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2 高壓配電室全智能防凝露系統(tǒng)的設(shè)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(shè)備的啟停。其中，外圍執(zhí)行設(shè)備的配置考慮了電氣回路的各個環(huán)節(jié)，特別是開關(guān)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(shè)計平臺，設(shè)計了友好的人機交互界面。其中在菜單上設(shè)置了設(shè)備狀態(tài)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警信息、相關(guān)曲線、參數(shù)設(shè)置、時鐘設(shè)置等功能按鍵，通過操作界面上的按鍵可以實現(xiàn)對應(yīng)的顯示功能。

380 V 三相電源進(jìn)線，CB0 為進(jìn)線總開關(guān)，單相

220 V 負(fù)荷均勻配置到各相，三相負(fù)荷主要針對大功率室內(nèi)除濕機。CB1—CB9 為支路開關(guān)，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(shè)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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PSCS-60 (40)排水型開關(guān)柜除濕裝置的工作技術(shù)原理 

該裝置的工作原理是通過調(diào)整控制器實現(xiàn)該裝 置自動或手動運行，并可以整定自動運行的濕度數(shù) 值。在自動工作模式下，當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)的空氣濕度值 達(dá)到裝置的動作門檻值時，電子控制器驅(qū)動電子半 導(dǎo)體工作。電子半導(dǎo)體由一塊N型半導(dǎo)體材料和一 塊P型半導(dǎo)體材料組結(jié)成電偶對，在這個電路中接 通直流電流后就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元 件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端；由P 型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。 在半導(dǎo)體的熱面涂一層很薄的銀硅脂并貼上散熱片， 熱端工作后釋放熱量，外加通風(fēng)機提高熱風(fēng)循環(huán)效 率。

應(yīng)用驗證

該裝置于2014年5月23日在山東能源棗礦集 團新安煤礦6 kV高壓變電所箱變內(nèi)進(jìn)行試驗運 行，并在箱變箱體內(nèi)加裝溫濕度傳感器，在箱變儀 表室加裝溫濕度數(shù)顯表，校對該裝置的工作精度和 靈敏度。在6月一10月中旬雨季試運行期，每天 例行溫濕度巡查，未發(fā)現(xiàn)箱體內(nèi)有濕度超標(biāo)現(xiàn)象。 10月20日該變電所進(jìn)行秋季例行巡檢時，開箱査 看各帶電導(dǎo)體、端子排和柜壁等部位，未發(fā)現(xiàn)凝露 現(xiàn)象存在。

通過試運行驗證，PSCS-60 (40)排水型除 濕裝置利用了電子半導(dǎo)體溫差大時易凝露的原理， 收集凝水并排出開關(guān)柜外。從根本上解決了加熱型 除濕裝置加熱后容易形成凝露這一開關(guān)柜常見困 擾，達(dá)到了開關(guān)柜內(nèi)的水分和濕度顯著降低，確保 了安全供電。

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(1) 檢修維護(hù)方面：分散式防凝露裝置檢修消缺工作量大， 集中式只需對集中控制箱中兩只溫控器和各支路加熱元件進(jìn) 行檢查維護(hù)，大大減少了檢修工作量。同時，由于取消了各單 元箱體內(nèi)溫控器，集中控制箱中采取兩只溫控器接點并聯(lián)使 用，設(shè)備運行的可靠性得到明顯提高。

(2) 運行方面：集中控制裝置減少了運行人員巡檢的工作 量，能夠節(jié)約時間，提高工作效率；集中控制裝置能實現(xiàn)遠(yuǎn)方 遙控、遙信，滿足綜合自動化電站要求。

(3) 安全和可靠性方面：集中控制裝置采用溫控二次回路 控制，相對于分散式單溫控器控制方式，增強了防凝露裝置動 作的可靠性。采用獨立的交流電源回路供電，避免了加熱回路 故障對設(shè)備其它元件可能造成的事故，保證其他設(shè)備的安全 運行。

柜內(nèi)空氣凝露是變電站開關(guān)柜運行中出現(xiàn)閃絡(luò)故障的主要誘因。基于凝露形成的機理分析，本文提出了采用電纜溝進(jìn)線的高壓開關(guān)柜內(nèi)消除凝露的技術(shù)實施方案，通過使電纜溝與開關(guān)室內(nèi)空氣溫濕度參數(shù)趨于均勻，有效避免了高壓開關(guān)柜內(nèi)凝露的產(chǎn)生。

隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市建設(shè)的不斷推進(jìn)、城市用電負(fù)荷密度的增加和城市建設(shè)美化要求的提高，越來越多的城市變配電設(shè)施從戶外轉(zhuǎn)向室內(nèi)，電力輸送線路也從架空敷設(shè)轉(zhuǎn)向地下電纜溝敷設(shè)。通過對現(xiàn)有變配電站高壓開關(guān)柜運行故障分類分析發(fā)現(xiàn)， 開關(guān)柜內(nèi)空氣凝露是引起絕緣強度下降、引發(fā)開關(guān)柜故障的主要因素之一。本文通過對高壓開關(guān)柜內(nèi)空氣凝露原因的分析，提出了通過消除開關(guān)柜室與電纜溝內(nèi)空氣溫、濕度差的技術(shù)方案，解決電纜溝內(nèi)的凝露問題，從而保證高壓開關(guān)柜內(nèi)不出現(xiàn)因凝露而產(chǎn)生的閃絡(luò)，防止運行故障的發(fā)生。