室內(nèi)風(fēng)機智能溫濕度控制裝置的研制

楊 政，張 浩，王少峰

（國網(wǎng)山西省電力公司朔州供電公司，山西 朔州 036002）

1 室內(nèi)風(fēng)機智能溫濕度控制裝置的重要性

室內(nèi)風(fēng)機智能溫濕度控制裝置可最大程度保障電網(wǎng)的可靠運行，避免因運維不到位導(dǎo)致設(shè)備損壞。當前，站齡較長的變電站開關(guān)室、控制室內(nèi)降溫和除濕風(fēng)機不能自主投切，導(dǎo)致夏季室內(nèi)溫度過高和雨雪后濕度過高的現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如，依賴運維人員時刻關(guān)注、加強巡視來解決問題，運維難度較大，且可靠性較差。可見，解決因散熱風(fēng)機投切不及時導(dǎo)致溫濕度超標引起的設(shè)備故障問題已刻不容緩。

2 山西朔州變電站現(xiàn)狀

當前，山西朔州變電站的開關(guān)室、控制室內(nèi)降溫和除濕風(fēng)機均不能自主投切，引發(fā)室內(nèi)一二次設(shè)備絕緣能力下降、銹蝕以及設(shè)備老化等問題[1]。以往公司采取增加運維人員的措施加強對室內(nèi)溫濕度的關(guān)注和巡視，運維難度較大，運維效率低下，且可靠性較差。

為有效解決上述問題，工作人員對問題現(xiàn)狀展開跟蹤調(diào)查，于2016年6月至8月記錄50次室外環(huán)境溫度測試中開關(guān)室、控制室內(nèi)溫度超標的次數(shù)，以及10次雨后濕度測試中開關(guān)室、控制室內(nèi)濕度超標的次數(shù)，為相關(guān)人員提供參考。記錄數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示。

由表1可知，工作人員在2016年6月至8月進行的50次溫度調(diào)查以及10次濕度調(diào)查中，溫度超標比例高居70%，而濕度超標比例也高達60%。通過表1數(shù)據(jù)繪制的比例柱狀圖（如圖1所示）可以清晰地看出問題的嚴重性[2]。

表1 2016年6月至8月溫濕度超標占比

圖1 溫濕度超標比例圖柱狀

通過表1和圖1可以直觀看出，當前變電站內(nèi)開關(guān)室和控制室溫濕度超標問題十分嚴峻，亟待解決。

3 分析原因

從高溫天氣或雨后高濕度天氣下出現(xiàn)室內(nèi)溫度過高或濕度過高狀況到順利解決問題一般有五個環(huán)節(jié)：出現(xiàn)問題、發(fā)現(xiàn)問題、開啟風(fēng)機、問題解決以及關(guān)閉風(fēng)機，且各環(huán)節(jié)循環(huán)相接，如圖2所示。

圖2 環(huán)節(jié)流程圖

4 解決溫濕度問題的五個環(huán)節(jié)

4.1 環(huán)節(jié)概述

（1）問題的出現(xiàn)與否取決于周圍環(huán)境溫度與濕度；（2）問題的發(fā)現(xiàn)完全取決于運維人員設(shè)備巡視是否及時，不僅與運維人員責(zé)任心與業(yè)務(wù)能力相關(guān)，還關(guān)系到設(shè)備的管理工作流程，影響因素較多；（3）風(fēng)機的開啟取決于能否及時發(fā)現(xiàn)問題；（4）問題的解決取決于風(fēng)機開啟的運行時間、環(huán)境溫度與濕度的狀況；（5）關(guān)閉風(fēng)機建立在及時發(fā)現(xiàn)問題并解決的前提下[3]。

4.2 確定要因

通過對五個環(huán)節(jié)的分析，工作人員確定“發(fā)現(xiàn)問題”“開啟風(fēng)機”和“關(guān)閉風(fēng)機”三個環(huán)節(jié)為解決開關(guān)室與控制室內(nèi)環(huán)境溫濕度超標的主要因素環(huán)節(jié)。為確定最主要的原因，小組進行更加深入的分析，分析結(jié)果如下：（1）運維班組所轄站數(shù)量多，且運維工作除正常的計劃工作外不可避免地遇到突發(fā)性問題，而運維人員數(shù)量有限，不能做到面面俱到，不能及時巡視各變電站，導(dǎo)致問題發(fā)現(xiàn)不及時；（2）風(fēng)機的開啟要建立在能夠及時發(fā)現(xiàn)問題的前提下，需要運維人員盡職盡責(zé)地執(zhí)行程序；（3）關(guān)閉風(fēng)機是在將溫濕度控制在合格范圍后，為延長風(fēng)機壽命采取的保護措施，要求運維人員做到時刻關(guān)注，及時執(zhí)行任務(wù)。

5 室內(nèi)風(fēng)機智能溫濕度控制裝置

5.1 室內(nèi)風(fēng)機智能溫濕度控制裝置結(jié)構(gòu)與原理

組成結(jié)構(gòu)主要包括不銹鋼箱體、無線溫濕度傳感器、能夠接收無線溫濕度的軟件控制主機、工作電源輸入端子、工作電源輸出端子、驅(qū)動繼電器、分合閘接觸器和時間控制器。在裝置順利安裝投運后，工作人員無須到現(xiàn)場人工開停風(fēng)機，可依照開關(guān)室溫濕度的有關(guān)規(guī)定和經(jīng)驗得出閥值，設(shè)定溫濕度參數(shù)。該控制裝置能夠自動提取開關(guān)室溫濕度實時數(shù)據(jù)，并進行快速統(tǒng)計、分析和計算，進而依據(jù)計算出的結(jié)果控制風(fēng)機、加熱器、除濕機等溫濕度設(shè)備的開啟和關(guān)閉。

5.2 控制方法

在室內(nèi)溫度高于30 ℃時應(yīng)開啟風(fēng)機，低于10 ℃時則要關(guān)閉風(fēng)機。當室內(nèi)濕度值高于65%時，處理器會發(fā)出指令啟動風(fēng)機運行，而當室內(nèi)濕度低于65%時處理器則發(fā)出指令關(guān)閉風(fēng)機。在風(fēng)機連續(xù)運行2.5 h后，若室內(nèi)溫濕度仍未達到設(shè)定的停運值，應(yīng)由時間控制器以節(jié)點方式發(fā)出合停信號，并由控制主機發(fā)出指令，待控制風(fēng)機停運20 min后再次啟動，如此循環(huán)，直至室內(nèi)溫濕度值達到規(guī)定值，避免因風(fēng)機長時間運行發(fā)熱造成損壞。該裝置運行后可提升開關(guān)室與控制室的除濕降溫效果，也可減輕變電運行人員的負擔，為無人值守變電站的開關(guān)室、控制室設(shè)備的安全運行提供有利條件[4]。

6 實施成效

經(jīng)過半年的測試，該自動溫濕度控制器運行良好，可實時監(jiān)控開關(guān)室與控制室的溫濕度變化，并能做到自動響應(yīng)，降低運維成本，提高溫濕度控制的可靠性。

通過初步的應(yīng)用觀察以及對應(yīng)用結(jié)果的分析，該智能溫濕度控制裝置能夠良好解決開關(guān)室與控制室溫濕度不能自動控制調(diào)節(jié)的問題，使開關(guān)室、控制室時刻處于設(shè)定的溫濕度范圍內(nèi)，提高了排風(fēng)機對環(huán)境的適應(yīng)與響應(yīng)能力[5]。

7 結(jié) 論

當前，室內(nèi)風(fēng)機智能溫濕度控制裝置已廣泛應(yīng)用于各變電站，很大程度上減輕了運維人員的負擔，實現(xiàn)了對開關(guān)室、控制室溫濕度的全天候監(jiān)控與調(diào)節(jié)。在保證裝置正常工作的前提下，溫濕度超標次數(shù)均為零，在調(diào)節(jié)溫濕度的同時，起到保護風(fēng)機的作用。室內(nèi)風(fēng)機智能溫濕度控制裝置基本解決因變電站與開關(guān)室溫濕度不可控造成一、二次設(shè)備損壞的問題，達到了預(yù)期的效果。