基于无线通讯技术的变电站端子箱温湿度控制技术研究

(整期优先)网络出版时间:2021-04-09
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基于无线通讯技术的变电站端子箱温湿度控制技术研究

徐军 张晋原 商东亚 国网江苏省电力公司盐城供电分公司 江苏盐城224000 南京恩泽能源科技有限公司,江苏南京211300

一.概 述

近年来,我国快速的现代化发展对电网系统提出了越来越高的要求,电网智能化、无人化的步伐越来越快,相应的,对电力系统运行的安全性、稳定性也提出了更高的要求。电力箱柜作为电力系统中的核心部分之一,其安全稳定运行非常重要。

由于阴雨、骤热、骤冷等天气,造成电力箱柜内过度潮湿情况。如果不能及时发现并进行维护,就会因潮湿导致严重的设备事故,给电网的运行带来无法预料的后果。目前环网柜很多没有外装除湿设备,很难解决此类情况。每年由于潮湿引起的设备故障或停电事故屡见不鲜,由此引发的停电造成了严重的社会及经济效应。

二.箱柜除湿方案现状分析

1、吸湿剂除湿。吸湿剂除湿方式分为固体吸湿剂除湿和液体吸附剂除湿 2 种。液体吸湿剂除湿是采用低温度的冷冻水降温,从而使周围空气中的水分凝结出来。缺点是降温能力有限,当冬季温度较低时,就不能起到凝水的效果,冷凝水还需定期更换, 非常麻烦。固体吸湿剂除湿是由复合材料制成的波纹状干燥转轮,内含固体吸湿介质吸收水份。除湿稳定效果明显,但是由于需要较大的吸附面积体积较大,而且转轮运动会对材料有磨损,使用寿命较短,介质也需定期更换。

2、空调原理除湿。空调原理除湿的方式可以把电力箱柜内的湿气抽出,这种方式除湿彻底。缺点是运行功率大,需要压缩机,体积较大无法在狭小的电力箱柜内安装运行。

3、加热片除湿。采用电力加热的方式把箱柜内的凝露变成水蒸汽。使用后明显发现凝露减少,加热片成本也较低廉。缺点是靠电力加热,功率较大,散发的大量热量会烘烤柜内线缆、加速设备老化,严重的则会导致融化。同时,加热的方式只是变相提高了空气的携水能力,并没有从根本上解决潮湿的问题,当箱柜内气温下降,凝露还会再次出现。

综上所述,由于现有除湿技术存在以上不足,我公司通过多年的电气运行环境治理,攻克技术难关,研发了一种新型的电力箱柜智能除湿器,除湿器只在箱柜内湿度超标时自动启动工作,在箱柜内湿度降低,不会产生凝露时自动停止工作,智能化运行。并将箱柜内湿气变成水,排出柜外,从根本上解决端子箱等电力箱柜内的潮湿问题,提高电力箱柜运行的稳定性和安全性。

三.产品原理及优势

智能除湿器通过独特风道设计,将箱柜内的潮湿空气最大化的抽到智能除湿器的凝露室,充分利用温差大时,空气中的水份易凝露的特点。产品内置凝水面上产生非常低的温度(能达到-35℃),使空气中水份冷凝在凝水面,进行水、气分离,最后再将凝结的水直接排出箱柜外。由于箱柜内水份不断减少排出箱外,柜内空气中的湿度显著下降。即使环境温度变化,箱柜空气中的水分非常少,也不会再产生凝露,从根本上解决了箱柜内湿度困扰。


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逻辑控制图 工作原理图

目前箱柜除湿多数采用电加热器,下表是本项目与电加热器的对比。


项目

智能除湿装置

加热型除湿装置(电加热器)




工作原理

热空气遇冷会凝露,特殊风道设计让湿热空气不断经过冷端,使湿气在冷端慢慢聚集形成水滴,收集凝水排出电柜外,使电柜内总的水分降低,保持电柜内部干燥,从根本上解决电柜内部湿度困扰。

优点:直接将电柜内部湿气冷凝成水排出,真正驱除柜内湿气,解决

湿气困扰。

温度较高时,空气中能容纳较多水分,加热空气就能使水分减少,增加空气中水蒸气的不饱和程度,凝露水仍保留在空气中,而不凝结在设备表面,并没有将柜内的水汽排出。

缺点:柜内总的水分不变,湿气还在电柜内部,只是转换了水的状态,如果内外温差较大,湿气还会析出形成凝露。


安全

产品外壳不发热,不会对周围线缆和柜内元器件产生影响。

工作时,产品本体很热,会加速周围线缆及电器元件老化,如果与周围线缆直接接

触,甚至会破坏线缆绝缘,影响安全。


能效

电柜内湿度达到阀值自动启动,除湿结束后就自动停止,较短时间即可完成除湿。以 60 瓦为例,平均每

天工作 2 小时,其它时间待机(10

瓦),每年耗电 124.1 度。

需要较高功率才能保持电柜内部一定温度,并且需要长时间工作,以保持电柜内部温度。以 100 瓦为例,每年耗电约 876 度。

结构

湿气检测、控制、除湿一体化结构

设计,无需连线。

湿气检测控制和除湿是分体结构,需内部

连线。


远程管理

具有远程管理后台,可通过手机或

电脑查看设备状态,历史曲线;可远程管控设备等。


四.产品特点


1、专为电力行业设计,外形小巧精致,充分考虑安全距离,适用于对宽度及高度均受限制的场合。

2、迅速降低电气控制柜内湿度,将箱体中的水气冷凝后变成水直接排出箱体外,解除湿气困扰,保证电气设备运行安全。

3、一体化结构,电源内置。

4、带温湿度显示,工作阀值可调,全自动智能化运行。

5、采用半导体制冷除湿、无冷媒、无压缩机、环保节能、安全可靠。

6、环境温度低时,自动除霜、自动排水。

7、可扩展加热器控制功能和数据通讯功能。

8、具有远程管理后台,可查看和管理设备状态。五.技术参数

电源输入: AC220V,50Hz

显示方式: 3 位数码管显示

湿度启动阀值: 65%(默认)

排水方式: 硅胶软管排水

额定功率: 60W

除湿量: 300ml/24h(温度 35℃、湿度 85%RH 工况)

推荐除湿空间: 1-1.5 m³

可扩展通讯方式: RS485/GPRS 远程传输(需订货时注明)

可远程监控: 远程监控后台,可通过手机/电脑对设备进行实时监控。可外接加热器最大功率: 300W*1(需订货时注明)

外形尺寸: 104*190*65mm(宽*高*厚)



六.远程监控组网方式



远程监控系统由软硬件两大部分组成,硬件主要包括:智能除湿装置、通讯管理器、物联网卡、电脑/手机及相关配件;软件主要包括:智能除湿装置嵌入式软件、后台监控系统软件。

在安装现场,通过智能除湿装置的 RS485 口,将设备数据汇总到通讯管理器(可一台接多个除湿装置),通讯管理器将所有数据通过无线传输至监控管理后台,后台通过识别和分析后进行相关数据展示。


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监控后台部分页面展示、通过监控后台我们可以看到每个设备的运行状态(正常/故障)、工作状态(除湿/ 待机)、现场数据(温度、湿度)、历史曲线等。还可以通过监控管理后台对设备进行远程控制,控制功能包括:强制启动除湿功能、、设置除湿阀值、设置辅热开启阀值、强制除湿的时间设定等。监控管理后台的接入,运检人员足不出户即可监控所有箱柜温湿度,掌握所有除湿设备的工作状态。同时,在特殊情况下,可以对设备进行远程控制,改变设备运行的状态和参数设置。为及时解决电力箱柜湿度问题,提供了核心抓手。

利用上述方案,可以有效解决电柜因湿度带来的安全隐患,实时掌握除湿设备运行数据,给运维检修工作带来极大便利,后台的相关数据也可以对未来运检决策提供数据支持。采用智能除湿装置及其配套的监控管理后台,将有效节约运检的人力、物力;相关数据的长期收集对电力箱柜温湿度变化规律研究有重要价值;解决端子箱等电力箱柜的潮湿隐患,可以有效减少电力设备损毁、电力事故造成的设备损失和停电损失,保障电网售电美誉度,具有重要的经济和社会价值。

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