溫度控制器智能校驗裝置的研制

康寧 王飛 陳臻 王亮亮

摘要：本文針對傳統的溫度控制器校驗方法，以實用實效為出發點，研制出一種便于攜帶，優化校驗流程，加速溫度制造，進而縮短校驗時間，同時實現一鍵精確檢測、并根據檢測結果快速計算、分析的溫度控制器智能校驗裝置。

關鍵詞：溫度控制器

一、引言

溫度控制器廣泛使用于變電站電氣設備中，包括控制器和傳感器兩部分，溫度傳感器監測環境溫度變化，將溫度信號轉化為電壓信號輸送給控制器，控制器設定溫度值，當環境溫度超過設定值后，控制器發出命令啟停加熱器或空調，以保證設備的正常工作溫度。

溫度控制器就好比家用冰箱，高溫制冷，如果冰箱損壞而未能及時發現就會導致冰箱內食物腐爛，而溫度控制器不能及時校驗，就可能導致極寒天氣時開關拒動，人身傷亡，進一步引發電網解列，大規模停電等惡性事件，對電網安全運行構成巨大威脅。

二、現階段校驗方法存在不足

現階段采用的校驗方法是從路途遙遠的變電站將控制器、傳感器拆下，帶回實驗室使用回路校驗儀和溫度爐分別進行校驗，最終將合格溫度控制器帶回現場恢復安裝，校驗流程如圖所示。

可見傳統校驗方法需要人為進行重復拆接線、設定溫度及結果分析等工作，智能化程度低，且流程復雜繁瑣，勢必導致溫度控制器校驗耗時較長。

三、技術難點及解決方案

結合前期制定需求以及溫控器智能校驗裝置創新點進行剖析討論，認為有如下技術難點：一是如何提升校驗裝置便攜性，能將其帶至現場使用，實現控制器和傳感器的同步校驗;二是如何快速精準營造環境溫度;三是面對控制器型號多雜、校驗方式多樣的現狀，如何實現校驗智能化。

小組成員進一步采用“頭腦風暴法”對溫度控制器校驗裝置的組成部分進行分析，根據所繪親和圖進行分析，得出三種不同制溫方式的校驗方案。

激光制校驗方案：利用激光輻射壓力對中性氣體原子的熱運動產生影響，使原子速度加快或減慢，實現溫度升降。

磁場制溫校驗方案：通過給磁體加磁場，使磁熵變小或變大，達到加熱致冷的目的。

電氣制溫校驗方案：通過半導體熱電、壓縮制冷技術，電阻加熱等電氣原理，實現制冷或加熱，校驗溫控器。

最終根據便攜性、制溫速度、安全性等多方面參數綜合考慮，決定采用電氣制溫的溫控器校驗方案。

控制模塊：具備三個功能，一是儲存各型號溫度控制器的啟停溫度值;二是將命令傳輸給制溫模塊制造相應溫度;三是根據該溫度下控制器和傳感器的動作狀態判斷溫度控制器的合格與否。

顯示模塊：用于顯示各類關鍵信息，提供人機交互界面。

電源模塊：為裝置內各部件提供持續穩定電源。

外殼模塊：用來固定組裝各個模塊，起到防震保護作用。

制溫模塊：主要是通過制冷、制熱制造校驗所需環境溫度。

通過對比各個模塊功能參數后最終確定使用如下部件進行組裝研發。

四、裝置成效

小組成員在2020年11-12月試用期間，使用控制變量法對溫度控制器智能校驗裝置進行測試，通過變換溫度控制器型號、環境溫度、試驗人員、試驗場所，對目標進行檢查：

經過現場試驗，運用溫度控制器智能校驗裝置校驗平均時長僅為15.5min，相比于傳統方法時間大幅縮減，且實現了一鍵智能校驗，校驗成功率100%，小組的目標實現了！

節約成本：研究溫度控制器智能校驗裝置之前，需來回多次往返變電站完成校驗工作。據統計2020年11-12月試用期間共進行了220kV老滿城變電站、220kV鹽湖變電站等60座次變電站內間隔溫度控制器的校驗工作，平均往返路程為80km，時間為1.5h，工作人員4人，92號汽油價格為5.84元/L，工程車平均油耗12L/100km，計算可得節約成本為：

節約路程成本：60×80×2÷100×12×5.84=6727.68元

節約人工成本：60×1.5×2×4×25=18000元

共計節約成本：18000+6727.68=24727.68元

可知2020年試運行期間節約成本24727.68元。

五、總結

1.此成果一體化集成校驗設備，縮短充補時間，大幅度提高了檢修運維人員的工作效率。減少了絕緣介質由于低溫冷凝液化導致的開關氣壓低告警、閉鎖異常，提高了設備的安全水平，確保了電網的穩定運行。

2.溫度控制器智能校驗裝置的研制，減少了維護成本費用投入。

3.對溫度控制器校驗方法在電氣設備上的推廣應用做好了技術儲備，為公司樹立了良好企業形象，也成為其他供電公司爭相學習的榜樣，起到了示范作用。

參考文獻

[1]馬洋.基于單片機編程的車載冰箱智能溫度控制系統[M].汽車工業; 自動化技術，2019