜内温湿度满足使用要求时，远程控制供电系统进行正常工作，通过预加热避免炸机等事故的发生。在电控系统正常运行期间，当柜内温度较低或湿度较大时，通过电子式温湿度控制器相应通道触点闭合，加热提高柜内温度及降低柜内湿度；当温度较高时，通过电子式温湿度控制器相应通道触点闭合，启动散热风扇7进行冷热空间交换，保证柜内环境正常。

因海上风电刚刚兴起，其海上环境对柜内的环境影响暂无准确评估，此系统具有温度、湿度检测系统，可实时对柜内温湿度进行数据采集，便于后期行业内大数据的统计与分析。

凝露湿度抵抗器：

采用由高吸水性聚合物组合而成的凝露湿度抵抗器，可对电控柜在存储、运输过程中进行环境优化，当柜内湿度大于70％时，其开始吸湿工作；当柜内湿度低于60％时，其开始放湿工作；其阻燃性能可在电控柜运行器件正常使用，同时根据湿度变化可自恢复，寿命长达10年。

通过两种环境优化相结合的环境控制系统，可对海上风力发电用电控柜在存储、运输、运行及维护过程进行环境优化，大大提升了产品的可靠性。

图6和7为柜内环境控制系统，其中B1为电子式温湿度控制器，E1为柔性加热器6，M1为散热风扇7。当温度低于一定5℃时，B1:1/2触点闭合，加热器6E1开始工作，当温度高于5℃时，E1:1/2触点断开，加热器6停止工作；当湿度达到80％时，B1:3/4触点闭合，加热器6开始工作，当湿度低于80％时，E1:3/4触点断开，加热器6停止工作；当柜内温度高于30℃时，B1:5/6触点闭合，散热器开始工作，当温度低于30℃时，B1:5/6触点断开，散热器停止工作。B1作为电子式温湿度控制器，可根据电控柜具体使用工况进行加热器6和风扇的启动值和停止值的更改，如散热风扇7对应的B1:5/6值设置为35℃，回差设置为28℃，此时温度达到35℃时散热风扇7开始工作，温度低于28℃时散热风扇7停止工作，使用性较强。

图6和7为控制及检测系统，U1为数据处理单元，使用CX5130作为PLC5控制器对相应温湿度数据进行处理及存储；U2为PC显示，可实时观察温湿度数值和各电控柜除湿加热状态；X1：1,2-X端子排为柜内湿度正常反馈输入，当加热器6E1正常工作时，其辅助触点E1:13/14闭合，PLC5读取其状态；X2：1,2-X端子排为远程控制开关输出点，K1...KX为中间继电器，PLC5可通过输出点给中间继电器24V线圈供电，使其对应通道闭合，电力系统进行正常上电工作；X3:1,2-X为柜内温湿度数据采集点；BT1,BT2...BTX为温湿度传感器，此方案可对多个电控柜进行控制及数据采集。

具体实施例如下：根据不同电控柜选用不同规格的凝露湿度抑制器，可在运输、存储及运行维护过程种对柜内环境进行优化，当湿度小于60％时，其可通过放湿进行自恢复。由于长时间海上存储，如在调试运行前柜内湿度大于80％或温度低于5℃，此时电子式温湿度控制器B1:1/2或3/4触点闭合，加热器6E1开始加热工作，E1:13/14辅助触点为闭合状态，当柜内湿度小于80％或温度大于5℃时，B1:3/4触点断开，E1加热器6停止工作，对应辅助触点E1:13/14断开，通过BT1检测柜内湿度低于80％同时温度高于55℃，X2:1端子输出24V电压，K1线圈得电，其辅助触点控制总进线开关闭合，电力系统正常供电运行。

在具体实施过程中，方案如下：一种海上风力发电用电控柜，包括电控柜本体1，电控柜本体1内设置有凝露湿度抵抗器，所述凝露湿度抵抗器包括设置在电控柜本体1上的凝露湿度抵抗安装板2以及凝露湿度抵抗安装罩3，凝露湿度抵抗安装罩3内设置有除湿单元，凝露湿度抵抗安装罩3与凝露湿度抵抗安装板2可拆卸连接；

凝露湿度抵抗安装罩3包括多个孔板31，多个孔板31之间形成用于放置除湿单元的放置空间，凝露湿度抵抗安装罩3靠近凝露湿度抵抗安装板2一侧设置有开口，除湿单元通过开口放入放置空间内，孔板31的材质采用耐腐蚀材质，孔板31的设置便于潮湿的水分子透过孔被除湿单元吸附。

凝露湿度抵抗安装罩3两端向外延伸形成耳板32，凝露湿度抵抗安装板2设有对应的滑槽21，凝露湿度抵抗安装罩3的耳板32通过滑槽21与凝露湿度抵抗安装板2可拆卸连接。

凝露湿度抵抗安装板2一侧设有第一限位板22，凝露湿度抵抗安装罩3一侧还设有第二限位板33，第一限位板22和第二限位板33分别设置在耳板32滑动方向的两端；

耳板32与滑槽21之间还设置有对应的定位孔4。

在使用过程中，将除湿单元通过开口放置在凝露湿度抵抗安装罩3内后，将凝露湿度抵抗安装罩3推动归位，通过在耳板32与滑槽21之间的定位孔4内设置螺栓实现二者的固定，第一限位板22和第二限位板33的作用用于避免凝露湿度抵抗安装罩3相对于凝露湿度抵抗安装板2推动推动过多或者过少，便于对准定位孔4。

所述除湿单元包括收纳袋以及填充物，填充物设置在收纳袋内，填充物由于除湿。

所述填充物包括高吸水性聚合物。

一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，包括数据处理单元、温度检测单元、湿度检测单元、加热单元、散热单元，温度检测单元、湿度检测单元用于采集电控柜本体1内的温湿度信息后发送至PLC5，PLC5根据采集的数据控制加热单元和散热单元工作；

所述数据处理单元包括PLC5，加热单元包括加热器6，散热单元包括散热风扇7。

PLC5的X1：1,2-X端子排用于接入湿度检测单元的反馈信号，当加热器6E1正常工作时，其辅助触点E1:13/14闭合，PLC5读取其状态；

X2：1,2-X端子排为远程控制开关输出点，K1...KX为中间继电器，PLC5可通过输出点给中间继电器24V线圈供电，使其对应通道闭合，电力系统进行正常上电工作；X3:1,2-X为柜内温湿度数据采集点；

BT1,BT2...BTX为温湿度传感器，

一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统的控制方法，当采集到电控柜本体1内的湿度低于设定的X％时，通过在PLC5上外置加湿器，通过加湿器工作逐渐提高湿度至设定的X％。

当柜内湿度大于Y％或温度低于A℃，此时电子式温湿度控制器B1:1/2或3/4触点闭合，加热器6E1开始加热工作，此时E1:13/14辅助触点为闭合状态。

当柜内湿度小于Y％或温度大于A℃时，B1:3/4触点断开，E1加热器6停止工作，对应辅助触点E1:13/14断开，通过BT1检测柜内湿度低于Y％同时温度高于B℃，X2:1端子输出24V电压，K1线圈得电，其辅助触点控制总进线开关闭合，电力系统正常供电运行。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海上风力发电用电控柜，其特征在于：包括电控柜本体(1)，电控柜本体(1)内设置有凝露湿度抵抗器，所述凝露湿度抵抗器包括设置在电控柜本体(1)上的凝露湿度抵抗安装板(2)以及凝露湿度抵抗安装罩(3)，凝露湿度抵抗安装罩(3)内设置有除湿单元，凝露湿度抵抗安装罩(3)与凝露湿度抵抗安装板(2)可拆卸连接；

凝露湿度抵抗安装罩(3)包括多个孔板(31)，多个孔板(31)之间形成用于放置除湿单元的放置空间，凝露湿度抵抗安装罩(3)靠近凝露湿度抵抗安装板(2)一侧设置有开口，除湿单元通过开口放入放置空间内。

2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，其特征在于：凝露湿度抵抗安装罩(3)两端向外延伸形成耳板(32)，凝露湿度抵抗安装板(2)设有对应的滑槽(21)，凝露湿度抵抗安装罩(3)的耳板(32)通过滑槽(21)与凝露湿度抵抗安装板(2)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，其特征在于：凝露湿度抵抗安装板(2)一侧设有第一限位板(22)，凝露湿度抵抗安装罩(3)一侧还设有第二限位板(33)，第一限位板(22)和第二限位板(33)分别设置在耳板(32)滑动方向的两端；

耳板(32)与滑槽(21)之间还设置有对应的定位孔(4)。

4.根据权利要求1所述的一种海上风力发电用电控柜，其特征在于：所述除湿单元包括收纳袋以及填充物，填充物设置在收纳袋内，填充物由于除湿。

5.根据权利要求4所述的一种海上风力发电用电控柜，其特征在于：所述填充物包括高吸水性聚合物。

6.一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，用于控制权利要求1-5任一所述的一种海上风力发电用电控柜的内部环境，其特征在于：包括数据处理单元、温度检测单元、湿度检测单元、加热单元、散热单元，温度检测单元、湿度检测单元用于采集电控柜本体(1)内的温湿度信息后发送至PLC(5)，PLC(5)根据采集的数据控制加热单元和散热单元工作；

所述数据处理单元包括PLC(5)，加热单元包括加热器(6)，散热单元包括散热风扇(7)。

7.根据权利要求6所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，其特征在于：PLC(5)的X1：1,2-X端子排用于接入湿度检测单元的反馈信号，当加热器(6)E1正常工作时，其辅助触点E1:13/14闭合，PLC(5)读取其状态；

X2：1,2-X端子排为远程控制开关输出点，K1...KX为中间继电器，PLC(5)可通过输出点给中间继电器24V线圈供电，使其对应通道闭合，电力系统进行正常上电工作；X3:1,2-X为柜内温湿度数据采集点；

BT1,BT2...BTX为温湿度传感器。

8.一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统的控制方法，用于控制权利要求6-7任一所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统，其特征在于：

当采集到电控柜本体(1)内的湿度低于设定的X％时，通过在PLC(5)上外置加湿器，通过加湿器工作逐渐提高湿度至设定的X％。

9.根据权利要求8所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统的控制方法，其特征在于：当柜内湿度大于Y％或温度低于A℃，此时电子式温湿度控制器B1:1/2或3/4触点闭合，加热器(6)E1开始加热工作，此时E1:13/14辅助触点为闭合状态。

10.根据权利要求8所述的一种海上风力发电用电控柜的环境控制系统的控制方法，其特征在于：当柜内湿度小于Y％或温度大于A℃时，B1:3/4触点断开，E1加热器(6)停止工作，对应辅助触点E1:13/14断开，通过BT1检测柜内湿度低于Y％同时温度高于B℃，X2:1端子输出24V电压，K1线圈得电，其辅助触点控制总进线开关闭合，电力系统正常供电运行。

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