配电环网柜防潮控温系统的设计与实现

配电环网柜防潮控温系统的设计与实现

邰耀文

国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司 宁夏吴忠 751100

摘要：文章主要是分析了配电环网柜凝露的成因，且讲解了其对配电可靠性的影响，在此基础上提出了防凝露控制的算法，最后构建出一个配电环网柜防潮控温的监控系统，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：环网柜；凝露；控制算法；远程监控

1、前言

环网柜是中压配电网中最常见的一种终端配电方式，但其容易出现凝露的情况，凝露会导致金属结构出现锈蚀的情况，且会直接降低到设备操作的可靠性，容易造成电气设备容易出现故障，为此文章主要是对如何构建配电环网柜防潮控制的监控系统展开了研究和探讨。

2、系统构成

该系统由三个部分：控制终端、通信管理机和远程温湿度调节管理平台所共同组成的。通信管理机根据传感器测得的温湿度信息，请求与远程后台进行GPRS通信，实现对环网机柜的远程实时监控，控制终端可通过压缩算法然后进行实时监控箱内的温度和湿度，智能控制加热器、排风扇和半导体除湿装置，驱动和破坏冷凝条件。终端还配备了限位传感装置，用于监测环网柜柜门是否打开，当柜门出现异常时会发出报警信息，提醒员工到现场进行维护和维修，通信管理机实施各种密集型的监控，高效、智能的信息汇总、信息标准化和信息安全访问技术，从控制终端接收数据并向其发送控制命令，使用TCP/IP主动将监控数据上传到应用服务器计算机软件平台上的应用服务器，然后把命令发送到web服务器。整个系统提供实时视觉监控和实时监测每个配电环网柜的环境温度和湿度，排气风扇和温度和湿度调节控制端子的操作。它是一个软件平台，集成了实时监控和在线控制功能，包括应用程序服务器，Web服务器，数据库服务器和本地客户端。应用程序服务器主动接收通信管理器发送的监视数据，并将其保存到数据库服务器;数据库服务器主要是应用在保存帐户信息，实时数据和历史数据等中。地面客户端可以通过浏览器访问Web服务器以显示帐户数据，实时数据和历史数据，并发送和接收到Web服务器的监视命令。值班人员可以通过平台向每个无线温度和湿度调节控制终端然后发送指令，包括积极查询环网柜的当前运行环境，网络状态和各种设备的工作状态，手动控制的除湿模块终端，智能防潮温度控制开关等通过软件平台，可以绘制大量数据信息图表，存储和记录专业查询和分析。

3、控制终端与通信管理机设计

3.1、硬件设计

控制终端的主要功能主要是包括了限位开关检测、温湿度检测、冷凝算法、设定运行模式、指令、报警、除湿、加热、通风等，并接收监控平台，根据这些功能的实际要求，系统的选择80C52单片机作为控制终端的控制终端。为了满足操作、存储和I/O接口要求，环网机柜中的每个控制终端都有一个唯一的地址码和相应的机柜信息，可以独立与监控管理平台进行一个交互。通信管理器的主要功能包括使用TCP/IP协议接收和总结每个控制终端的状态和数据，从监视和管理平台转发指令，以实现与远程监控和管理平台的双向通信以及信息安全处理。同时，通信经理还具有门锁限制检测的功能。打开环形网络柜门时，将发送到服务器的警报消息。为了修复和判断它是否被非法打开，在上述功能处理中，选择具有ARM核心的STM32F407处理器，以确保某些实时性能和数据安全性。处理器的主频率为168MH，片上存储器为192K，这方便扩展TCP / IP协议界面。该系统主要应用在现有环网的转换，系统电源来自PT变压器，其功率输出有一个限值，因此在控制终端和通信管理器的硬件设计和选择，以及除湿、加热、制冷的运行方式上，通风致动器必须考虑其功耗，必须在低功耗设计和低功耗模式下使用，应当要注重到对致动器的功耗处理，采用无冷凝的软件算法对致动器的协调操作进行优化。

3.2、防凝露控算法分析

控制终端通过温度和湿度传感器实时检测机柜的温度和相对湿度。绝对湿度是指在某些压力和温度下单位空气中包含的水蒸气的质量，并且饱和湿度是指在这种条件下单位空气中包含的最大水蒸气的最大水蒸气。一般而言，温度越高，空气中的水蒸气越多的情况下饱和湿度越大。如果湿度保持不变，当温度低至一定值时，水蒸气的分压达到相应温度的饱和压力，并且空气中的水蒸气达到饱和。如果温度进一步降低，水蒸气将从空气中浓缩和沉淀以形成露珠。当环网柜周围环境温度较低的情况下，在柜内空气湿度接近饱和值时，先提高柜内环境温度，迅速降低空气相对湿度，然后加速除湿，防止结露；通过加热降低环网柜内的相对湿度会对设备运行产生不利影响，因为除湿是在相对湿度达到设定阈值后进行的，以防止冷凝；当机柜内的相对湿度高于其环境湿度时，通风主要用于降低环形主机机柜内的空气湿度。因此，整个系统的除湿控制算法在无冷凝的前提下然后运行。

4、远程监控管理平台设计

4.1、平台架构

远程温度和湿度控制管理软件系统平台主要由WEEB服务器，应用程序服务器和数据库服务器所共同组成的。GPRS或VPN网络通过在Windows平台服务模式下通过通信管理主机和应用程序服务器获取和控制控制终端的数据。在重新启动到系统后，可以在没有登录的情况下使用，并且服务可以正常启动。TCP协议和通信管理器用于通信。双方都使用一致的通信指令格式来验证功能并确保数据的准确性。通信管理器首先连接到应用程序服务器，然后将由控制终端获得的实时信息发送到应用服务器。应用服务器在内存中接收实时信息，并将其存储在数据库中作为历史数据。当服务器接收到Web终端发送的控制命令时，命令通过通信管理器发送到相应的终端。对Web服务器，通过远程呼叫技术从应用程序服务器获得存储器中的实时信息，或者将控制命令发送到应用程序服务器，访问数据库服务器的数据以实现其他部分。

4.2、关键技术

平台软件使用多层技术架构来提高系统灵活性，可扩展性，安全性和并发的处理能力，并满足密集管理和业务开发的需求。它使用B/S和C/S混合模式。这方法具有耦合，逻辑再利用和标准定义的优点，使该系统具有良好的稳健性，可扩展性和可维护性。考虑到由于非法侵入到数据库而可能泄漏所有密码，确定系统加密方案采用MD5加密算法。系统使用MD5算法在数据库文件中加密用户密码并输入用户密码。密码作为MD5值，然后将MD5值保存在数据库中以确定输入的密码是否正确。通过此步骤，系统不知道用户的纯文本密码，并可以确定用户的登录。合法性可以阻止系统管理员了解一般用户的密码，并避免在一定程度上避免漏洞的难度。以太网通信具有两个通信协议：UDP和ITCP。UDP协议具有简单协议的特性，低开销和快速传输速度，但其可靠性低。它通常用于速度和性能要求高于可靠性的应用中。TCP提供有保证的传输，纠错和缓冲区，以确保数据传输的可靠性。

5、结束语

由上可知，无线传输配电环网柜防潮控温远程监控能够实现网络化的非接触式数据传输，且不用改变当前的配电环网柜结构，有着较强的适用能力。通过科学合理的控制方式会直接破坏柜内的凝露条件，且能够避免损坏环网柜，有效提升到供电的质量，确保到设备的正常运行。

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