CN116031780A - 一种智能箱式变电站及箱式变电站内部空气调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能箱式变电站及箱式变电站内部空气调节方法，涉及箱式变电站领域，采用的方案是：制冷设备包括压缩机、主蒸发器、至少两个副蒸发器，沿制冷剂流动方向，主蒸发器的出口分别与副蒸发器连通，多个副蒸发器串联连通，末尾副蒸发器与压缩机进口连通，主蒸发器和副蒸发器均设置在变电站本体不同的箱壁，除去起始副蒸发器，其他副蒸发器与主蒸发器连通处均设置有阀门组件，主蒸发器和副蒸发器均设置在变电站本体不同的箱壁，除湿设备、湿度传感器、压缩机、红外热像仪和阀门组件均与控制器电连接。本发明能够根据变电站内各处温度的不同有针对性的进行降温，提高了降温效果和降温效率，保证了箱式变电站的正常使用。

Description

一种智能箱式变电站及箱式变电站内部空气调节方法

技术领域

本发明涉及箱式变电站领域，尤其涉及一种智能箱式变电站及箱式变电站内部空气调节方法。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所，变电站包括箱式变电站，箱式变电站又叫预装式变电所或预装式变电站，是一种高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备，即将变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，于箱式站将配电装置的大部分布置于封闭的箱体内，通过优化设计、合理组合，各部分之间的绝缘距离大大减少，具有缩小占地面积和空间的有益效果；箱式变电站中的电力设备在运行时需要对其进行通风降温，从而防止电力设备过热造成运行故障或者安全事故；现有技术采用在变电站内安装制冷设备的方式进行降温，但降温效果不理想，并且降温效率较低，影响箱式变电站的正常使用。

因此，针对上述现有技术存在的现状，研发一种智能箱式变电站及箱式变电站内部空气调节方法是急需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种智能箱式变电站及箱式变电站内部空气调节方法，能够根据变电站内各处温度的不同有针对性的进行降温，提高了降温效果和降温效率，保证了箱式变电站的正常使用。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种智能箱式变电站，包括调节系统和变电站本体，所述调节系统包括控制器、制冷设备、除湿设备、湿度传感器和红外热像仪，所述制冷设备包括压缩机、主蒸发器和至少两个副蒸发器，沿制冷剂流动方向，所述主蒸发器的出口分别与所述副蒸发器连通，多个所述副蒸发器串联连通，末尾所述副蒸发器与所述压缩机进口连通，所述主蒸发器和所述副蒸发器均设置在所述变电站本体不同的箱壁上，除去起始所述副蒸发器，其他所述副蒸发器与所述主蒸发器连通处均设置有阀门组件，所述主蒸发器和所述副蒸发器均设置在所述变电站本体不同的箱壁，所述除湿设备、所述湿度传感器、所述压缩机、所述红外热像仪和所述阀门组件均与所述控制器电连接，所述红外热像仪能够将所述变电站本体内温度情况转换为红外热图传递给所述控制器，所述湿度传感器能够检测所述变电站本体内的湿度并传输给所述控制器。根据控制器对高温区域的精准判断，通过副蒸发器独立与主蒸发器连接的模式，有针对性的对高温区进行降温散热，快速降低高温区的温度，提高降温效果和效率，当不存在高温区时通过多个副蒸发器串联模式进行正常散热，保证整个变电站内的电气设备正常工作。

进一步的，所述副蒸发器外部设置有壳体，所述壳体上设置有电风扇，所述电风扇与所述控制器电连接，所述壳体上与所述电风扇相对的一端设置有安装板，所述安装板用于与所述变电站本体箱壁连接。能够进一步提高热交换效率，加快散热降温效率。

进一步的，所述制冷设备还包括冷凝器和膨胀阀，按照制冷剂的流动方向，所述膨胀阀、所述主蒸发器、所述副蒸发器、所述压缩机和所述冷凝器依次连通，且所述冷凝器的出口与所述膨胀阀入口连通，所述压缩机与所述控制器电连接，所述冷凝器、所述膨胀阀和所述压缩机均设置在所述变电站本体外部。能够减少对变电站内部空间的占用。

进一步的，所述副蒸发器至少有四个。能够实现精细化散热降温控制，进一步提高降温效率和降温效果。

进一步的，所述调节系统还包括循环风机，所述循环风机设置在所述变电站本体顶部，所述循环风机与所述控制器电连接，所述控制器包括计时模块。循环风机能够与制冷设备交替工作，有利于节能和通风。

进一步的，所述变电站本体箱体上设置有出风口，所述出风口处设置有防尘网。防止尘土进入变电站内部，对电气设备造成影响。

进一步的，还包括烟雾报警器，所述烟雾报警器包括电连接的烟雾传感器和报警器，所述烟雾传感器位于所述变电站本体内部，所述报警器位于所述变电站本体外部，所述的烟雾传感器还与所述控制器电连接。能够及时在电气设备产生烟雾后通知现场巡检人员。

进一步的，所述控制器包括通讯模块，所述通讯模块能够将红外热像图和执行动作的所述阀门组件信息传递给控制后台，所述通讯模块能够向所述控制器传输控制后台发出的操作指令。能够便于后台人员进行检查和控制控制器的工作，并及时发现烟雾情况，避免造成事故。

进一步的，所述阀门组件包括阀门执行器和控制阀，所述阀门执行器与所述控制器电连接。便于实现电气控制。

本发明还提供了一种箱式变电站内部空气调节方法，采用上述的智能箱式变电站，包括以下步骤：

S01：将变电站内电气设备、所述主蒸发器和所述副蒸发器的位置信息、设定时长、设定功率、设定转速、设定温度和设定湿度存储入控制器；

S02：所述压缩机以设定功率工作，所述电风扇以设定转速工作；

S03：当所述控制器判断存在高温区域后，与高温区域邻近的所述副蒸发器对应的所述阀门组件打开，对应的所述电风扇转速提升，所述压缩机的工作功率提升，当所述控制器判断湿度高于设定湿度后，所述除湿设备工作；

S04：当所述控制器判断不存在高温区域后，所述阀门组件关闭，所述压缩机以设定功率工作，所述电风扇以设定转速工作，当所述控制器判断湿度低于设定湿度后，所述除湿设备停止工作；

S05：循环S02至S04；

S06：当所述控制器判断超过设定时长不存在高温区域后，所述循环风机工作，所述压缩机停止工作；

S07：循环S03至S06。能够通过副蒸发器两种连通模式的切换实现正常散热和快速散热的切换，提高降温效率和降温效果，同时通过制冷设备和循环风机交替工作，能够实现节能。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本方案提供了一种智能箱式变电站及箱式变电站内部空气调节方法，通过副蒸发器独立与主蒸发器连接的模式，有针对性的对高温区进行降温散热，快速降低高温区的温度，提高降温效果和效率，当不存在高温区时通过多个副蒸发器串联模式进行正常散热，保证整个变电站内的电气设备正常工作；通过电风扇进一步提高热交换效率，加快散热降温效率；循环风机能够与制冷设备交替工作，有利于节能和通风；通过烟雾报警器能够及时发现变电站内烟雾避免造成事故；通过通讯模块能够便于后台人员进行检查和控制控制器的工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中智能箱式变电站的结构示意图。

图2为本发明具体实施方式中的制冷设备的概略结构框图。

图3为本发明具体实施方式中副蒸发器的结构示意图。

图中，1、主蒸发器，2、阀门组件，3、副蒸发器，4、压缩机，5、冷凝器，6、膨胀阀，7、电风扇，8、控制器，9、报警器，10、循环风机，11、红外热像仪，12、变电站本体。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

如图1至图2所示，本具体实施方式提供了一种智能箱式变电站，包括调节系统、烟雾报警器和变电站本体12；调节系统包括控制器8、循环风机10、制冷设备、除湿设备、湿度传感器和红外热像仪11；除湿设备、湿度传感器、压缩机4、红外热像仪11和阀门组件2均与控制器8电连接，红外热像仪11能够将变电站本体12内温度情况转换为红外热图传递给控制器8，湿度传感器能够检测变电站本体12内的湿度并传输给控制器8，红外热像仪11的设备位置根据不同的电气设备布置有所不同，安装位置的选择尽量能够使其监控到变电站主要位置；制冷设备包括压缩机4、主蒸发器1、至少两个副蒸发器3、冷凝器5和膨胀阀6，按照制冷剂的流动方向，主蒸发器1的出口分别与副蒸发器3连通，除了起始处副蒸发器3，主蒸发器1与其他所有副蒸发器3的连通处均设置有阀门组件2，与主蒸发器1连接的阀门组件2常闭状态，多个副蒸发器3串联连通，末尾副蒸发器3与压缩机4进口连通，压缩机4与冷凝器5连通，冷凝器5的出口与膨胀阀6入口连通，膨胀阀6出口与主蒸发器1的进口连通，压缩机4与控制器8电连接，冷凝器5、膨胀阀6和压缩机4均设置在变电站本体12外部，主蒸发器1和副蒸发器3均设置在变电站本体12不同的箱壁，副蒸发器3至少有四个，能够使不同的电气设备均对应有副蒸发器3，能够增加对散热降温控制的精细程度，在本具体实施方式中设置有6个；调节系统还包括循环风机10，循环风机10设置在变电站本体12顶部，循环风机10与控制器8电连接，控制器8包括计时模块；变电站本体12箱体上设置有出风口，出风口处设置有防尘网，避免室外的灰尘进入变电站内部影响电气设备工作；烟雾报警器包括电连接的烟雾传感器和报警器9，烟雾传感器位于变电站本体12内部，报警器9位于变电站本体12外部，烟雾传感器还与控制器8电连接；控制器8包括通讯模块和计时模块，通讯模块能够将红外热像图、执行动作的阀门组件2信息和烟雾信息传递给控制后台，通讯模块能够向控制器8传输控制后台发出的操作指令，使控制器8按照后台人员的指令控制各部件工作，计时模块用于记录没有高温区产生的时长，以便控制循环风机10与制冷设备交替工作，便于节能；阀门组件2包括阀门执行器和控制阀，阀门执行器与控制器8电连接。

如图3所示，为了进一步提高热交换速度，进一步提高降温速度，副蒸发器3外部设置有壳体，壳体的上下左右端面为板件，其他表面为网格状结构，壳体上设置有电风扇7，电风扇7与副蒸发器3的大面相对，电风扇7与控制器8电连接，壳体上与电风扇7相对的一端设置有安装板，安装板通过螺栓与变电站本体12箱壁连接。

本具体实施方式中的制冷设备其他未提及的部件、压缩机4、膨胀阀6、冷凝器5、循环风机10、烟雾报警器等均为现有技术，其详细结构不再赘述，副蒸发器3其他结构与主蒸发器1结构相同，均与现有的盘管式蒸发器结构相同，通讯模块可采用4G或5G通讯模块，红外热像图信息包括温度数值信息，控制器通过将温度信息与设定温度进行对比判断是否为需要降温的高温区域。

在本具体实施方式中，每个变电站本体12的箱体的两个内壁上均设置有两个副蒸发器3，顶部设置有两个副蒸发器3，主蒸发器1就近设置在箱体内壁上，具体副蒸发器3的布置、数量和大小情况根据电气设备的布置进行选择。

本具体实施方式还提供了一种箱式变电站内部空气调节方法，采用上述的智能箱式变电站，具体包括以下步骤：

S01：将变电站内电气设备、主蒸发器和副蒸发器的位置信息、设定时长、设定功率、设定转速、设定温度和设定湿度存储入控制器；

S02：压缩机以设定功率工作，电风扇以设定转速工作；

S03：当控制器判断存在高温区域后，与高温区域邻近的副蒸发器对应的阀门组件打开，对应的电风扇转速提升，压缩机的工作功率提升，当控制器判断湿度高于设定湿度后，除湿设备工作；

S04：当控制器判断不存在高温区域后，阀门组件关闭，压缩机以设定功率工作，电风扇以设定转速工作，当控制器判断湿度低于设定湿度后，除湿设备停止工作；

S05：循环S02至S04；

S06：当控制器判断超过设定时长不存在高温区域后，循环风机工作，压缩机停止工作；

S07：循环S03至S06。

在S01中，控制器8通过红外热像图确定高温区域并识别该处的电气设备，通过电气设备与副蒸发器3的对应位置关系，判定哪个蒸发器应当增加热交换速度。

在S03中，压缩机功率提升20%~50%，可根据设定的副蒸发器数量选择，数量越多，需要提升的功率越多，电风扇的功率提升30%~70%。

设定时长可以根据自然环境和用电量情况进行确定，环境温度越高，用电量越高，则电气设备出现高温工作的概率越高，通过增大设定时长，延长制冷设备工作的时间，保证散热降温效果；如果在设定的时长内没有出现高温区域，则说明自然环境温度较低和用电量不大，仅使用循环风机进行降温即能满足散热需要，有利于节能。

从以上具体实施方式中可以看出本发明具有以下有益效果：

1、通过每个副蒸发器3独立与主蒸发器1连接的模式，有针对性的对高温区进行降温散热，快速降低高温区的温度，提高降温效果和效率，当不存在高温区时通过多个副蒸发器3串联模式进行正常散热，保证整个变电站内的电气设备正常工作；

2、通过电风扇7进一步提高热交换效率，加快散热降温效率；

3、循环风机10能够与制冷设备交替工作，有利于节能和通风；

4、通过烟雾报警器能够及时发现变电站内烟雾避免造成事故；

5、通过通讯模块能够便于后台人员进行检查和控制控制器的工作。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种智能箱式变电站，其特征在于，包括调节系统和变电站本体（12），所述调节系统包括控制器（8）、制冷设备、除湿设备、湿度传感器和红外热像仪（11），所述制冷设备包括压缩机（4）、主蒸发器（1）和至少两个副蒸发器（3），沿制冷剂流动方向，所述主蒸发器（1）的出口分别与所述副蒸发器（3）连通，多个所述副蒸发器（3）串联连通，末尾所述副蒸发器（3）与所述压缩机（4）进口连通，所述主蒸发器（1）和所述副蒸发器（3）均设置在所述变电站本体（12）不同的箱壁上，除去起始所述副蒸发器（3），其他所述副蒸发器（3）与所述主蒸发器（1）连通处均设置有阀门组件（2），所述除湿设备、所述湿度传感器、所述压缩机（4）、所述红外热像仪（11）和所述阀门组件（2）均与所述控制器（8）电连接，所述红外热像仪（11）能够将所述变电站本体（12）内温度情况转换为红外热图传递给所述控制器（8），所述湿度传感器能够检测所述变电站本体（12）内的湿度并传输给所述控制器（8）。

2.如权利要求1所述的智能箱式变电站，其特征在于，所述副蒸发器（3）外部设置有壳体，所述壳体上设置有电风扇（7），所述电风扇（7）与所述控制器（8）电连接，所述壳体上与所述电风扇（7）相对的一端设置有安装板，所述安装板用于与所述变电站本体（12）箱壁连接。

3.如权利要求2所述的智能箱式变电站，其特征在于，所述制冷设备还包括冷凝器（5）和膨胀阀（6），按照制冷剂的流动方向，所述膨胀阀（6）、所述主蒸发器（1）、多个所述副蒸发器（3）、所述压缩机（4）和所述冷凝器（5）依次连通，且所述冷凝器（5）的出口与所述膨胀阀（6）入口连通，所述压缩机（4）与所述控制器（8）电连接，所述冷凝器（5）、所述膨胀阀（6）和所述压缩机（4）均设置在所述变电站本体（12）外部。

4.如权利要求2所述的智能箱式变电站，其特征在于，所述副蒸发器（3）至少有四个。

5.如权利要求4所述的智能箱式变电站，其特征在于，所述调节系统还包括循环风机（10），所述循环风机（10）设置在所述变电站本体（12）顶部，所述循环风机（10）与所述控制器（8）电连接，所述控制器（8）包括计时模块。

6.如权利要求5所述的智能箱式变电站，其特征在于，所述变电站本体（12）箱体上设置有出风口，所述出风口处设置有防尘网。

7.如权利要求6所述的智能箱式变电站，其特征在于，还包括烟雾报警器，所述烟雾报警器包括电连接的烟雾传感器和报警器（9），所述烟雾传感器位于所述变电站本体（12）内部，所述报警器（9）位于所述变电站本体（12）外部，所述烟雾传感器还与所述控制器（8）电连接。

8.如权利要求7所述的智能箱式变电站，其特征在于，所述控制器（8）包括通讯模块，所述通讯模块能够将红外热像图、执行动作的所述阀门组件（2）信息和烟雾信息传递给控制后台，所述通讯模块能够向所述控制器（8）传输控制后台发出的操作指令。

9.如权利要求1所述的智能箱式变电站，其特征在于，所述阀门组件（2）包括阀门执行器和控制阀，所述阀门执行器与所述控制器（8）电连接。

10.一种箱式变电站内部空气调节方法，其特征在于，采用如权利要求8所述的智能箱式变电站，包括以下步骤：

S01：将变电站内电气设备、所述主蒸发器和所述副蒸发器的位置信息、设定时长、设定功率、设定转速、设定温度和设定湿度存储入控制器；

S02：所述压缩机以设定功率工作，所述电风扇以设定转速工作；

S03：当所述控制器判断存在高温区域后，与高温区域邻近的所述副蒸发器对应的所述阀门组件打开，对应的所述电风扇转速提升，所述压缩机的工作功率提升，当所述控制器判断湿度高于设定湿度后，所述除湿设备工作；

S04：当所述控制器判断不存在高温区域后，所述阀门组件关闭，所述压缩机以设定功率工作，所述电风扇以设定转速工作，当所述控制器判断湿度低于设定湿度后，所述除湿设备停止工作；

S05：循环S02至S04；

S06：当所述控制器判断超过设定时长不存在高温区域后，所述循环风机工作，所述压缩机停止工作；

S07：循环S03至S06。

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