基于太陽能除濕降溫型變電站戶外端子箱的研制與應用

劉興民

【摘 要】變電站戶外端子箱是室外電氣設備與室內測控、保護、通信等設備連接的中間環節。在空氣潮濕時，端子箱受潮還能使端子排螺絲和連接片生銹，使二次端子接觸不良，也同樣會使電流回路端子發熱甚至開路，造成保護拒動或誤動，引起事故，嚴重威脅電網的安全運行。因此，考慮檢修、運行的方便性、環保節能等方面，亟需研制一款智能、節能型智能性除濕降溫功能的戶外端子箱，徹底解決對戶外端子箱內的溫度和濕度過高問題，對防止發生電力事故發生具有重要的意義。

【關鍵詞】戶外端子箱 降溫 除濕 太陽能

隨著社會的發展和人民生活水平的不斷提高，電力用戶對供電可靠性和電能質量要求更高。變電站戶外端子箱是室外電氣設備與室內測控、保護、通信等設備連接的中間環節，一般就地安裝在設備旁。在空氣潮濕時，室外開關端子箱內潮濕凝露積水，除造成箱體內易銹蝕外，還易導致直流二次回路對地絕緣電阻下降；受潮還能使端子排螺絲和連接片生銹，使二次端子接觸不良，也同樣會使電流回路端子發熱甚至開路，造成保護拒動或誤動，引起事故。同時太陽能作為地球上最直接、最普遍、最清潔的能源，如何將其能運用到電力生產中去，對電力生產可持續發展具有深遠的意義。

1 目前解決措施

目前，各公司僅對在施工工藝、材質及管理措施的改進，無論在成本、人力、實效、節能、環保等方面都不能從根本上解決目前端子箱出現的高溫、潮濕、銹蝕等問題。采取以下措施：

（1）研究逐步對變電站戶外端子箱進行更換。（2）在開關端子箱內放置適量的除潮物品，如硅膠等，并定期檢查，及時更換。（3）做好端子箱的防火封堵，防止進水。（4）端子排的端子，螺絲及箱體用不銹鋼材質制作，防止腐蝕。（5）在雷雨過后及時開箱進行通風驅潮等。（6）制訂開關端子箱防潮維護管理制度，責任到人，定期檢查端子箱的驅潮、加熱裝置是否常，一旦發現問題要及時維護。

2 實施方案

2.1 系統方案

本文主要介紹了該端子箱的應用技術、主要功能以及實用效果，其系統圖如圖1。

圖1 太陽能除濕降溫型變電站戶外端子箱系統圖

（1）通過太陽能板發電，綠色、環保、節能。（同時太陽能板放在戶外端子箱上，遮擋太陽直接照射端子箱，物理性的也降低一部分溫度）。（2）當箱內部高溫時：通過溫度測量模塊1（外）、溫度測量模塊2（內）檢測端子箱內外溫度。當箱內溫度超過設定的值且外部溫度低于內部溫度時，微處理器驅動風機排風，進行自然排風降溫。當箱內、外溫度均超過設定的值，微處理器驅動制冷模塊，進行制冷降溫。同時根據箱內溫度裝置進行自動降溫。（3）當箱內部低溫（寒冷地區）時：通過溫度測量模塊1（外）、溫度測量模塊2（內）檢測端子箱內外溫度。當箱內溫度低于過設定的值且時，微處理器驅動加熱模塊加溫，同時根據箱內溫度裝置進行自動加溫。（4）當箱內部濕度過高時：通過濕度測量模塊1（外）、濕度測量模塊2（內）檢測端子箱內外濕度度，當內濕度超過設定的值且外部溫度高于內部溫度是，單片機驅動熱電阻加熱、風機排濕度。（5）通過溫度測量模塊1（外）、溫度測量模塊2（內）檢測端子箱內外溫度將溫度現場顯示和通過RS-485通訊線傳向變電站綜自系統，然后經綜自系統發送至調度，將數據進行實時監控。

2.2 技術方案

本文研究目的是為一種能夠通過太陽能發電進行除濕降溫的端子箱，并具有實時監測和報警功能。主要模塊選擇如下：

2.2.1 太陽能電池組件

由設計要求知：太陽能電池組件的功率為

（I1+I2）×18 = （7.04+1.85） ×18 = 160（W）

選取2塊峰值功率為80W的單晶硅組件太陽能電池組件構成太陽能電池陣列。

2.2.2 蓄電池

選用閥控式密封免維護鉛酸蓄電池。閥控式密封免維護鉛酸蓄電池是歷盡四十余年不斷創新的結晶。其高能密度、全密封結構、使用壽命長、高可靠性及良好的。

2.2.3 微處理器

選擇STC89C52單片機為該系統的總控芯片，8位的52系列單片機作為系統控制器。STC89C52單片機是一款具有ISP/IAP功能的單片機，它的片內具有64K字節Flash程序存儲器、1K字節數據存儲器、3個16位定時/計數器，6個中斷、1個全雙工串行口等資源，端口資源和功能滿足設計需要。

2.2.4 濕度傳感器

采用DHT11濕度傳感器。產生數字信號傳輸給單片機進行分析、處理和控制顯示。濕度檢測范圍為20%～90%RH，其檢測精度為±5%。兩線制的串行接口與內部的電壓調整，使外圍系統集成變得快速而簡單。

2.2.5 溫度傳感器

采用DS18B20數字化溫度傳感器，支持“一線總線”接口，即只。檢測溫度范圍為-55～+125℃：精度為±0.5℃（在-10℃～+85℃范圍）。

3 結語

本文主要解決變電站戶外端子箱內高溫、潮濕、低溫造成箱體內銹蝕、端子排螺絲和連接片生銹、設備老化、電纜銹蝕。從而導致使二次端子接觸不良、直流二次回路對地絕緣電阻下降以及測控、保護裝置運行異常、誤發信號，導致運行人員誤判斷作出錯誤分析。為電網調度運行人員處理設備異常和故障提供有利條件和決策支持，其作用是智能電網信息化、自動化、智能化的重要體現！