CN208537993U - 一种新型变电站智能综合除湿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型变电站智能综合除湿系统，包括温湿度变送器阵列、执行设备、中央控制单元和设置在变电站室内的两个角落处第一除湿机和第二除湿机，温湿度变送器阵列包括设置在变电站室内的墙壁上的室内温湿度变送器、设置在变电站室外相对的墙壁上安装有室外温湿度变送器和设置在电缆沟内的电缆沟温湿度变送器；执行设备包括开设在变电站墙壁上用于实现室内外换气的换气风机和电动窗户、设置在变电站内的暖风设备、设置在高压开关柜顶部通风口的用于实现开关柜与变电站室内进行换气的柜顶风机、设置在电缆沟内的电缆沟风机以及设置在变电站内的第一除湿机和第二除湿机。本实用新型避免了变电站结露的问题，提高了对变电站内的除湿效果。

Description

一种新型变电站智能综合除湿系统

技术领域

本实用新型属于变电站除湿技术领域，具体涉及一种新型变电站智能综合除湿系统。

背景技术

变电站配电室是电力系统的重要组成环节之一，其运行状态对电力系统的可靠性有着重大的影响。目前大多数变电站配电室条件差异很大，尤其是一些变电站的320kV配电室开关柜内部凝露问题突出，原因大致如下：地下室，江河湖海临近地区，山谷等环境湿度过高；山区及高海拔地区，尤其是在高温高湿季节昼夜温差大；配电设备，尤其是320kV配电设备柜内空间相对狭小，电场强度集中，绝缘件爬电比距偏小；电缆沟内水汽串入，配电室墙体失修出现渗水等变电站管理问题。

开关柜内部凝露危害极大，致使断路器手车触头出现“铜绿”，柜体内部及绝缘件表面出现凝露水珠等，长期的潮湿和凝露导致环氧绝缘件吸潮，出现不可逆转的性能损伤并最终发展为对地放电等绝缘事故，此类事故在供电企业可以说是不胜枚举，已经成为配电设备安全运行的一大障碍。

对于上述高湿度或凝露问题，传统解决方案主要如下：

一是开关柜用传统温湿度控制器：通过提高柜内温度降低柜内相对湿度，并未降低柜内空气的含水量，一旦停止加热或环境温度下降时，潮湿空气反而会迅速凝露。

二是基于半导体冷凝技术的配电柜除湿装置：通过局部制造凝露条件使柜内潮湿空气凝结成水并直接排出柜外，逐渐减少柜内的湿度抑制凝露现象的产生。此类装置功率很小，一般只能满足1m³～3m³的密闭空间除湿的要求，但由于22kV/3m³或320kV/21m³开关柜的柜内空间较大，而且柜外湿气还会不断进入柜内，造成除湿效果大打折扣，不仅如此除湿设备本身极易“疲劳”而损坏。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种新型变电站智能综合除湿系统，通过温湿度变送器阵列采集配电室室内、电缆沟、配电室室外的温度和湿度，以此作为基础数据，设定各种控制参数，通过中央控制单元智能控制除湿机、电缆沟风机、开关柜柜顶风机、母线桥架风机、换气风机，电动窗户、暖风设备工作，达到降低配电室室内湿度，防止配电室室内开关柜设备因为局部湿度过大形成凝露，从而避免电力设备内部绝缘体绝缘强度降低造成的设备爬电、闪络和短路事故。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种新型变电站智能综合除湿系统，包括温湿度变送器阵列、执行设备和设置在变电站室内的两个角落处第一除湿机和第二除湿机，所述温湿度变送器阵列包括设置在变电站室内的四个墙壁上的室内温湿度变送器、设置在变电站室外相对的两墙壁上安装有两个室外温湿度变送器以及设置在电缆沟内的电缆沟温湿度变送器；

还包括中央控制单元，中央控制单元用于接收温湿度变送器阵列传送的温湿度数值，并通过接收到的温湿度数值计算室内平均温度和湿度、室外平均温度和湿度以及电缆沟内平均温度和湿度并进行显示；

所述执行设备包括开设在变电站墙壁上用于实现室内外换气的换气风机以及电动窗户、设置在变电站内的暖风设备、设置在高压开关柜顶部通风口的用于实现开关柜与变电站室内进行换气的柜顶风机、设置在电缆沟内的电缆沟风机以及设置在变电站内的第一除湿机和第二除湿机。

所述执行设备与中央控制单元连接，中央控制单元根据室内平均温度和湿度、室外平均温度和湿度以及电缆沟内平均温度和湿度与各自对应设定值的比较控制执行设备启动或关闭。

所述暖风设备设置在高压配电室内靠近高压开关柜的位置。

换气风机共设置有四个，设置在变电站相对的两墙壁上，且两墙壁上的换气风机采用非对称结构设计。

高压开关柜的顶部开设有通风口且在通风口内安装有用于实现开关柜与变电站室内进行换气的柜顶风机。

电缆沟内共设置有两个电缆沟风机，设置在电缆沟的两端，两个电缆沟温湿度变送器设置在靠近电缆沟风机的位置。

所述中央控制单元包括运算单元、人机界面单元、综合配电单元和通讯单元；运算单元为PLC可编程控制器，人机界面单元为触摸屏，触摸屏与运算单元采用RS232连接。

还包括安装于监控室的后台监控计算机，所述中央控制单元通过通讯电缆或者无线通讯网络与后台监视计算机连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型由中央控制单元接收温湿度变送器阵列传送的温湿度数值，并通过接收到的温湿度数值计算室内平均温度和湿度、室外平均温度和湿度以及电缆沟内平均温度和湿度，并根据上述计算结果与设定值的比较控制执行设备执行操作。当室内温湿度变送器采集到的室内平均温度低于设定值时，启动设置在变电站内的暖风设备对变电站的室内温度进行升温，有效的避免了因为变电站的室内温度过低造成结露的问题；

当室内温湿度变送器采集到的室内平均湿度高于设定值时，且室内温湿度变送器采集到的室内平均湿度高于室外温湿度变速器采集到的室外平均湿度时，启动设在变电站墙壁上的换气风机并打开设在变电站墙壁上的电动窗户进行室内外换气；当室内温湿度变送器采集到的室内平均湿度高于设定值时，且室内温湿度变送器采集到的室内平均湿度低于室外温湿度变速器采集到的室外平均湿度时，关闭换气风机和电动窗户，同时打开设置在变电站内的第一除湿机和第二除湿机进行室内空气除湿操作，通过这样的方式显著地提高了对变电站内的除湿效果。

进一步的，设置在两墙壁上的换气风机采用非对称结构设计，这种结构设计能够实现室内外空气的充分循环，当室外空气从上部的换气风机进入变电站，经过变电站循环之后通过下方的换气风机排出实现换气，能够有效的提高室内外换气的效率。

进一步的，高压开关柜的顶部还开设有通风口且在通风口内安装有用于实现开关柜与变电站室内进行换气的柜顶风机，当室内湿度的平均值达到设置值时，启动柜顶风机实现高压开关柜与变电站室之间进行换气，这样可有效避免高压开关柜内湿度太大。

进一步的，在母线桥架上的母线桥架风机，当室内湿度的平均值达到设置值时，启动母线桥架风机实现母线桥架与变电站室之间进行换气，这样可有效避免母线桥架里面的湿度太大。

进一步的，电缆沟内共设置有两个电缆沟风机，设置在电缆沟的两端，两个电缆沟温湿度变送器设置在靠近电缆沟风机的位置，当电缆沟内的湿度值高于设定值时，启动电缆沟风机进行电缆沟与变电站室内之间的换气；同时，电缆沟上设置有盖板，电缆沟上的盖板上开设有通风窗，在开有通风窗的盖板上安装有换气风扇，通过通风窗的开设可有效提升电缆沟与变电站室内之间的换气效率。

进一步的，本实用新型设置有人机界面单元，采用现有的触摸屏，在工作中可实现人机交互，人机界面单元的触摸屏上显示执行设备的状态、监测数据、历史数据、报警信息、相关曲线，可直观的反映出实际状况，以便人们快速的做出合理的操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的结构原理框图；

附图中：1、温湿度变送器阵列，2、室外温湿度变送器，3、室内温湿度变送器，4、电缆沟温湿度变送器，5、消防报警信号，6、SF21泄漏报警信号，7、烟雾探测报警信号，8、后台监视计算机，9、第一除湿机，10、第二除湿机，11、电缆沟风机，12、柜顶风机，13、母线桥架风机，14、电动窗户，15、换气风机，16、暖风设备，17、执行设备，18、中央控制单元，19、运算单元，20、人机界面单元，21、综合配电单元，22、通讯单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，变电站的俯视图为矩形结构设计，变电站室内设置有高压开关柜以及设置在高压开关柜两侧的电缆沟；本实用新型的除湿系统包括温湿度变送器阵列1、执行设备17和设置在变电站室内的两个角落处第一除湿机9和第二除湿机10，所述温湿度变送器阵列1包括设置在变电站室内的四个墙壁上的室内温湿度变送器3、设置在变电站室外相对的两墙壁上安装有两个室外温湿度变送器2以及设置在电缆沟内的电缆沟温湿度变送器4，用于分别采集变电站室内、室外以及电缆沟内的温湿度数据；执行设备17由第一除湿机9、第二除湿机10、电缆沟风机11、开关柜柜顶风机12、母线桥架风机13、电动窗户14、换气风机15和暖风设备16构成；本实用新型的除湿系统还包括中央控制单元18，中央控制单元18用于接收温湿度变送器阵列1传送的温湿度数值，并通过接收到的温湿度数值计算室内平均温度和湿度、室外平均温度和湿度以及电缆沟内平均温度和湿度，并根据上述计算结果与设定值的比较控制执行设备17执行操作，其中：

暖风设备16设置在变电站内，具体设置在高压配电室内靠近高压开关柜的位置，当四个室内温湿度变送器3采集到的室内平均温度低于设定值时，启动暖风设备16对变电站的室内温度进行升温，避免因为变电站的室内温度过低造成结露的问题；在本实用新型的优选实施例中，启动暖风设备16的设定温度为8℃，且在室内温度超过12℃时，停止暖风设备16工作。

用于连通室内和室外实现室内外换气的换气风机15以及电动窗户14开设在变电站墙壁上，当室内温湿度变送器3采集到的室内平均湿度高于设定值时，且室内温湿度变送器3采集到的室内平均湿度高于室外温湿度变速器采集到的室外平均湿度时，启动换气风机15并打开电动窗户14进行室内外换气；当室内温湿度变送器3采集到的室内平均湿度高于设定值时，且室内温湿度变送器3采集到的室内平均湿度低于室外温湿度变速器采集到的室外平均湿度时，关闭换气风机15和电动窗户14，同时打开第一除湿机9和第二除湿机10进行室内空气除湿操作。

在本实用新型的优选实施例中，换气风机15共设置有四个，设置在变电站相对的两墙壁上，且两墙壁上的换气风机15采用非对称结构设计，此结构设计能够实现室内外空气的充分循环，例如室外空气从图1中上部的换气风机15进入变电站，经过变电站循环之后通过下方的换气风机15排出实现换气，能够有效的提高室内外换气的效率。

高压开关柜的顶部开设有通风口且在通风口内安装有用于实现开关柜与变电站室内进行换气的柜顶风机12，当室内湿度的平均值达到设置值时，启动柜顶风机12实现高压开关柜与变电站室之间进行换气，还包括设置在母线桥架上的母线桥架风机13，与柜顶风机12的工作原理相同，实现母线桥架与变电站室内的换气。

电缆沟风机11设置在电缆沟内，在本实施例中，电缆沟内共设置有两个电缆沟风机11，设置在电缆沟的两端，以及两个电缆沟温湿度变送器4设置在靠近电缆沟风机11的位置，当电缆沟内的湿度值高于设定值时，启动电缆沟风机11进行电缆沟与变电站室内之间的换气，在本实用新型的优选实施例中，电缆沟上设置有盖板，本实用新型中，电缆沟上的盖板上开设有通风窗，在开有通风窗的盖板上安装有换气风扇，通过通风窗的开设实现了电缆沟与变电站室内之间换气效率的提升。

如图2所示，本实用新型的中央控制单元18包括运算单元19、人机界面单元20、综合配电单元21和通讯单元22；温湿度变送器阵列1将采集到的室外温度和湿度、室内温度和湿度以及电缆沟温度和湿度通过RS485通讯线引至中央控制单元18的运算单元19，运算单元19计算出室外温度、湿度、露点平均值，室内温度、湿度、露点平均值，电缆沟温度、湿度、露点平均值；通过人机界面20设定的判据输入到运算单元19，运算单元19输出指令给综合配电单元21、人机界面单元20、通讯单元22；需要说明的是，运算单元19为可编程控制器，具体采用的是PLC可编程控制器，运算单元19利用世界气象组织及国军标GJB1922.1推荐的算法计算出空气含水量(水气分压)及露点温度；人机界面单元，采用现有的触摸屏，触摸屏与运算单元19采用RS232连接。

综合配电单元21的相应继电器及接触器启动或者关闭，从而控制第一除湿机9、第二除湿机10、电缆沟风机11、开关柜柜顶风机12、母线桥架风机13、电动窗户14、换气风机15或暖风设备16的启动或者关闭；同时输出动作信号给运算单元19，运算单元19也输出信号给人机界面单元20，人机界面单元20显示执行设备17的状态、监测数据、历史数据、报警信息、相关曲线等。

在本实用新型的优选实施例中，温湿度变送器由数字式温湿度传感器构成，此传感器采用已有的温湿度传感器。

实际布设安装时，中央控制单元18安装于配电室内部的墙壁上，方便电缆的铺设。室外温湿度变送器2安装于配电室室外的墙体上，室内温湿度变送器3安装于配电室四周的墙壁上，距离地面高度不小于2.20米，电缆沟温湿度变送器4安装于电缆沟内壁上；第一除湿机9、第二除湿机10设置在高压配电室室内靠近墙角的位置。开关柜柜顶风机12根据开关柜数量的不同而不同，每面开关柜安装两台轴流风机。换气风机15和电动窗户14可以设置多个，安装于配电室墙体上。电缆沟风机11可以设置多个，采用引风管道将电缆沟的湿空气抽到变电站的配电室内，将配电室室内的空气通过电缆沟的进风口抽到电缆沟内部。母线桥架风机13可以设置多个，安装于母线桥架的侧壁上，中央控制单元18分别与温湿度变送器阵列1、第一除湿机9、第二除湿机10、电缆沟风机11、开关柜柜顶风机12、母线桥架风机13、电动窗户14、换气风机15、暖风设备16通过电缆连接。

后台监视计算机8作为变电站监控计算机，放置在变电站监控室内，通过后台监视计算机8可对中央控制单元18进行设置、控制、检测、显示；后台监视计算机8可以连接打印机；综合配电单元21与执行设备17通过电缆进线连接，通讯单元22通过RS485通讯线和无线通讯网络与后台监视计算机8连接，中央控制单元18与后台监视计算机8可以通过RS485接口用电缆连接，也可以通过无线通讯网络与后台监视计算机8无线连接。

中央控制单元18的控制模式有自动和手动模式。中央控制单元18工作后的默认模式是手动模式，正常运行模式是自动模式。手动模式和自动模式可以在人机界面单元20和后台监视计算机8上进行人为手动切换。

在手动模式下，人机界面单元20和后台监视计算机8三十分钟内无任何操作指令时，手动模式自动切换到自动模式；人机界面单元20和后台监视计算机8三十分钟内有操作指令时，但最后一次操作后两小时内再没有任何操作，手动模式自动切换到自动模式。

在自动模式下，中央控制单元18通过运算单元19运算的数据，根据预先设定的设定值，自动输出操作指令给综合配电单元21、通讯单元22、人机界面单元20，综合配电单元21输出电源给执行设备17。

中央控制单元18的手动模式为只有通过人机界面单元20和后台监视计算机8才能操作执行设备17的启动和停止，通过运算单元19接收到人机界面单元20和后台监视计算机8发来的操作指令，运算单元19根据指令输出信号给综合配电单元21、人机界面单元20、通讯单元22，综合配电单元21输出电源给执行设备17。

在本实用新型的某一实施例中，中央控制单元18还留有连接消防报警信号5、SF21泄漏报警信号6和烟雾探测报警信号7的端口，可通过端口连接对应设备进行消防报警、泄漏报警和烟雾报警。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想。不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是根据本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种新型变电站智能综合除湿系统，其特征在于：包括温湿度变送器阵列(1)、执行设备(17)和设置在变电站室内的两个角落处第一除湿机(9)和第二除湿机(10)，所述温湿度变送器阵列(1)包括设置在变电站室内的四个墙壁上的室内温湿度变送器(3)、设置在变电站室外相对的两墙壁上安装有两个室外温湿度变送器(2)以及设置在电缆沟内的电缆沟温湿度变送器(4)；

还包括中央控制单元(18)，中央控制单元(18)用于接收温湿度变送器阵列(1)传送的温湿度数值，并通过接收到的温湿度数值计算室内平均温度和湿度、室外平均温度和湿度以及电缆沟内平均温度和湿度并进行显示；

所述执行设备(17)包括开设在变电站墙壁上用于实现室内外换气的换气风机(15)以及电动窗户(14)、设置在变电站内的暖风设备(16)、设置在高压开关柜顶部通风口的用于实现开关柜与变电站室内进行换气的柜顶风机(12)、设置在电缆沟内的电缆沟风机(11)以及设置在变电站内的第一除湿机(9)和第二除湿机(10)。

2.根据权利要求1所述的一种新型变电站智能综合除湿系统，其特征在于：所述执行设备(17)与中央控制单元(18)连接，中央控制单元(18)根据室内平均温度和湿度、室外平均温度和湿度以及电缆沟内平均温度和湿度与各自对应设定值的比较控制执行设备(17)启动或关闭。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型变电站智能综合除湿系统，其特征在于：所述暖风设备(16)设置在高压配电室内靠近高压开关柜的位置。

4.根据权利要求1或2所述的一种新型变电站智能综合除湿系统，其特征在于：换气风机(15)共设置有四个，设置在变电站相对的两墙壁上，且两墙壁上的换气风机(15)采用非对称结构设计。

5.根据权利要求1或2所述的一种新型变电站智能综合除湿系统，其特征在于：高压开关柜的顶部开设有通风口且在通风口内安装有用于实现开关柜与变电站室内进行换气的柜顶风机(12)。

6.根据权利要求1或2所述的一种新型变电站智能综合除湿系统，其特征在于：电缆沟内共设置有两个电缆沟风机(11)，设置在电缆沟的两端，两个电缆沟温湿度变送器(4)设置在靠近电缆沟风机(11)的位置。

7.根据权利要求1或2所述的一种新型变电站智能综合除湿系统，其特征在于：所述中央控制单元(18)包括运算单元(19)、人机界面单元(20)、综合配电单元(21)和通讯单元(22)；运算单元(19)为PLC可编程控制器，人机界面单元(20)为触摸屏，触摸屏与运算单元(19)采用RS232连接。

8.根据权利要求7所述的一种新型变电站智能综合除湿系统，其特征在于：还包括安装于监控室的后台监控计算机(8)，所述中央控制单元(18)通过通讯电缆或者无线通讯网络与后台监视计算机(8)连接。