变电站远程温湿度控制系统研究

变电站远程温湿度控制系统研究

周乾   盛江 冯宗建 陈奕言

（深圳供电局有限公司    广东   深圳   518000）

摘要 深圳天气炎热潮湿，湿热环境对变电站户外端子箱影响颇大，但却缺乏有效的远程管控手段，因此本论文对变电站远程温湿度控制系统的研究进行了探讨。

ABSTRACT  The weather of Shenzhen is hot and humid, the hot and humid environment has a great impact on the outdoor terminal box of substation, but there is a lack of effective remote control means. Therefore, this paper discusses the research of remote temperature and humidity control system of substation.

关键词 变电站；户外端子箱；远程温湿度控制

KEYWORDS substation; outdoor terminal box; remote temperature and humidity control

1 引言

深圳地区的变电站，特别是户外变电站，安装着大量的户外端子箱，这些端子箱作为一二次设备交接环节，起着至关重要的作用。针对变电站端子箱的温湿度控制，目前国内主要有人工就地投退加热除湿装置，或者使用温湿度控制器自动控制加热除湿，缺乏有效的远程管控手段，也没有温湿度监测数据，无法制定合理的运维策略。在日常运维中，运维人员发现自动加热的温湿度控制器有较高的故障率，其故障后可能会导致加热片对端子箱持续加热，致使温度过高损坏箱内设备。因此，实际大多采用人工就地投退加热除湿装置的方式对端子箱进行温湿度的控制，但由于运维人员无法通过远程的方式监控到加热装置的启动情况，对端子箱内的温湿度进行获取的方式十分局限，故需要凭借经验在天气、气候较差时定期去投退端子箱的加热除湿装置，极大的增加了运维人员的工作量，十分不利于端子箱内温湿度的监测与控制。

本论文针对以上问题，提出了一套能够远程监测和控制温湿度的系统，控制远程加热和除湿设备，通过对数据的实时采集和专业的统计计算，制定适合各个站的温湿度控制策略，通过软件来实现对不同站点设备温湿度智能化、精准化的控制。

2 深圳变电站实际运行环境分析

深圳南部濒临南海，北部为丘陵和山地，全年潮湿，平均湿度高于70%，春夏季多雨，

秋冬季易形成凝露。许多变电站建设时间早，有较多的敞开式的变电站，其户外端子箱更是受恶劣天气影响颇大。对于一个敞开式的

220kV变电站而言，有约3-4台主变，8条220kV线路，10条110kV线路，80个开关柜。预估下来需要装设超过100套的加热除湿装置，而当天气不太良好需要启用加热除湿装置时，需要派一组值班人员到现场投入装置除湿，需要花费超过一个小时的时间。且在加热期间还需对被加热设备进行巡视检查，防止出现过热的情况。一个巡维中心常下辖40-60个变电站，若每次天气发生变化的时候都派出人员去现场投退耗时耗力，占用工作人员，影响其他工作的开展。

3 远程温湿度控制系统的技术关键点

本系统适用于具有户外端子箱的变电站的户外端子箱温湿度管理，可独立于变电站个体使用，可联网成区域性管理单元使用，由现场温湿度采集终端、远程数据库、远程管理平台等部分组成。

3.1 终端研制

（1）温湿度控制模块

温湿度控制模块，采用半导体制冷除湿方式，主动将密闭空间的潮湿空气在风扇的作用下吸入除湿风道，空气中的水汽经半导体制冷机构后冷凝成水，再通过导水管排出柜体。当冬季气温较低时，可通过对半导体制冷片施加反向电流，实现加热的功能，从而实现加热除霜的功能。

（2）微机控制系统

     微机控制系统，包含温湿度采集功能，输出控制功能和远程通讯接口。我们选择采用32位ARM微控制器作为主要控制处理器；温湿度采集考虑采用一体化温湿度采集芯片，其芯片内部已经完成了温湿度量到数字信号的转换，只需要通过ARM微控制器的I2C总线对转换后的结果进行数据采集处理；远程通讯模块采用远程通讯转出串口模块，从而简化通讯模块与ARM微控制器之间的通讯设计。

（3）北斗定位功能

随着北斗大规模商用的逐步展开，现市面上北斗导航定位模块的价格早已大幅度降低。可考虑采用杭州中科微的导航定位模块实现终端地理位置信息的确认，同时还能使终端装置具备准确的时间信息。

（4）本地化控制接口

   温湿度控制装置本地需要实时显示当前的温湿度信息，通讯参数配置以及手动除湿、除霜功能启动、停止的实现。

3.2远程管理平台设计

（1）实时温湿度信息显示

以地图的形式按变电站位置信息显示，点开单个变电站后显示所安装的温湿度控制器列表，列表后显示对应温湿度控制器的实时温度、湿度以及工作状态（空闲，除湿，除霜状态）。

图1 实时温湿度控制系统

（2）温湿度变化潮流趋势图

每个温湿度控制器终端上传的数据按预设间隔（每隔某段固定时间长度）保存到后台数据库，当需要时根据具体要求绘制趋势图以及其他必要的统计信息。

图2 温湿度变化潮流趋势图

（3）远程手动启停温湿度控制器

远程手动操作温湿度控制器工作状态 A,停止工作；B,除湿，时间长度或到具体时刻；C,除霜，时间长度或具体时刻。

（4）远程自动控制器启停配置

按全局，变电站，单台控制器配置启动除湿、除霜的条件定值。后台软件根据设定定值自动执行温湿度控制器启动、停止操作。

4结语

至今，在线监测、大数据、远程运维、4G等技术在电网设备监测、管理方面有着广泛的应用，使用技术也日益成熟，但是该项技术在端子箱的温湿度控制方面还未有成熟的应用先例。

远程温湿度控制系统通过传感器对端子箱内的温度、适度进行采集，再以4G通信的方式将采集的数据传输至运维人员手中。运维人员则可以根据采集的数据监测到端子箱温湿度的实时数据，绘制相应的表格或使用专业的软件进行分析，再因地制宜地根据各个变电站特点来调整对加热除湿装置的控制策略。本套系统的应用可以提高对设备的管理质量和动态响应速率，使现场设备更为安全可靠。其次，可减少运维人员的工作强度，提高工作效率，促进电网数字化运维的进程。