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2 高壓配電室全智能防凝露系統(tǒng)的設計與開發(fā)2.1 中央控制單元

1）硬件框圖。硬件框圖如圖 3 所示，中央控制單元主要包括可編程邏輯控制器 PLC、人機界面HMI、繼電器陣列、配電單元、無源接點輸入信號及直流電源模塊。PLC 與 HMI 之間通過 RS232 接口連接，HMI 與溫濕度變送器陣列間通過 RS485 接口連接，PLC 通過中間繼電器陣列及配電單元控制各外圍執(zhí)行設備的啟停。其中，外圍執(zhí)行設備的配置考慮了電氣回路的各個環(huán)節(jié)，特別是開關柜和母線橋架這些容易被忽視的區(qū)域[11]。

2）人機界面 HMI。人機界面 HMI 采用 7 吋真彩色觸摸屏 ，分 辨率 800 × 480，F(xiàn)lash128 MB RAM64 MB 掉電 16 MB?；?HMI 的軟件設計平臺，設計了友好的人機交互界面。其中在菜單上設置了設備狀態(tài)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警信息、相關曲線、參數(shù)設置、時鐘設置等功能按鍵，通過操作界面上的按鍵可以實現(xiàn)對應的顯示功能。

380 V 三相電源進線，CB0 為進線總開關，單相

220 V 負荷均勻配置到各相，三相負荷主要針對大功率室內(nèi)除濕機。CB1—CB9 為支路開關，C4—C9為接觸器。電動窗戶控制器及各接觸器控制線圈受控于 PLC，即 PLC 通過控制電源供給來控制電動窗戶及各外圍執(zhí)行設備的啟停，控制原理見圖 6。接觸器 C5 的控制線圈的供電受控于 PLC 的一個輸出接點，此輸出接點斷開時 C5 即斷開，反之則 C5吸合，其他接觸器的控制與此相同。

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針對“五箱'‘除濕并預防凝露現(xiàn)象，專門研制變電站“五箱"驅(qū)潮、防凝露裝置，介紹該裝置的結(jié)構及工作 原理。實際應用結(jié)果表明，該裝置通過局部制造凝露條件使箱內(nèi)潮濕空氣凝露成水并直接排出柜外，可快速 有效地降低“五箱"內(nèi)濕度并抑制凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生。

變電站端子箱、機構箱、匯控箱、檢修電源箱、開關 柜等“五箱”中設有一次設備的保護、測量和控制系統(tǒng)， 但其濕度一直困擾著變電設備的安全可靠運行。在變電站 中，開關端子箱等主要依靠簡易的溫濕度控制器加熱除 濕。由于溫濕度控制器除濕功率較小，因此在陰雨等潮濕 天氣，除濕效果不好，箱內(nèi)壁上易出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，長時間 后，會岀現(xiàn)箱內(nèi)設備老化、絕緣強度降低、二次端子擊 穿、材料霉變及鋼結(jié)構件銹蝕等現(xiàn)象。為此，降低開關端 子箱濕度至關重要。為保證電氣設備長期安全運行，電力系統(tǒng)對箱內(nèi)防 潮、防凝露提出了很高要求。

變電站“五箱”驅(qū)潮、防凝露裝置通過監(jiān)測空氣的溫 濕度來控制箱內(nèi)外溫濕度平衡。當空氣溫度低時對“五 箱”進行加熱，以達到“五箱”溫度內(nèi)外平衡；當空氣濕 度大時，對“五箱”進行有效除濕。

（1） 將空氣加熱排出，達到降低箱內(nèi)空氣含濕量及相 對濕度的目的。

（2） 通過微處理控制系統(tǒng)可、地進行除濕及 排水，降低空氣相對濕度，除濕效果顯著。

（3） 能與交流大功率負載安全隔離，還可進行較遠距 離的控制。

（4） 體積小，可方便地通過懸掛、卡緊或緊固的方法 安裝到箱內(nèi)合適位置，現(xiàn)場施工量小。

（5） 可同時對溫度、濕度信號進行監(jiān)測，并通過LED 數(shù)碼顯示監(jiān)測結(jié)果。通過按鍵還可對濕度進行設置并顯 示，使裝置可根據(jù)現(xiàn)場情況自動控制送風系統(tǒng)和除濕系統(tǒng) 的工作。

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1） 開關柜結(jié)構分析

《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》

12.3.2.2 中規(guī)定，為防止開關柜火災蔓延，在開關柜的柜間、母線室之間及與本柜其它功能隔室之間應采取有效的封堵隔離措施。因開關柜本身就缺少空氣流通條件，導致進入到設備內(nèi)部的水蒸氣不能自行排出，夜晚當金屬壁板溫度低于空氣溫度的時候，就產(chǎn)生了凝露，而白天凝露蒸發(fā)后變成水汽， 濕空氣又長期積聚，凝露將反復出現(xiàn)。

12.3.1.6 中規(guī)定應在開關柜配電室配置通風、除濕防潮設備，防止凝露導致絕緣事故。常見的開關柜溫濕度控制器裝于開關柜的上柜門面板上，溫濕度傳感器嵌入控制器內(nèi)，加熱器安裝于開關柜后柜側(cè)壁上，無法根據(jù)溫濕度有效起控加熱器。當開關柜內(nèi)外的空氣溫差較大時易在開關柜內(nèi)引起凝露[2]。

2） 開關柜室環(huán)境分析

常規(guī)的開關柜室通風系統(tǒng)運行時，室外空氣經(jīng)進風百葉或門窗縫隙等進入室內(nèi)，吸收室內(nèi)開關柜等設備散發(fā)的熱量后，經(jīng)風機排出室外。因缺乏溫濕度聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，通風系統(tǒng)的起?？刂菩柽\維人員手動操作，且揚州地區(qū)濕度較高，春秋季節(jié)尤其是雨季空氣濕度大，冷熱交替變換頻繁，高濕空氣無法經(jīng)通風系統(tǒng)有效排出，使得開關柜長期處于高濕環(huán)境。

3.1 維持開關柜內(nèi)外的溫度均勻

為了防止熱濕空氣在開關柜內(nèi)積聚，應保持開關柜內(nèi)外的通風順暢?，F(xiàn)有部分開關柜沒有設置必要的通風裝置，一旦有潮濕空氣進入，難以有效及時排出，隨著柜體內(nèi)外的溫度變化，有產(chǎn)生凝露的危險。在制造開關柜時，應根據(jù)開關柜內(nèi)電氣設備的功能和防塵、防潮的要求，設置合理的通風設施， 如定制預留噴氣孔，利用過濾進風機加壓，使得柜內(nèi)空氣強制流動，實現(xiàn)柜內(nèi)整個空間均有干燥空氣流通，消除防潮死區(qū)；同時，通過噴嘴角度布置， 驅(qū)動空氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動增強除濕效率，可向特定狹小部位供氣，實現(xiàn)全柜防潮、防凝露。

系統(tǒng)設計思路：將開關室上部區(qū)域的室內(nèi)空氣（必要時引入部分室外新風）根據(jù)各自參數(shù)和室內(nèi)

 電纜溝進線開關柜室控溫防凝露方案圖溫、濕度控制要求，按比例混合后經(jīng)環(huán)境控制設備（具有過濾、加壓、分配、加熱、降噪等功能）處理加壓后，送入電纜溝內(nèi)。進入溝內(nèi)的空氣與圍護結(jié)構墻體、地面進行對流換熱后，送入的空氣溫度得到降低，而溝內(nèi)的空氣溫度得到提升，降低了溝內(nèi)空氣濕度；源源不斷送入的空氣使電纜溝的壓力上升，通過在電纜溝與開關室開設的防火通風口進入開關室，相較于送入電纜溝的空氣溫度得到降低， 與開關室下部空氣混合后，使開關盤柜下部區(qū)域空氣溫度趨于均勻。隨著運行時間的延長，開關室上部空氣狀態(tài)參數(shù)超過設定值時，系統(tǒng)自動調(diào)整回風和新風比例，同時通過自然排風口，將上部高溫的熱濕空氣溢出室外。