室內風機智能溫濕度控制裝置的研制

楊 政，張 浩，王少峰

（國網山西省電力公司朔州供電公司，山西 朔州 036002）

1 室內風機智能溫濕度控制裝置的重要性

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

2 山西朔州變電站現狀

當前，山西朔州變電站的開關室、控制室內降溫和除濕風機均不能自主投切，引發室內一二次設備絕緣能力下降、銹蝕以及設備老化等問題[1]。以往公司采取增加運維人員的措施加強對室內溫濕度的關注和巡視，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，工作人員對問題現狀展開跟蹤調查，于2016年6月至8月記錄50次室外環境溫度測試中開關室、控制室內溫度超標的次數，以及10次雨后濕度測試中開關室、控制室內濕度超標的次數，為相關人員提供參考。記錄數據結果如表1所示。

由表1可知，工作人員在2016年6月至8月進行的50次溫度調查以及10次濕度調查中，溫度超標比例高居70%，而濕度超標比例也高達60%。通過表1數據繪制的比例柱狀圖（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，當前變電站內開關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室內溫度過高或濕度過高狀況到順利解決問題一般有五個環節：出現問題、發現問題、開啟風機、問題解決以及關閉風機，且各環節循環相接，如圖2所示。

圖2 環節流程圖

4 解決溫濕度問題的五個環節

4.1 環節概述

（1）問題的出現與否取決于周圍環境溫度與濕度；（2）問題的發現完全取決于運維人員設備巡視是否及時，不僅與運維人員責任心與業務能力相關，還關系到設備的管理工作流程，影響因素較多；（3）風機的開啟取決于能否及時發現問題；（4）問題的解決取決于風機開啟的運行時間、環境溫度與濕度的狀況；（5）關閉風機建立在及時發現問題并解決的前提下[3]。

4.2 確定要因

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

5 室內風機智能溫濕度控制裝置

5.1 室內風機智能溫濕度控制裝置結構與原理

組成結構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，工作人員無須到現場人工開停風機，可依照開關室溫濕度的有關規定和經驗得出閥值，設定溫濕度參數。該控制裝置能夠自動提取開關室溫濕度實時數據，并進行快速統計、分析和計算，進而依據計算出的結果控制風機、加熱器、除濕機等溫濕度設備的開啟和關閉。

5.2 控制方法

在室內溫度高于30 ℃時應開啟風機，低于10 ℃時則要關閉風機。當室內濕度值高于65%時，處理器會發出指令啟動風機運行，而當室內濕度低于65%時處理器則發出指令關閉風機。在風機連續運行2.5 h后，若室內溫濕度仍未達到設定的停運值，應由時間控制器以節點方式發出合停信號，并由控制主機發出指令，待控制風機停運20 min后再次啟動，如此循環，直至室內溫濕度值達到規定值，避免因風機長時間運行發熱造成損壞。該裝置運行后可提升開關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室、控制室設備的安全運行提供有利條件[4]。

6 實施成效

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

通過初步的應用觀察以及對應用結果的分析，該智能溫濕度控制裝置能夠良好解決開關室與控制室溫濕度不能自動控制調節的問題，使開關室、控制室時刻處于設定的溫濕度范圍內，提高了排風機對環境的適應與響應能力[5]。

7 結 論

當前，室內風機智能溫濕度控制裝置已廣泛應用于各變電站，很大程度上減輕了運維人員的負擔，實現了對開關室、控制室溫濕度的全天候監控與調節。在保證裝置正常工作的前提下，溫濕度超標次數均為零，在調節溫濕度的同時，起到保護風機的作用。室內風機智能溫濕度控制裝置基本解決因變電站與開關室溫濕度不可控造成一、二次設備損壞的問題，達到了預期的效果。