專利名稱：用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，特別是涉及一種用于改善 設(shè)備緊湊型布置的戶內(nèi)變電站和地下變電站及其它類似封閉空間環(huán)境中設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的 控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)和電網(wǎng)的飛速發(fā)展，各種電壓等級(jí)的變電站越來越多。為節(jié)約寶貴 的土地資源，減少噪音、輻射等環(huán)境問題，這些變配電設(shè)施越來越多地被設(shè)計(jì)成緊湊型的戶 內(nèi)布置，或者置于地下，環(huán)境的封閉性使這些變電站的電氣設(shè)備運(yùn)行條件十分惡劣，需要設(shè) 置必要的通風(fēng)降溫系統(tǒng)。常規(guī)的通風(fēng)降溫系統(tǒng)是采用機(jī)械通風(fēng)加空調(diào)冷卻的方式來實(shí)現(xiàn) 的。這種方式由于未對(duì)氣流進(jìn)行有效組織，不僅通風(fēng)冷卻效率低、能效差，還衍生出大量的 環(huán)境問題首先，大量的室外空氣會(huì)將灰塵和漂浮于空氣中的鹽類或酸性物質(zhì)帶進(jìn)設(shè)備間， 它們附著于設(shè)備或絕緣體的表面形成污垢后不僅會(huì)腐蝕設(shè)備，而且會(huì)構(gòu)成放電通道，引發(fā) 爬電、污閃等安全事故；再者，在設(shè)備輕載或悶熱氣候條件下，大量的室外濕熱空氣進(jìn)入室 內(nèi)，尤其是地下變配電室，容易在墻體、設(shè)備或絕緣體的表面形成凝露，可以引發(fā)放電、閃絡(luò) 等絕緣故障，為此又需要采取除濕措施，無為地增加系統(tǒng)能耗；最后，由于大風(fēng)量的風(fēng)機(jī)所 帶來的附加噪音，使得本已日益嚴(yán)重的噪音擾民問題更是雪上加霜。綜上所述，現(xiàn)有的通風(fēng)措施造成變電(配)站的內(nèi)部環(huán)境溫度偏高、設(shè)備表面積塵 嚴(yán)重、通風(fēng)及空調(diào)設(shè)備運(yùn)行能耗增加，特別在迎峰度夏的季節(jié)，由于室內(nèi)環(huán)境溫度影響變電 站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，加劇了電力供需緊張的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系 統(tǒng)，其通過提高通風(fēng)效率，降低運(yùn)行能耗，改善環(huán)境品質(zhì)、優(yōu)化監(jiān)控環(huán)境，提高變(配)電站 運(yùn)行的穩(wěn)定性。。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行 環(huán)境的控制系統(tǒng)，包括進(jìn)風(fēng)口 ；智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器，設(shè)置于上述進(jìn)風(fēng)口處，其不僅可改變風(fēng) 量大小，還可調(diào)節(jié)氣流方向與角度；出風(fēng)口，用于將產(chǎn)生的熱氣流排出室外；SF6溢出口，用 于將產(chǎn)生的SF6泄漏氣體排出室外；此外，還包括溫度傳感器，用于采集封閉空間上部或 出風(fēng)口的溫度信息并傳送至上述智能控制單元；智能控制單元，對(duì)接受到的信息進(jìn)行處理 并發(fā)出相應(yīng)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，其還可以通過接口與外界進(jìn)行信息交換；其 中，上述出風(fēng)口的位置高于上述進(jìn)風(fēng)口的位置，SF6溢出口設(shè)置在一側(cè)墻面的底部。優(yōu)選地，所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，還包括濕度傳感器， 用于采集封閉空間內(nèi)部的濕度信息并傳送至上述智能控制單元。優(yōu)選地，所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，還包括水浸傳感器， 用于監(jiān)測(cè)封閉空間內(nèi)部的水位信息并傳送至上述智能控制單元。
優(yōu)選地，所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，還包括防火防爆裝 置，設(shè)置于高壓電容器室之間以及高壓電容器室和其它電氣設(shè)備室之間的通風(fēng)口處。優(yōu)選地，所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的智能控制單元還包 括報(bào)警信號(hào)接口，用于向外部報(bào)警裝置傳送報(bào)警信息。優(yōu)選地，所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的智能控制單元還包 括通信接口，用于與上一級(jí)控制系統(tǒng)如主控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通信連接。優(yōu)選地，所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器的出 風(fēng)口處還設(shè)置有導(dǎo)向器，其與上述智能控制單元連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，通過對(duì)戶內(nèi)變電站和地下變電站及其它類似封閉空間環(huán)境中的 氣流進(jìn)行有效組織，避免了常規(guī)風(fēng)機(jī)通風(fēng)所產(chǎn)生的混流與紊流，最大限度地保持了氣流經(jīng) 發(fā)熱體下部自下而上包覆熱源體的自然對(duì)流形態(tài)，大大提高熱源體表面通風(fēng)冷卻效率，同 時(shí)，還通過采用智能化控制、空氣過濾、濕度控制與水位測(cè)量預(yù)警等措施實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力設(shè)備 運(yùn)行環(huán)境的系統(tǒng)性控制。


圖1為本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例的整體結(jié) 構(gòu)示意圖2為本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例所涉及的封閉 空間中底部氣流水平流動(dòng)情況的示意圖3為本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示 意圖4為本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例所涉及的主變 室通風(fēng)剖面圖5為本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例所涉及的負(fù)一 層平面進(jìn)風(fēng)示意圖6為本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例所涉及的一層 平面通風(fēng)示意圖7本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例所涉及的二層平 面通風(fēng)示意圖8本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的控制信息流示意圖。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步揭示本發(fā)明的技術(shù)方案，茲結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。本發(fā)明以實(shí)現(xiàn)“弱氣流通風(fēng)冷卻”作為基礎(chǔ)。所謂弱氣流系指維持熱源體表面在 某一溫度區(qū)間的熱平衡所需的最小通風(fēng)冷卻強(qiáng)度。(現(xiàn)有機(jī)械強(qiáng)迫式通風(fēng)降溫技術(shù)所選取 的通風(fēng)冷卻強(qiáng)度必須大于熱源體最大發(fā)熱量情況下維持某一溫度區(qū)間的熱平衡的需要，故 稱為強(qiáng)氣流)。[實(shí)施例1]。圖1，為本發(fā)明所揭示的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例 所涉及的封閉空間中底部氣流水平流動(dòng)情況的示意圖；圖8本發(fā)明用于改善變電站設(shè)備運(yùn) 行環(huán)境的控制系統(tǒng)的控制信息流示意圖。其中，包括進(jìn)風(fēng)口 6 ；智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8，設(shè)置于 上述進(jìn)風(fēng)口 6處，其不僅可改變風(fēng)量大小，還可調(diào)節(jié)氣流方向與角度，該智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8 可以采用專利號(hào)為200720131425. 1的中國實(shí)用新型專利《智能溫控通風(fēng)調(diào)節(jié)器》來實(shí)現(xiàn)； 出風(fēng)口 7，用于將產(chǎn)生的熱氣流排出室外；SF6 (六氟化硫)溢出口 10，用于將產(chǎn)生的SF6 (六 氟化硫，其比重為空氣的5. 14倍)泄漏氣體排出室外；此外，還包括溫度傳感器122，用于 采集封閉空間(即室內(nèi))上部或出風(fēng)口的溫度信息并傳送至上述智能控制單元100 ；智能 控制單元100，對(duì)接受到的信息進(jìn)行處理并發(fā)出相應(yīng)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，其還 可以通過接口與外界進(jìn)行信息交換；其中，上述出風(fēng)口 7的位置高于上述進(jìn)風(fēng)口 6的位置， 上述SF6溢出口 10設(shè)置在一側(cè)墻面的底部。以下參照附圖對(duì)本發(fā)明第一實(shí)施例工作時(shí)的情況進(jìn)行說明。工作時(shí)，開啟上述進(jìn)風(fēng)口 1處的上述智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8，外部進(jìn)入的較冷空氣經(jīng)上 述智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8中的空氣過濾器過濾后在封閉空間中(即室內(nèi))的底部形成如圖2中 方向箭頭13所示的水平方向的氣流環(huán)繞，與此同時(shí)，上述智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8根據(jù)其溫度傳 感器檢測(cè)到的溫度信息，按照其預(yù)設(shè)的值自動(dòng)調(diào)節(jié)其風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量，使得進(jìn)入的較冷空氣 充分與發(fā)熱體表面接觸，最大限度的進(jìn)行熱交換。由于熱空氣上升，使得氣流在封閉空間中 (即室內(nèi))的底部形成水平方向環(huán)繞的同時(shí)，在垂直方向形成單向可控的氣流通道，最后經(jīng) 出風(fēng)口 7將產(chǎn)生的熱氣流排出室外(如圖1)。再者，由于氣流運(yùn)動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，使電 力設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的比重較大的SF6 (六氟化硫)氣體形成局部堆積，在微正壓氣流導(dǎo)向作 用下使得堆積的SF6 (六氟化硫)泄漏氣體經(jīng)上述SF6 (六氟化硫)溢出口 10排出室外。[實(shí)施例2]。圖3、圖4、圖5、圖6、圖7揭示了本發(fā)明的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例系對(duì)第一實(shí)施例做進(jìn)一步改進(jìn)后的一種實(shí)施例，其中，包括主變壓器 室1 ；三層結(jié)構(gòu)，緊鄰上述主變壓器室1 一側(cè)，由上至下依次為，二層控制室2、二層電容室 5、一層開關(guān)室3、負(fù)一層電纜室4 ；第二實(shí)施例相對(duì)于第一實(shí)施例還包括濕度傳感器123， 用于采集封閉空間內(nèi)部的濕度信息并傳送至上述智能控制單元100 ；水浸傳感器121，用于 監(jiān)測(cè)封閉空間內(nèi)部的水位信息并傳送至上述智能控制單元100 ；防火防爆裝置11，設(shè)置于 高壓電容器室之間以及高壓電容器室和其它電氣設(shè)備室之間的通風(fēng)口處，該防火防爆裝置 可以采用專利號(hào)為200920187194. 5的中國實(shí)用新型專利《應(yīng)用于高壓電容室的防火防爆 閥》來實(shí)現(xiàn)。；所述智能控制單元100還包括報(bào)警信號(hào)接口 113和通信接口 114，報(bào)警信號(hào) 接口 113用于向外部報(bào)警裝置傳送報(bào)警信息，通信接口 114用于與上一級(jí)控制系統(tǒng)如主控 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通信連接；另外，上述智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8的出風(fēng)口處還設(shè)置有導(dǎo)向器112，其 與上述智能控制單元100連接。以下參照附圖對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施例工作時(shí)的情況進(jìn)行說明。工作時(shí)，開啟進(jìn)風(fēng)口 6處的智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8，外部進(jìn)入的較冷空氣經(jīng)空氣過濾器 過濾后在封閉空間中(即室內(nèi))的底部形成如圖2中方向箭頭13所示的水平方向的氣流環(huán) 繞，與此同時(shí)，上述智能控制單元100根據(jù)上述溫度傳感器122檢測(cè)到的溫度信息，按照其 預(yù)設(shè)的值自動(dòng)調(diào)節(jié)上述智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8的進(jìn)風(fēng)量或由上述智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8本身自動(dòng)調(diào)
5節(jié)其進(jìn)風(fēng)量，上述智能控制單元100還通過控制上述安裝于智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8的出風(fēng)口處 的導(dǎo)向器112來調(diào)整進(jìn)風(fēng)的方向，使得進(jìn)入的較冷空氣充分與發(fā)熱體表面接觸，最大限度 的進(jìn)行熱交換。由于熱空氣上升，使得氣流在封閉空間中(即室內(nèi))的底部形成水平方向環(huán) 繞的同時(shí)，在垂直方向形成單向可控的氣流通道，最后經(jīng)出風(fēng)口 7將產(chǎn)生的熱氣流排出室 外(如圖1)。再者，由于氣流運(yùn)動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，使電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的比重較大的 SF6 (六氟化硫)氣體形成局部堆積，在微正壓氣流導(dǎo)向作用下使得堆積的SF6 (六氟化硫) 泄漏氣體經(jīng)上述SF6溢出口 10排出室外。在圖3中，負(fù)一層電纜室4與一層開關(guān)室3之間可以設(shè)置一個(gè)通風(fēng)管道9，通風(fēng)管 道9位于負(fù)一層電纜室4的一端裝有智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器8，位于一層開關(guān)室3的另一端裝有出 風(fēng)口(71)，以便將負(fù)一層電纜室4中產(chǎn)生的熱氣流通過一層開關(guān)室3后排出室外。另外，上 述智能控制單元100實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度傳感器122采集到的溫度信息以及濕度傳感器123和水 浸傳感器121采集到的濕度和水位信息，當(dāng)監(jiān)控到的數(shù)據(jù)超出警戒值時(shí)自動(dòng)作出相應(yīng)的處 理，比如，上述智能控制單元100通過上述報(bào)警信號(hào)接口 113向外部報(bào)警裝置傳送報(bào)警信息 或通過上述通信接口 114將相關(guān)信息傳送至上一級(jí)控制系統(tǒng)如主控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站 設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的全方位控制。另外，當(dāng)高壓電容器室發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故時(shí)，設(shè)置于高壓電容器室之間以及高 壓電容器室和其它電氣設(shè)備室之間的通風(fēng)口處的防火防爆裝置11自動(dòng)關(guān)閉，從而能夠限 制事故所能影響的范圍，該防火防爆裝置11可以采用專利號(hào)為200920187194. 5的中國實(shí) 用新型專利《應(yīng)用于高壓電容室的防火防爆閥》來實(shí)現(xiàn)。上述實(shí)施例與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，能獲得以下更高的綜合效能
第一，以集約的可控弱氣流在熱源體表面實(shí)現(xiàn)充分熱交換完成熱源體的散熱，大大提 高了散熱效率，達(dá)到了 “弱氣流通風(fēng)冷卻”的效果；
第二，本發(fā)明有效節(jié)約強(qiáng)排風(fēng)所浪費(fèi)的氣流量，并使得在進(jìn)風(fēng)口加裝空氣過濾或吸附 裝置成為可能，節(jié)約了能源消耗和改善了封閉環(huán)境中的空氣品質(zhì)；
第三，本發(fā)明能控制熱源體與戶內(nèi)環(huán)境、戶內(nèi)與戶外的溫度差，破壞結(jié)露條件，確保設(shè) 備不發(fā)生凝露；
第四，由于本發(fā)明方法中控制部分采用了功能強(qiáng)大的微處理器單元，使得在實(shí)施風(fēng)量 控制的同時(shí)兼顧和整合有害氣體及煙霧的檢測(cè)、濕度與水位測(cè)量及災(zāi)害預(yù)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等 多種應(yīng)用需求。實(shí)現(xiàn)變電站封閉環(huán)境的綜合治理和環(huán)境優(yōu)化的綜合效能。以上通過對(duì)所列實(shí)施方式的介紹，闡述了本發(fā)明的基本構(gòu)思和基本原理。但本發(fā) 明絕不限于上述所列實(shí)施方式，凡是基于本發(fā)明的技術(shù)方案所作的等同變化、改進(jìn)及故意 變劣等行為，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，包括進(jìn)風(fēng)口(6)；智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器(8)，設(shè)置于上述進(jìn)風(fēng)口(6)處，其不僅可改變風(fēng)量大小，還可調(diào)節(jié)氣 流方向與角度；出風(fēng)口(7)，用于將產(chǎn)生的熱氣流排出室外；SF6溢出口(10)，用于將產(chǎn)生的SF6泄漏氣體排出室外；其特征在于，還包括溫度傳感器(122)，用于采集封閉空間上部或出風(fēng)口的溫度信息并傳送至智能控制單 元(100)；智能控制單元(100)，對(duì)接受到的信息進(jìn)行處理并發(fā)出相應(yīng)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的自 動(dòng)控制，其還可以通過接口與外界進(jìn)行信息交換；其中，上述出風(fēng)口(7)的位置高于上述進(jìn)風(fēng)口(6)的位置，上述SF6溢出口(10)設(shè)置在 一側(cè)墻面的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，其特征在于，還 包括濕度傳感器(123)，用于采集封閉空間內(nèi)部的濕度信息并傳送至上述智能控制單元 (100)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，其特征在 于，還包括水浸傳感器(121)，用于監(jiān)測(cè)封閉空間內(nèi)部的水位信息并傳送至上述智能控制 單元(100)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，其特征在于，還 包括防火防爆裝置(11)，設(shè)置于高壓電容器室之間以及高壓電容器室和其它電氣設(shè)備室 之間的通風(fēng)口處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述智能控制單元(100)還包括報(bào)警信號(hào)接口(113)，用于向外部報(bào)警裝置傳送報(bào)警信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，其特征在于，上 述智能控制單元(100)還包括通信接口(114)，用于與上一級(jí)控制系統(tǒng)如主控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 通信連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，其特征在于，上 述智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器(8)的出風(fēng)口處還設(shè)置有導(dǎo)向器(112)，其與上述智能控制單元(100) 連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于改善變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的控制系統(tǒng)，包括進(jìn)風(fēng)口、智能通風(fēng)調(diào)節(jié)器、出風(fēng)口、SF6溢出口；此外，還包括溫度傳感器、智能控制單元；其中，所述的進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口設(shè)置在同一側(cè)墻面，出風(fēng)口的位置高于進(jìn)風(fēng)口的位置，SF6溢出口設(shè)置在靠近出風(fēng)口一側(cè)的墻面的底部。本發(fā)明通過對(duì)戶內(nèi)變電站和地下變電站及其它類似封閉空間環(huán)境中的氣流進(jìn)行有效組織,避免了常規(guī)風(fēng)機(jī)通風(fēng)所產(chǎn)生的混流與紊流，最大限度地保持了氣流經(jīng)發(fā)熱體下部自下而上包覆熱源體的自然對(duì)流形態(tài)，大大提高熱源體表面通風(fēng)冷卻效率。
文檔編號(hào)G05B19/04GK102088167SQ201010551829
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者劉明濤, 張英俊, 承方, 熊靜, 王磊, 王錫生, 盛幫明, 胡繼軍, 許云霞, 談堅(jiān) 申請(qǐng)人:無錫賽孚電力環(huán)境控制設(shè)備有限公司, 江蘇省電力設(shè)計(jì)院