一种室内站防潮防凝露控制系统的制作方法

本发明涉及一种室内站防潮防凝露控制系统。

背景技术：

清洁而干燥的良好运行环境是保证电气设备长期安全、稳定、可靠运行的基本保障条件，同时也是确保电力系统长期安全运行的重要环节。

目前，变电站、开闭所等设计多采用室内站设计，为保证可靠性和安全性，电源进出线间隔及主变间隔引线基本都采用封闭母线桥架形式连接，电缆地沟进出线敷设，相对封闭空气流通不畅，且由于封堵不严密及地下返潮等原因容易进湿气，一般地沟相对湿度值在70％-95％之间，地沟产生的湿气向上蒸发，通过开关柜底的缝隙进入开关柜。

变电站的室内的母线桥架与室外相通，产生烟囱效应，使暖湿空气汇集于母线桥架内，湿度一般会达到50％-70％，遇到反潮天气湿度更高，当环境湿度高且温差较大时，空气中的水份易于在柜内凝结成露水，导致母线桥架顶部凝露现象较为严重，长期如此，带电体的绝缘强度降低，易引发局部放电现象，对电气设备运行存在安全隐患。

在雨季及环境湿度高时，电气柜内潮湿现象更为严重，有时湿度甚至达到90％以上，长时间在潮湿的环境下运行，会降低元器件的性能以及寿命，使高压设备绝缘水平严重下降，进而导致事故发生。

电力系统中大量存在的电气控制柜由于内部元器件众多且空间紧凑，当环境温度高且温差较大时，空气中的水份易于在控制柜内凝结成露水，长时间会导致柜内设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、材料霉变以及钢结构件腐蚀等问题，从而引发安全事故。

为保证电气设备的长期安全运行，电力系统对柜内防潮、防凝露提出了很高的要求。随着智能变电站的推行，站内实现一次设备智能化、二次设备网络化以及设备检修状态化，建立数字化无人值班支持平台，通过远端后台监测就可以得知现场设备运行的一切状态。

智能变电站设备自身的运行都可以通过后台进行操作处理，但是因潮湿凝露问题带给设备的故障和环境问题是无法通过后台处理的，只能操作人员现场进行处理，这就造成现场工作人员大量的工作任务，且不能在故障发生之前去排除。

目前，国内外进行的研究主要是针对单方面进行对应控制，温湿度参数的控制主要是针对于单个设备进行参数的独立控制，如在电缆半层加装通风系统、在室内安装工业除湿机、在开关柜中装设加热器等方法进行除湿、温湿度控制，但单一的除湿方法对电气设备运行环境的改善效果并不明显。

目前常用的除湿方法是加热型除湿器和风机型除湿方法。加热型除湿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，一旦环境温度变化时，潮湿空气会迅速凝露。风机型除湿器通过空气的对流与外界干燥的空气进行交换达到降低室内湿度，当环境湿度较大时不能解决凝露问题，并易造成尘土、污秽进入柜体。

由于环境的温湿度两个因数互相耦合，互相影响，尤其是湿度参数是一个随温度时变的参数，需要实时控制温湿度参数，才能保障设备的健康运行。基于此，本次项目对变电站、开闭所电力设备运行环境进行技术研究，探索开闭所运维巡视工作的新思路。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种室内站防潮防凝露控制系统，通过对温湿度进行综合控制，达到除湿和防凝露的目的。

为此，本发明提供了一种室内站防潮防凝露控制系统，所述室内站设置有排风机、地风机、排水泵、除湿机和空调，所述控制系统包括：采集系统，包括室内温湿度传感器、室外温湿度传感器、在室内站电缆沟中设置的水浸开关、以及门禁开关；人机交互界面，用于供用户选择室内温湿度控制模式，可选的室内温湿度控制模式包括手动控制模式和自动控制模式，其中，在手动控制模式下提供配置界面，由手工配置室内温湿度范围，在自动控制模式下根据当前季节的温湿度平均值自动配置室内温湿度范围；以及控制器，用于根据用户选定的温湿度控制模式来控制室内站的温湿度，并且在控制过程中，根据采集系统采集的室外温湿度、室内温湿度、当地的空气露点表判断室内温度处于露点温度或具有接近露点温度的趋势时，启动除湿机除湿、空调根据季节自动加热或制冷，以打破露点温度或接近露点温度的趋势。

根据本发明的防凝露防潮控制系统，充分结合当前的节气，环境及气象等信息，设计一种的防凝露的控制策略，根据现有执行器，如空调、除湿机等，有效的控制其执行参数的协调与切换，达到一种既能有效控制凝露，又能最大程度节能，确保电力设备安全、正常的长期运行，减少人工，物力的维护成本的目的。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

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

图1示出了实施本发明的室内站防潮防凝露控制系统的结构框图；

图2示出了一试验开闭所内未实施本发明的控制方法之前的局部放电的检测数据；

图3示出了选定的试验开闭所内实施本发明的控制方法之后的第10天的局部放电的检测数据；

图4示出了选定的试验开闭所内实施本发明的控制方法之后的第84天的局部放电的检测表；

图5示出了选定的试验开闭所内未实施本发明的控制方法之前的放电开关柜占比图；

图6示出了选定的试验开闭所内实施本发明的控制方法之后的第10天的放电开关柜占比图；以及

图7示出了选定的试验开闭所内实施本发明的控制方法之后的第84天的放电开关柜占比图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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。

图1示出了执行本发明控制系统的架构图。如图1所示，该控制系统包括采集系统30、控制器10、人机交互界面(hmi、humanmachineinterface)20、以及执行系统40。

该执行系统包括除湿器、排风机、排水泵和空调，该采集系统包括室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器、门禁开关(或门禁传感器)、光幕开关、水浸开关(或水浸传感器)。

该控制器包括处理器(cpu)11、输入模块(di)12、输出模块(do)13、模拟量输入模块(ai)14，这些模块与处理器信号连接，其中，输入模块di电连接采集系统中的门禁开关(或门禁传感器)、光幕开关、水浸开关(或水浸传感器)。输出模块do电连接执行系统中的除湿器、鼓风机、排风机和排水泵，模拟量输入模块ai电连接采集系统中的室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、以及室外湿度传感器，执行系统中的空调直接与处理器信号连接。

其中，人机交互界面用于供用户选择室内温湿度控制模式，可选的室内温湿度控制模式包括手动控制模式和自动控制模式，其中，在手动控制模式下提供配置界面，由手工配置室内温湿度范围，在自动控制模式下根据当前季节的温湿度平均值自动配置室内温湿度范围。

其中，控制器用于根据用户选定的温湿度控制模式来控制室内站的温湿度，并且在控制过程中，根据采集系统采集的室外温湿度、室内温湿度和当地的空气露点表判断室内温度处于露点温度或具有接近露点温度的趋势时，启动除湿机除湿、空调根据季节自动加热或制冷，以打破露点温度或接近露点温度的趋势。

根据本发明的防凝露防潮控制系统，充分结合当前的节气，环境及气象等信息，设计防凝露控制策略，根据现有执行器，如空调、除湿机等，有效的控制其执行参数的协调与切换，达到一种既能有效控制凝露，又能最大程度节能，确保电力设备安全、正常的长期运行，减少人工，物力的维护成本的目的。

其中，根据采集系统采集的室外温湿度、室内温湿度和当地的空气露点表判断室内温度处于露点温度或具有接近露点温度的趋势，该技术措施包括以下步骤：将采集的室外温湿度与当地的空气露点表进行对比，查找露点温度，并将采集的室内温湿度与露点温度进行比较，并记录每次比较结果；根据对比结果判断室内温度与露点温度之间的关系，包括：根据当前对比结果判断室内温度是否处于露点温度和根据利用最近多次对比结果判断室内温度具有接近露点温度的趋势。下面对上述技术措施举例说明。

选定的试验开闭所的所在地区的部分环境温度和相对湿度下的空气露点对照表如下：

利用采集到的环境温湿度，查询上述露点对照表可获得露点温度，例如环境温度21℃、相对湿度65％，则通过上述露点对照表可查得露点临界温度为14.2，若检测到的室内温度为14℃，则低于该露点临界温度；本步骤依次记录各次比较结果，例如，n-2比较，距离露点临界温度3℃，n-1比较，距离露点临界温度2℃，n比较，距离露点临界温度1℃。

通过上述比较，能够明显地判断出室内温度是否处于露点温度、以及在未处于露点温度时，是否逐渐接近露点温度，即是否具有接近露点温度的趋势。在上述例子中，n-2比较，距离露点临界温度3℃，n-1比较，距离露点临界温度2℃，n比较，距离露点临界温度1℃，室内温度具有接近露点温度的趋势。当判断室内温度处于露点温度或者具有接近露点温度的趋势时，控制除湿器和空调动作，打破露点温度或阻止这种趋势，否则仍按照原有的控制模式运行。

根据本发明的一实施例，当检测到空调是开启状态，启动地风机；当检测到除湿机是开启状态，启动地风机；当检测到鼓风机是开启状态，启动地风机；当检测到空调、除湿机、排风机都是关闭状态，关闭地风机，在本实施例中，通过开启地风机让室内气流充分对流，具有温湿度调控均匀并且调控快速的效果。

根据本发明的一实施例，采用置换通风技术使室内站内形成弱正压(10pa)，同时进风采用过滤，洁净空气进入室内，有效防止了积尘积垢与污染，减少了爬电与放电现象。

根据本发明的一实施例，每半小时将室内温湿度与室外温湿度对应的露点温度比较一次，当判断室内温度未处于露点温度，但是利用最近多次对比结果判断：室内温度具有接近露点温度的趋势时，启动除湿机除湿，空调根据季节自动加热或制冷，如此在到达露点温度之前实现防凝露预判。

根据本发明的一实施例，本系统(产品)在室内、室外都安置了温湿度传感器，分别检测室内、室外环境的温度与湿度信息。室内因高压开关柜的集中布置，空气流通性较差，局部的温湿度因空间位置不同有所差异，因此采用多点优化分布安置温湿度传感器。

本发明从防凝露的最根本的原理出发，只要在设备的运行过程中，设备表面的温度大于环境温度(室内)，都能有效的防止凝露现象的发生。

本系统控制状态有自动与手动2种。手动状态需要设定室内温湿度值，自动状态不需要设置。

系统开机后通过3g/4g网络联络服务器并获取网络时间，更新本地时钟后判断目前所处季节，同时发送通过485总线采集的室内温湿度、室外温湿度、排风机与地风机开闭状态、水浸传感器状态、排水泵状态、除湿机与空调状态、门禁传感器状态、光幕状态。远端服务器接受信号并向数据库服务器发送数据，数据库服务器保存数据。

在手动或自动控制状态下，实时将采集的室内温湿度与室外温湿度对比，并记录对比结果，并自动将结果与空气露点表对比，室内温度处于露点温度时，启动除湿机除湿，空调根据季节自动加热或制冷。打破露点温度。防止凝露。

本发明根据目前所处季节与系统控制模式，进行详细环境监测与控制：

自动控制模式的控制策略如下：

系统根据时间判断当前所处季节，自动控制的温度遵循季节及合肥地区空气露点温度对照表，保持室内温湿度不靠近露点温度值，防止室内凝露。例如在合肥地区，处于春季时，室内温度不低于10度，不设置上限，室内湿度维持在50％±5％区间。处于夏季时，所内温度不高于40度，不限制最低，室内湿度维持在50％±5％区间。处于秋季时，所内温度不低于10度不高于25度，室内湿度维持在50％±5％区间。处于冬季时，所内温度不低于8度，不设置上限，湿度维持在40％±5％区间。

自动控制模式下特殊环境控制：系统检测到水浸传感器返回有水信号，系统控制水泵接触器闭合，水泵开启排水；系统检测到水浸传感器无水，水泵延时30s后关闭；系统检测到空调是开启状态，启动地风机；系统检测到除湿机是开启状态，启动地风机；系统检测到鼓风机是开启状态，启动地风机；系统检测到空调、除湿机、排风机都是关闭状态，关闭地风机；地风机如果需要开启工作，总是开一小时关一小时；室内湿度大于湿度上限或室内湿度大于室外湿度，鼓风机开；室内湿度小于湿度上限，且门关闭，鼓风机关；系统检测到门禁传感器返回门开信号，启动鼓风机，维持开启20分钟；系统检测到门禁传感器返回门关信号，关闭排风机。

手动控制模式的控制策略如下：

春季：室内温度低于设定下限值，开启空调制热；室内湿度高于设定上限值，除湿机开；室内湿度高于设定上限值，且湿度高于设定偏差3倍，除湿机和空调除湿开；温度在范围内，空调关闭；湿度在范围内，除湿机关闭。

夏季：温度在限定范围内，空调关闭；温度高于设定上限值，开启空调制冷；湿度在限定范围内，除湿机关闭；湿度高于设定上限值，除湿机开启；湿度高于设定上限且高于设定偏差3倍，除湿机和空调除湿开。

秋季：温度在设定范围内，空调关闭；温度低于温度下限，开启空调制热；湿度在限定范围内，关闭除湿机；湿度高于设定上限，开启除湿机；湿度高于设定上限且高于设定偏差3倍，除湿机和空调除湿开。

冬季：温度在设定范围内，空调关闭；温度低于温度下限，开启空调制热；湿度在限定范围内，关闭除湿机；湿度高于设定上限，开启除湿机；湿度高于设定上限且高于设定偏差3倍，除湿机和空调除湿开。

手动控制模式下特殊环境控制：

系统检测到水浸传感器返回有水信号，系统控制水泵接触器闭合，水泵开启排水；系统检测到水浸传感器无水，水泵延时30s后关闭；系统检测到空调是开启状态，启动地风机；系统检测到除湿机是开启状态，启动地风机；系统检测到鼓风机是开启状态，启动地风机；系统检测到空调、除湿机、排风机都是关闭状态，关闭地风机；地风机如果需要开启工作，总是开一小时关一小时。室内湿度大于湿度上限或室内湿度大于室外湿度，鼓风机开；室内湿度小于湿度上限，且门关闭，鼓风机关；系统检测到门禁传感器返回门开信号，启动排风机，维持开启20分钟；系统检测到门禁传感器返回门关信号，关闭排风机。

图2至图4示出了一选定的试验开闭所在实施本发明的控制方法前后局部放电次数的测试数据，该测试数据由试验开闭所(甲方)提供。如图2所示，在试验开闭所改造前，共检测到18处开关和闸刀局部放电，对应的开关柜的放电占比如图5所示，其中82％的开关柜存在放电。如图3所示，在试验开闭所改造10天后，共检测到10处开关和闸刀局部放电，放电部位大幅减少，对应的开关柜的放电占比如图6所示，其中50％的开关柜存在放电；如图4所示，在试验开闭所改造84天后，共测试到6处开关和闸刀放电，放电部位大幅减少，出了04开关以外，局部放电次数大幅减少，对应的放电开关柜占比如图7所示，其中23％的开关柜存在放电。

如图3和图4所示，04开关的放电未得到有效控制，通过排查发现04开关所在的开关柜密封过好，本控制方法对该开关柜的温湿度调节无效，针对04开关所在的开关柜，建议对开关柜进行通气改造，使其与室内温湿度保持一致。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。