变电所环境保障一体化控制器的设计

变电所环境保障一体化控制器的设计

李新红

中国航空规划设计研究总院有限公司北京100120

摘要：本文介绍了变电所环境保障一体化控制器的原理。该控制器为集成电气控制系统，用于集中控制变电所内温度、湿度等环境调节，既能方便实现变电所室内环境，又能大大简化变电所环境控制系统的设计、施工及运行维护难度，为变电所电气设备的运行环境提供安全保证。

关键词：变电所；环境保障；温度控制；湿度控制

一、背景

为了使变电所电气设备能够安全运行，需要保证变电所的温、湿度环境维持在某一范围之内，而且污秽严重的地区，要对空气进行简单粗滤。

现有变电所环境保障系统所需的设备含三大类系统：第一类为温度保障系统，一般为普通通风系统、空气调节系统；第二类为湿度保障系统，一般为除湿机或独立新风处理设备；第三类为事故保障系统，一般为事故后通风系统。现普遍的工程设计及实际使用中均采用单独系统、手动控制，一方面设计效率低下，另一方面运行人员需要手动操作风机、除湿机等各设备，使用不方便，而且效果难以把控，易导致站内温、湿度超标，影响电气专业设备的安全运行，存在安全隐患。因此，目前需要一种适用于变电所环境保障系统的设备控制器，将空调、通风、除湿等设备的配电及控制实现一体化集成，保证变电所的运行环境满足用电设备的安全运行要求。

二、变电所环境保障一体化控制器的原理及技术方案

为了解决以上技术问题，笔者结合现有的自控技术及电气控制技术，研发出一种针对变电所环境保障的一体化控制器，具体技术方案如下：

该控制器包括湿度采集模块、温度采集模块、浓度采集模块、主控模块以及电源，见图1。其中湿度采集模块包括湿度传感器和模数转换器；湿度采集模块用于采集变电所的环境湿度，并将湿度数据发送到主控模块；温度采集模块包括温度传感器和模数转换器；温度采集模块用于采集变电所的环境温度，并将温度数据发送到主控模块；浓度采集模块包括浓度传感器和模数转换器；浓度采集模块用于采集变电所的环境浓度，并将浓度数据发送到主控模块；湿度采集模块、温度采集模块以及浓度采集模块均与主控模块连接；主控模块中存储有湿度、温度和浓度的阀值，并将接收到的数据与阀值进行比较，并根据比较结果，主控模块发出湿度、温度和浓度的控制信号；控制信号包括控制除湿设备的信号、控制空调设备的信号以及控制事故风机的信号。该环境保障一体化控制器的成品输出端子如图2。

图1环境保障一体化控制器原理框图

该产品变电所环境保障一体化控制器包括如下控制功能：

可以自动采集变电所内温、湿度等环境参数信号，按照预设程序自动输出风机、除湿设备控制信号，控制设备的启停、运行状态调节及安全报警。

对于污秽严重的地区，变电所通风系统设置粗效过滤装置，当粗消过滤器失效时，控制器发出报警信号，提示及时更换粗效过滤装置。

当变电所发生火灾时，气体灭火装置启动，火灾扑灭后，该控制器接受消防控制中心发出的远程信号，启动排风机，进行灾后排风。

其中一体化控制器通过有线或无线方式接收温度、湿度及压力传感器的信号，根据设定好的控制程序对空调、风机、除湿机等设备输出相应的控制信号，实现对变电所内环境的控制。

1-除湿机；2-空调器；3-湿度传感器；4-温度传感器；5-补风机；6-压力传感器；7-排风机；8-电动风阀9-事故排风机；10-变电所环境保障一体化控制器；11-配电箱

如图3所示，环境保障一体化控制器工作控制流程：

1.设定温度控制参数T0，湿度控制参数Φ0；

2.当温度传感器采集变电所内温度T>T0时，启动设备普通通风系统，即5补风机和7排风机，对变电所温度进行调节；

3.设备5、7启动后继续出现T>T0时，启动空气调节系统，即2空调器，以保证变电所的环境温度；

4.变电所内湿度Φ>Φ0时，启动除湿度保障系统，即1除湿机；

5.粗消过滤器失效时，控制器发出报警信号，提示及时更换粗效过滤装置。

6.气体灭火后启动事故后通风系统。

三、结论

按照上述附图及说明的描述，开发出变电所环境保障一体化控制器。该控制器通过输入端进行环境参数输入，通过内部的编程控制，输出控制节点，控制各种设备运行。对一体化控制器内部结构原理、程序进行固化，形成成熟产品，可以用于成套配电箱中。该环境保障控制器将变电所环境控制功能集中于一个控制器，结构简洁、实用，施工安装方便，减少变电所工程建设周期，提高建设效率及运行的安全性，便于控制，操作简单。

参考文献：

[1]作者：中国航空工业规划设计研究院工业与民用配电设计手册（第三版）ISBN：750833034X.出版社：中国电力出版社..2005年.

[2]李英武.20kV及以下变电所设计规范.GB50050-2013.原中国航空工业规划设计研究院.中国企业标准化管理研究院编印.2013年.