CN214673565U - 一种可自动控制散热风机启停的开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可自动控制散热风机启停的开关柜，包括微处理单元MCU和风机单元，所述微处理单元MCU内含依次连接的电流采样模块、电流比较模块和风机控制模块，所述电流采样模块采样开关柜的CT二次电流值并输出至所述电流比较模块，电流比较模块的输出值输出至所述风机控制模块，微处理单元MCU的电压输入端接风机单元的电源，微处理单元MCU的电压输出端接风机单元；本实用新型能够可以有效解决开关柜散热风机的自动控制，以有效解决散热问题，使导体温升可以在一个较为合理的范围内。

Description

一种可自动控制散热风机启停的开关柜

技术领域

本实用新型涉及一种开关柜，尤其是涉及一种可自动控制散热风机启停的开关柜。

背景技术

随着国家经济的发展，电力已经成为发展赖以生存的能源之一，尤其在一线城市，电力需求非常大，而高压开关柜作为电力系统配电环节的重要组成部分，发挥着非常重要的作用。电能输出容量跟电压和电流成正比关系，当电压恒定时，电流越大，可以使电能容量增加，然而随着电流的增大，导体产生的热量也会增大，当高压开关柜散热能力小于导体产生的热量时，将严重制约开关柜的电流提升，最终使电能输出容量降低，这就意味着，需要建立更多的变电站才能满足既定容量的需求。

目前，对于10kV开关柜，特别是铠装移开式开关柜的行业状况和当前产品设计水平，在大电流(一般指额定电流3150A及以上)开关柜自然冷却的条件下，当运行电流达到额定电流80％时，导体(特别是动静触头)的温升基本已超过国家标准GB/T 11022-2011要求65K限值，如果强行持续运行，导体表面过热后，将又引起导体接触电阻增加，导致导体发热量进一步加大，导体表面温度将持续上升，势必导致导体支撑绝缘件加速老化，最终因绝缘失效引发相间或相对地短路事故。

目前行业内，对于额定电流3150A及以上的开关柜导体散热的方法多以增加散热风机为主。经过验证，增加散热风机可以大大降低导体温升，但风机的启动方式非常关键，如果风机在任何情况下长期运行，将影响风机的使用寿命，起不到真正的散热效果。目前对于风机的启动方式多为温度启动，即通过在柜内装设的温度传感器检测开关柜内部的温度，并设置一定的温度启动值，当检测的温度大于设定的温度，则自动启动风机。但此种方式存在很大的弊端，虽然导体的发热会带动开关柜内环境温度升高，但两者之间较难获得一个恒定的关系式，另外对于温度传感器安装的位置也对于温度检测造成较大差异，故此方法难以满足风机启动要求。随着社会经济的发展，用电负荷的不断提高，需要找到另一种方案已迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种可自动控制散热风机启停的开关柜，其可以有效解决开关柜散热风机的自动控制，以有效解决散热问题，使导体温升可以在一个较为合理的范围内。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下。

一种可自动控制散热风机启停的开关柜，其特征在于，包括微处理单元MCU和风机单元，所述微处理单元MCU内含依次连接的电流采样模块、电流比较模块和风机控制模块，所述电流采样模块采样开关柜的CT二次电流值并输出至所述电流比较模块，电流比较模块的输出值输出至所述风机控制模块，微处理单元MCU的电压输入端接风机单元的电源，微处理单元MCU的电压输出端接风机单元；

当所述电流采样模块检测到CT二次电流达到整定值时，启动风机单元；当风机单元启动时间达到6～9秒后，根据风机单元的运行电流判断风机单元的运行情况，出现故障则输出风机故障信号，反之则输出风机正常信号；当风机单元启动后检测CT二次电流低于整定电流时，维持风机单元运行10分钟；所述CT二次电流整定值指通过温升试验得到的开关柜在自冷状态下能承载CT二次电流的极限值；

所述微处理单元MCU的电压输入端经过一手动转换开关方接入风机单元的电源，所述手动转换开关的输入端接风机单元的电源，手动转换开关的第一输出端接微处理单元MCU，手动转换开关的第二输出端接风机单元；所述微处理单元MCU另接电源供电；

当转换开关转换至电流采样模块与微处理单元MCU导通时，微处理单元MCU控制风机单元启动或停止，即处于自动模式；

当转换开关转换至风机电源与风机单元直接导通时，直接控制风机单元强制启动，即处于手动模式。

在上述技术方案的基础上，本实用新型可以做如下改进：

本实用新型所述转换开关设在开关柜的仪表室柜门的外侧。

本实用新型所述还包括故障报警单元，其与所述微处理单元MCU的控制输出端电连接。

本实用新型所述所述风机单元包括两组风机，一组风机设在开关柜的前柜体下部内，另一组风机设在开关柜的后侧上部，每组风机包括至少两台轴流风机。

与现有技术相比，本实用新型技术具有以下优点：

(1)本实用新型的可自动控制散热风机启停的开关柜设有微处理单元MCU和风机单元，微处理单元MCU内含依次连接的电流采样模块、电流比较模块以及风机控制模块，微处理单元MCU接收二次电流值，对二次电流值进行处理后发出信号控制风机单元启动或停止，从而使开关柜及时降温，保持开关柜内的温度处于安全范围内，而且能够提高风机单元的使用寿命；

(2)本实用新型的可自动控制散热风机启停的开关柜设有转换开关，当自动模式出现故障或开关柜温度严重超标时，可通过转换开关转换为手动模式，直接控制风机单元强制启动，从而提高开关柜的安全性；

(3)本实用新型的可自动控制散热风机启停的开关柜还设有故障指示灯单元和报警单元，风机出现故障时，通过微处理单元MCU发出相应的故障信号驱动故障指示灯单元和报警单元，提醒维护人员及时更换风机。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明

图1为本实用新型实施例去掉侧板后的侧视结构示意图；

图2为本实用新型实施例的前视图；

图3为本实用新型实施例的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的电路图。

附图上的标记：1-微处理单元MCU(MCD80)、2-电流采样模块、3-风机单元、31-第一风机组、32-第二风机组、4-仪表室、5-转换开关、6-仪表室柜门、7-故障报警单元。

具体实施方式

参见图1至图4，本实施例的一种可自动控制散热风机启停的开关柜，包括微处理单元MCU1和风机单元3，微处理单元MCU1设在开关柜的仪表室4内，微处理单元MCU1内含依次连接的电流采样模块、电流比较模块以及风机控制模块，电流采样模块采样开关柜的CT二次电流值并输出至电流比较模块、电流比较模块的输出至风机控制模块；其中，微处理单元MCU1是另接电源供电，电流采样模块2是通过互感采样开关柜的CT二次电流值的；

当电流采样模块2检测到CT二次电流达到整定值时，风机控制模块接通风机单元的电源以启动风机单元3；当风机单元3启动时间达到6～9秒后，根据风机单元3的运行电流判断风机单元3的运行情况，出现故障则输出风机故障信号，反之则输出风机正常信号；当风机单元3启动后检测CT二次电流低于整定电流时，维持风机单元3运行10分钟，从而使CT二次电流在整定值上下浮动时保护风机不用频繁关停启动；上述CT二次电流整定值指开关柜在自冷状态下能承载CT二次电流的极限值，通过温升试验得到；上述根据风机单元的运行电流判断风机的运行情况指当电流先变大之后没电流(堵转)或直接为无电流(断流无风)。

本实施例还包括一用于切换手动或自动模式的转换开关5，转换开关5设在开关柜的仪表室柜门6的外侧，手动转换开关的输入端接风机电源、输出端同时一接微处理单元MCU1二直接接风机单元。

具体来说，本实施例中的转换开关5的输入端设有a、b、c、d接入点，转换开关5的输出端设有e、f、g、h接出点，f接出点与微处理单元MCU1的输入端接口25电连接，g接出点与微处理单元MCU1的输入端接口29电连接；风机单元3包括第一风机组31和第二风机组32，第一风机组31设在开关柜的前柜体下部内，且与微处理单元MCU1的输出端接口26以及e接出点电连接电连接；第二风机组32设在开关柜的后侧上部，且与微处理单元MCU1的输出端接口30以及h接出点电连接。

本实施例的每组风机包括两台轴流风机，根据实际散热需要，还可以相应增加风机的数量；

当转换开关5转动至b和f以及c和g连通时，即电源接入微处理单元MCU1时，微处理单元MCU1控制风机单元3启动或停止，开关柜处于自动模式；

当转换开关5转动至a和e以及d和h连通时，即电源直接与风机单元3导通时，直接控制风机单元3强制启动，开关柜处于手动模式；

原理：根据导体发热公式Q＝I²Rt，导体电流与发热量成正比关系，电流越大，导体散发的热量越大；通过温升试验，可以获得开关柜在自冷状态下能承载电流的极限值，以此电流极限值作为智能风机控制器的电流整定值，可以有效利用风机进行散热；

因此，当自动模式出现故障或开关柜温度严重超标时，可通过转换开关5转换为手动模式，直接控制风机单元3强制启动，从而提高开关柜的安全性。

本实施例中的开关柜还包括故障报警单元7，故障报警单元7与微处理单元MCU1的控制模块连接，风机出现故障时，微处理单元MCU1发出故障信号，使与故障风机对应的故障报警单元7启动，通过声光提醒维护人员及时更换风机。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可自动控制散热风机启停的开关柜，其特征在于，包括微处理单元MCU和风机单元，所述微处理单元MCU内含依次连接的电流采样模块、电流比较模块和风机控制模块，所述电流采样模块采样开关柜的CT二次电流值并输出至所述电流比较模块，电流比较模块的输出值输出至所述风机控制模块，微处理单元MCU的电压输入端接风机单元的电源，微处理单元MCU的电压输出端接风机单元；

当所述电流采样模块检测到CT二次电流达到整定值时，启动风机单元；当风机单元启动时间达到6～9秒后，根据风机单元的运行电流判断风机单元的运行情况，出现故障则输出风机故障信号，反之则输出风机正常信号；当风机单元启动后检测CT二次电流低于整定电流时，维持风机单元运行10分钟；所述CT二次电流整定值指通过温升试验得到的开关柜在自冷状态下能承载CT二次电流的极限值；

所述微处理单元MCU的电压输入端经过一手动转换开关方接入风机单元的电源，所述手动转换开关的输入端接风机单元的电源，手动转换开关的第一输出端接微处理单元MCU，手动转换开关的第二输出端接风机单元；所述微处理单元MCU另接电源供电；

当转换开关转换至电流采样模块与微处理单元MCU导通时，微处理单元MCU控制风机单元启动或停止，即处于自动模式；

当转换开关转换至风机电源与风机单元直接导通时，直接控制风机单元强制启动，即处于手动模式。

2.根据权利要求1所述的可自动控制散热风机启停的开关柜，其特征在于，所述转换开关设在开关柜的仪表室柜门的外侧。

3.根据权利要求1所述的可自动控制散热风机启停的开关柜，其特征在于，还包括故障报警单元，其与所述微处理单元MCU的控制输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的可自动控制散热风机启停的开关柜，其特征在于，所述风机单元包括两组风机，一组风机设在开关柜的前柜体下部内，另一组风机设在开关柜的后侧上部，每组风机包括至少两台轴流风机。

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