Kyn系列中置开关柜运行环境控制系统及方法
【技术领域】
[0001]KYN系列开关柜运行环境控制系统及方法，属于高压电器设备运行环境智能控制技术领域。
【背景技术】
[0002]KYN系列开关柜由柜体和手车两大部分构成，柜体由金属隔板分隔为4个独立的金属隔室，分别为母线室、断路器手车室、电缆室和保护仪表室。
[0003]开关柜类的设备运行中由于其导体通过电流，在自身电阻和连接部位接触电阻的作用下，会产生能量损耗；柜内绝缘不良造成的泄漏电流和绝缘介质极化增大而产生能量损耗；金属壳体在交变电磁场作用下的涡流也产生能量损耗等；这些能量损耗全部转换成热能，使开关柜内各部位的温度不同程度的升高。温度升高是一个恶性循环的过程，温度升高，导体电阻增大，绝缘介质泄漏电流和极化引起的损耗也增大，因而温度进一步升高，因此如不采取措施会致使开关柜内的运行温度不断升高，达到或超过允许的运行温度限值，影响设备使用效率和运行寿命，严重时会损坏设备绝缘，甚至造成电气设备烧坏，引起供电中断，因此必须将设备发热控制在一定的范围之内。
[0004]根据《GB763-1990交流高压电器在长期工作时的发热》的规定:
就规定了电气设备正常使用环境条件周围空气温度不高于40°C，推荐周围空气环境温度每降低1K，电气设备负荷电流可增加额定的0.5%，但不允许超过额定负载的20%，当周围空气温度超过40°C时(但不高于60°C)，每增加1K，应减少负荷电流负荷1.8% ;同时还规定了不同类型的导体、电器零件、绝缘材料等的最高允许运行温度和周围空气温度超过40°C时的允许温升。
[0005]KYN中置式开关柜的载流导体是靠绝缘支柱、穿柜套管、电缆头、空气间隙等和柜体绝缘的，这些绝缘介质在长期高湿度环境条件下，会由于凝露或受潮造成电导率和介质损耗增加，绝缘特性下降，绝缘强度和击穿电压降低，极易发生绝缘击穿事故，造成开关柜损坏和引发停电事故。设备技术规范要求运行环境的空气相对湿度一般不大于90%。
[0006]KYN开关柜的安全运行与其设备健康水平、所带负载大小、运行电压高低、运行温度、环境湿度等因素有关，正常情况下要通过保证开关柜工作在一定的温、湿度范围内，来保障电气设备安全运行。
[0007]常规的开关柜室环境温、湿度控制一般是在电气设备室内安装一定数量的风扇电机、加热器或空调(以下统称通风装置)，采用风扇加强室内外空气流动来进行散热，还有利用空调制冷和加装除湿器来保证室内合适的温、湿度环境的，也有靠空气自然循环的，最常见的是风扇散热、加热除湿方式。一般在安装电气设备的高压室、配电室、动力电源室等的建筑墙壁上加装一定数量的风扇电机，在设备壳体内部安装加热器，根据室内温、湿度值控制风扇电机和加热器的运行。加装的散热除湿装置都要消耗一定的电能，其投入和切除分为手动或自动两种模式，现在较为先进的是根据室内环境温、湿度自动投入模式。
[0008]目前常规散热除湿方式存在以下缺点: 1、不管电气设备运行与否，当室内温、湿度达到设定值，就会把冷却、除湿装置强制投入，造成设备停运状态不需要散热、除湿时，也投入了风扇电机、加热器或空调，造成电能浪费。
[0009]2、当发生着火事故时，开关室内环境温度势必高至温度启动定值，通风装置仍保持在运行或被启动状态，空气流动强制加快，会扩大或加剧事故的发展，不利于着火扑灭。
[0010]3、在KYN开关柜运行时，设备本身发热水平虽然不高，但室内、外的环境温度都高时，在满足电气设备运行环境温度要求的条件下，通风装置被强制投入运行，也造成了电能不必要的过多损耗。
[0011]4、室外大气环境温度较低时，有时室内环境温度虽然尚未达到启动定值，但电气设备自身的发热水平已经很高，消耗大量的电能，就需要进一步通过散热来降低设备发热水平，而此时的散热装置往往不能及时投入运行，造成运行开关柜内的热点温度过高，影响其安全运行，安全和经济上极不合理。
[0012]5、KYN开关柜的内部会因为电缆入口潮气侵入、局部淋水、环境雾气侵入、室内墙壁的潮气溢出等造成相对湿度增大，仅检测环境湿度决定除湿装置是否投入，会造成该开关柜因局部运行的环境湿度大而损坏。
【发明内容】
[0013]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种对开关柜内、外的温度和湿度差值进行实时采集计算和比较，以开关柜内外温度差值以及湿度差值作为依据通过控制器对开关柜中通风和除湿装置的工作状态进行控制，避免了出现能源浪费同时使开关柜运行更加安全的KYN系列开关柜运行环境控制系统及方法。
[0014]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该KYN系列开关柜运行环境控制系统，包括KYN系列开关柜以及设置在开关柜上的通风装置、除湿装置，其特征在于:设置有控制器以及对开关柜运行环境进行检测的温度检测模块、湿度检测模块，温度检测模块、湿度检测模块的输出端与控制器的输入端口相连，控制器的输出端口通过控制回路对通风装置、除湿装置的运行状态进行控制。
[0015]优选的，所述的湿度检测模块包括设置在开关柜内部和外部的两个湿度传感器。
[0016]优选的，所述的温度检测模块包括设置在开关柜内部和外部的两个温度传感器。
[0017]优选的，还设置有与所述的控制器输入端相连的电压传感器，电压传感器分别安装在开关柜母线电压互感器的二次线圈上。
[0018]优选的，还设置有与所述的控制器输入端相连的电流传感器，电流传感器安装在开关柜内电流互感器的二次线圈上。
[0019]优选的，在所述的控制回路中，继电器Jl的线圈串联在控制器Ul的输出端DOl与端口 DOCOM之间，继电器J2的线圈串联在控制器U2的输出端D02与端口 DOCOM之间；
接触器J3的线圈串联在任意两条火线之间，在接触器J3线圈的回路中同时串联有熔断器FUl以及继电器Jl的常开触点J1-1，接触器J3的常开触点J3-l~J3-3以及热继电器Kl串联在所述通风装置的供电回路中；
接触器J4的线圈串联在任意两条火线之间，在接触器J4线圈的回路中同时串联有熔断器FU2以及继电器J2的常开触点J2-1，接触器J4的常开触点J4-l~J4-3以及热继电器K2串联在所述除湿装置的供电回路中；
继电器Jl的常开触点J1-2、继电器J2的常开触点J2-2、接触器J3的常开触点J3-4、接触器J4的常开触点J4-4、热继电器Kl的常开触点Kl-1以及热继电器Κ2的常开触点Κ2-1分别连接在控制器Ul的输入端口。
[0020]优选的，还设置有与所述的控制器输入端相连的人机界面。
[0021]KYN系列开关柜运行环境控制方法，其特征在于，包括如下步骤:
步骤a，控制器通过采集温度检测模块、湿度检测模块送入的数值，对数据进行处理，并同时顺序执行步骤b、c和步骤d、e ；
步骤b，控制器对温度检测模块、湿度检测模块送入的数据分别计算温度差值和湿度差值；
步骤C，控制器根据计算得出的温度、湿度差值通过温度控制流程或/和湿度控制流程，向通风装置或/和除湿装置发出控制指令，控制通风装置或/和除湿装置的运行状态；步骤d，控制器通过接入其输入端口的触点进行故障判断；
步骤e，控制器判断通风装置或/和除湿装置出现故障时，发出并记录故障信号，并在人机界面上进行显示。
[0022]优选的，所述的温度控制流程，包括如下步骤:
步骤2001，系统启动；
系统上电启动；
步骤2002，系统自检；
系统上电后进行