一种变电站GIS预制舱通风系统及控制方法与流程

一种变电站gis预制舱通风系统及控制方法
技术领域
1.本发明涉及变电站技术领域，尤其是涉及一种变电站gis预制舱通风系统及控制方法。


背景技术：

2.随着城市用电负荷快速增长，基于经济和安全的考虑，需要在城市中心新建变电站，而变电站建在城市中心区域，其占地面积和建设周期显得尤为重要。将模块化的预制舱式变电站应用在城市中心，能解决传统变电站建设周期长、占地面积大、工艺安装标准不统一等问题，能实现变电站小型化、提高工程建设效率和质量、有效降低成本。
3.gis(gas insulated switchgear)气体绝缘全封闭组合电器设备是电力电网中极为重要的供电设备，其内部充有一定压力的sf6气体，用于灭弧和绝缘。gis室是专门放置gis设备的场所，gis室内的通风状态将严重影响gis设备的正常运行和人员的生命安全。
4.变电站预制舱的gis室内空间小且密闭，现有通风系统存在以下缺点：
①
采集判据信息单一，仅采集室内温度和sf6浓度作为通风系统运行判据，不能多维度检测预制舱gis室内运行状况；
②
系统缺乏联动，现有变电站gis预制舱gis室内空调常开，风机仅根据室内温度和sf6浓度启停，无法实现风机、空调及防尘通风装置联动。
③
系统智能化水平低，通常采用人工启动风机，由人工通过风机启动声音判断风机是否正常，但人工检查可能存在检查不到位、甚至误判的情况，无法实现运维人员进入前自动启动风机、风机故障检测、火灾检测等功能。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种变电站gis预制舱通风系统及控制方法，以解决现有技术无法自动控制预制舱gis室内的环境因素从而导致设备和人员存在安全隐患的技术问题。
6.本发明的目的，可以通过如下技术方案实现：
7.一种变电站gis预制舱通风系统，包括：
8.气体传感器、温湿度传感器、红外传感器、风机电流传感器、微控制器、风机、空调、防尘通风装置；
9.所述微控制器的信号输入端连接所述气体传感器、所述温湿度传感器、所述红外传感器、所述风机电流传感器，所述微控制器的信号输出端连接所述风机、所述空调、所述防尘通风装置；
10.其中，所述气体传感器检测所述预制舱gis室内的气体浓度值，所述温湿度传感器检测所述预制舱gis室内的温湿度数据，所述红外传感器检测是否有人进入所述预制舱gis室，所述风机电流传感器检测所述风机的工作电流值；
11.所述微控制器根据所述气体传感器、所述红外传感器、所述温湿度传感器的数据联动控制所述风机、所述空调、所述防尘通风装置的启停；监测所述预制舱gis室内的气体
浓度和温湿度是否异常；根据所述风机电流传感器的数据判断所述风机是否发生故障；当气体浓度、温湿度的数据异常或所述风机发生故障时，发出告警信号以便及时检修；
12.所述风机用于通风并调节所述预制舱gis室内的气体浓度，所述空调用于通风并调节所述预制舱gis室内的温湿度，所述防尘通风装置过滤所述预制舱gis室内的粉尘并通风。
13.可选地，还包括：
14.用于监测火灾信号的火灾探测器；
15.所述火灾探测器与所述微控制器的信号输入端连接，所述微控制器根据所述火灾探测器监测到的火灾信号自动关闭所述风机、所述空调和所述防尘通风装置。
16.可选地，还包括：
17.用于接收所述告警信号的监控中心，所述监控中心与所述微控制器的信号输出端连接。
18.可选地，所述气体传感器至少包括：
19.sf6传感器和o2传感器，分别用于检测预制舱gis室内的sf6、o2的浓度值。
20.可选地，所述微控制器为pc机。
21.本发明还提供了一种变电站gis预制舱通风控制方法，应用在变电站gis预制舱通风系统上，所述方法包括：
22.根据气体传感器、红外传感器检测的数据联动控制风机与防尘通风装置的启停，以使预制舱gis室内的气体浓度满足预设的气体浓度限值；
23.根据温湿度传感器检测的温湿度数据控制空调的启停，以使预制舱gis室内的温湿度满足预设的温湿度限值；
24.根据风机电流传感器检测的风机工作电流判断所述风机是否发生故障；
25.当所述气体浓度不满足预设的气体浓度限值或所述温湿度数据不满足预设的温湿度限值或所述风机发生故障时，发出告警信号。
26.可选地，还包括：
27.当监测到火灾探测器发出的火灾信号时，关闭所述风机、所述空调和所述防尘通风装置。
28.可选地，所述气体传感器至少包括：检测sf6浓度值的sf6传感器和检测o2浓度值的o2传感器，根据气体传感器、红外传感器检测的数据联动控制风机与防尘通风装置的启停包括：
29.当检测到的sf6浓度值大于等于预设的第一启动阈值时，经预设的启动延时后启动所述风机和所述防尘通风装置；当检测到的sf6浓度值小于预设的第一停机阈值时，关闭所述风机和所述防尘通风装置；或
30.当检测到的o2浓度值小于等于预设的第二启动阈值时，经预设的启动延时后启动风机和所述防尘通风装置；当检测到的o2浓度值大于预设的第二停机阈值时，关闭所述风机和所述防尘通风装置；或
31.当红外传感器检测到有人进入gis预制舱时，启动所述风机和所述防尘通风装置，持续运行预设的时长后，关闭所述风机和所述防尘通风装置。
32.可选地，根据温湿度传感器检测的温湿度数据控制空调的启停包括：
33.当检测到的温湿度数据达到预设的第三启动阈值时，启动空调，并根据所述温湿度数据调整温度值及风量大小；
34.当检测到的温湿度数据达到预设的第三停机阈值时，关闭所述空调。
35.可选地，根据风机电流传感器检测的风机工作电流判断所述风机是否发生故障包括：
36.当检测到的风机工作电流数据大于等于预设的风机电流阈值时，则判定所述风机运行正常，否则，判定所述风机发生故障。
37.本发明提供了一种变电站gis预制舱通风系统及控制方法，其中系统包括：气体传感器、温湿度传感器、红外传感器、风机电流传感器、微控制器、风机、空调、防尘通风装置；所述微控制器的信号输入端连接所述气体传感器、所述温湿度传感器、所述红外传感器、所述风机电流传感器，所述微控制器的信号输出端连接所述风机、所述空调、所述防尘通风装置；其中，所述气体传感器检测所述预制舱gis室内的气体浓度值，所述温湿度传感器检测所述预制舱gis室内的温湿度数据，所述红外传感器检测是否有人进入所述预制舱gis室，所述风机电流传感器检测所述风机的工作电流值；所述微控制器根据所述气体传感器、所述红外传感器、所述温湿度传感器的数据联动控制所述风机、所述空调、所述防尘通风装置的启停；监测所述预制舱gis室内的气体浓度和温湿度是否异常；根据所述风机电流传感器的数据判断所述风机是否发生故障；当气体浓度、温湿度的数据异常或所述风机发生故障时，发出告警信号以便及时检修；所述风机用于通风并调节所述预制舱gis室内的气体浓度，所述空调用于通风并调节所述预制舱gis室内的温湿度，所述防尘通风装置过滤所述预制舱gis室内的粉尘并通风。
38.基于上述技术方案，本发明带来的有益效果为：
39.本发明基于变电站预制舱gis室内的sf6浓度、o2浓度、温湿度、风机的工作电流，通过微控制器联动控制风机、空调及防尘通风装置的启动和停止，维持变电站预制舱gis室内的温湿度、sf6浓度、o2浓度在正常水平，保障gis设备的正常运行和运维人员的生命安全；同时，微控制器通过风机电流传感器检测到的风机运行电流值自动判断风机的运行状态，及时发现风机故障，发出告警信号以通知运行人员维修或应急处置；本发明实现运维人员进入前自动启动风机、风机故障检测及告警、火灾检测及应急等功能。
附图说明
40.图1为本发明系统的结构示意图；
41.图2为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
42.本发明实施例提供了一种变电站gis预制舱通风系统及控制方法，以解决现有技术无法自动控制预制舱gis室内的环境因素从而导致设备和人员存在安全隐患的技术问题。
43.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
45.变电站预制舱的gis室内空间小且密闭，一方面，需要保持gis室内的温湿度、氧气浓度正常，在外部环境处于恶劣状态时，防止外部的潮湿、风沙、灰尘进入室内；另一方面，gis室内设备散发的热量应及时排出，否则会影响电网的安全稳定运行。
46.请参阅图1，本发明提供的一种变电站gis预制舱通风系统的一个实施例，包括：
47.气体传感器11、温湿度传感器12、红外传感器13、风机电流传感器14、微控制器2、风机31、空调32、防尘通风装置33；
48.所述微控制器2的信号输入端连接所述气体传感器11、所述温湿度传感器12、所述红外传感器13、所述风机电流传感器14，所述微控制器2的信号输出端连接所述风机31、所述空调32、所述防尘通风装置33；
49.其中，所述气体传感器11检测所述预制舱gis室内的气体浓度值，所述温湿度传感器12检测所述预制舱gis室内的温湿度数据，所述红外传感器13检测是否有人进入所述预制舱gis室，所述风机电流传感器14检测所述风机31的工作电流值；
50.所述微控制器2根据所述气体传感器11、所述红外传感器13、所述温湿度传感器12的数据联动控制所述风机31、所述空调32、所述防尘通风装置33的启停；监测所述预制舱gis室内的气体浓度和温湿度是否异常；根据所述风机电流传感器14的数据判断所述风机是否发生故障；当气体浓度、温湿度的数据异常或所述风机31发生故障时，发出告警信号以便及时检修；
51.所述风机31用于通风并调节所述预制舱gis室内的气体浓度，所述空调32用于通风并调节所述预制舱gis室内的温湿度，所述防尘通风装置33过滤所述预制舱gis室内的粉尘并通风。
52.本实施例中，气体传感器至少包括：sf6传感器和o2传感器，分别用于检测预制舱gis室内的sf6、o2的浓度值。具体地，气体传感器设于gis设备附近，将检测到的sf6浓度值、o2浓度值数据实时上传至微控制器，并在微控制器的显示屏上实时显示这些数据。
53.在一个实施例中，变电站gis预制舱通风系统还包括：用于监测火灾信号的火灾探测器15，火灾探测器15与微控制器2的信号输入端连接，优选的实施方式，火灾探测器15设于预制舱gis室内屋顶。本实施例中，风机31、空调32、防尘通风装置33与火灾探测器15是联动的，当火灾探测器15检测到火灾信号时，微控制器2会自动关闭风机31、空调32和防尘通风装置33。
54.在另一个实施例中，通风系统还包括：监控中心34，监控中心34与微控制器2的信号输出端连接，能够接收微控制器2发出的告警信号，以便及时通知运维人员维修或应急处置。
55.优选的实施方式，本实施例中的温湿度传感器12设于预制舱gis室内墙上，红外传感器13设于gis预制舱室门附近；风机电流传感器14设于风机31的控制回路上；风机31、空调32、防尘通风装置33均设于预制舱gis室内，用于gis室内通风。
56.具体地，风机电流传感器14检测运行中风机31的工作电流值，当检测到的工作电
流值异常时，则判定风机31发生故障，将故障告警信息发送至监控中心34，以便运维人员掌握风机故障情况，及时安排风机维修。
57.具体地，空调32能根据gis室内的温湿度情况进行自动投入，温湿度传感器12将检测到的温湿度数据上传至微控制器2，当温湿度数据到达预设的空调启动温湿度定值时，微控制器2控制空调32启动，并根据温湿度数据调整空调32的设定温度值及风量大小，从而保证gis室内设备运行环境的最优化。
58.具体地，防尘通风装置33外部采用电动百叶窗进行风沙灰尘初步过滤，进行砂砾和灰尘的沉淀，最后通过高防护过滤网对灰尘进行最后一道过滤。本实施例中，防尘通风装置33与风机31进行联动，微控制器2启动风机31时，同时启动防尘通风装置33，打开电动百叶窗进行通风；当风机停机后，关闭电动百叶窗，防止室外的灰尘进入预制舱gis室内。
59.本实施例通过气体传感器11检测预制舱gis室内的sf6、o2浓度，通过温湿度传感器12检测预制舱gis室内的温度和湿度，通过红外传感器13检测是否有人要进入gis预制舱室，通过风机电流传感器14检测风机31的工作电流值；通过微机控制器2控制风机31、空调32、防尘通风装置33的启动和停机，自动检测预制舱gis室内的sf6浓度、o2浓度、温湿度，实现预制舱gis室内的sf6浓度、o2浓度、温湿度的自动控制，确保预制舱gis室内的sf6浓度、o2浓度、温湿度符合要求，微控制器2根据检测到的风机工作电流判断风机31是否发生故障，及时发现风机故障，提高gis预制舱室通风效率。
60.需要说明的是，微机控制器2能够控制风机31、空调32、防尘通风装置33的启动和停机，还可设置风机启动sf6浓度定值、风机停机sf6浓度定值、风机启动o2浓度定值、风机停机o2浓度定值、风机启动延时定值、通风时间定值、风机电流定值，空调启动温湿度定值、空调设定温度值。
61.本实施例中，在微机控制器2中可设置风机31的三种模式：自动启动、手动启动和停止模式。具体地，风机的自动启动模式为：当气体传感器11采集的sf6浓度定值大于或等于风机启动sf6浓度定值时，经风机启动延时定值时间后启动风机；当气体传感器11采集的o2浓度定值小于或等于风机启动o2浓度定值时，经风机启动延时定值时间后启动风机；当红外传感器13检测到有人即将进入gis室时，风机自动启动。
62.具体地，风机31的手动启动模式：系统运维人员进入gis室前，通过操作微机控制器2的手动按钮手动投入风机，确保运维人员的安全；运维人员通过操作微机控制器2的停止按钮手动退出风机，避免在不必要的情况下长期运行，降低风机故障率，延长风机使用寿命。
63.具体地，风机的停止模式为：当气体传感器11采集的sf6浓度定值小于风机停机sf6浓度定值时，停止风机运转；当气体传感器11采集的o2浓度定值大于风机停机o2浓度定值时，停止风机运转；当红外传感器13检测到有人进入gis室时启动后，风机持续运行通风时间定值后停机。
64.本实施例中，微机控制器2可设置手动启动检测模式和定期启动检测模式，用于自动检测风机通风系统状态。
65.具体地，微控制器2的手动启动检测模式为：现场运维人员可操作微机控制器2的手动按钮启动风机31，通过风机电流传感器14检测运行中风机31的工作电流值，当风机31的工作电流值大于或等于风机电流定值时，则判定运行中的风机31启动正常，否则不正常
(发生故障)，最终实现手动启动检测风机通风系统状态是否正常。
66.具体地，微控制器2的定期启动检测模式为：微机控制器2可根据设定的检测周期定期自动启动风机31，通过风机电流传感器14检测运行中风机31的工作电流值，当风机31的工作电流值大于或等于风机电流定值时，则判定运行中的风机31启动正常，否则不正常(发生故障)，最终实现定期自动启动检测风机通风系统状态是否正常。
67.本实施例中，优选的实施方式，微机控制器2为pc机，包括显示屏，可以实时显示“o2浓度”、“sf6浓度”、“温度”、“湿度”、“风机启动不正常”、“风机启动正常”等通风系统的运行信息。
68.优选的实施方式，微机控制器2还包括告警模块，当检测到“风机启动不正常”、“o2浓度”、“sf6浓度”、“温度”、“湿度”的数据异常等异常信息时，立即发出告警信号，并上传“软报文”或“硬接点”告警信号至监控中心，及时通知运行人员维修或应急处置。
69.需要说明的是，“软报文”是指装置发出的告警信号通过软报文的形式传输到监控中心34，不需要二次回路实现。“硬接点”是指装置以硬接点开出遥信信号送到监控中心34，需要二次回路实现，将装置的开出(硬接点)接到微控制器2的开入，然后发送信号给装置执行。
70.本实施例提供的变电站gis预制舱通风系统，基于预制舱gis室内的sf6浓度、o2浓度、温湿度、风机的工作电流，通过微控制器联动控制风机、空调及防尘通风装置的启动和停止，维持变电站预制舱gis室内的温湿度、sf6浓度、o2浓度在正常水平，保障gis设备的正常运行和运维人员的生命安全；同时，微控制器通过风机电流传感器检测到的风机运行电流值自动判断风机的运行状态，及时发现风机故障，发出告警信号以通知运行人员维修或应急处置；本实施例实现运维人员进入前自动启动风机、风机故障检测及告警、火灾检测及应急等功能。
71.请参阅图2，本发明还提供了一种变电站gis预制舱通风控制方法的实施例，应用在变电站gis预制舱通风系统上，所述方法包括：
72.s100：根据气体传感器、红外传感器检测的数据联动控制风机与防尘通风装置的启停，以使预制舱gis室内的气体浓度满足预设的气体浓度限值；
73.s200：根据温湿度传感器检测的温湿度数据控制空调的启停，以使预制舱gis室内的温湿度满足预设的温湿度限值；
74.s300：根据风机电流传感器检测的风机工作电流判断所述风机是否发生故障；
75.s400：当所述气体浓度不满足预设的气体浓度限值或所述温湿度数据不满足预设的温湿度限值或所述风机发生故障时，发出告警信号。
76.优选的实施方式，还包括：当监测到火灾探测器发出的火灾信号时，关闭所述风机、所述空调和所述防尘通风装置。
77.具体地，所述气体传感器至少包括：检测sf6浓度值的sf6传感器和检测o2浓度值的o2传感器，根据气体传感器、红外传感器检测的数据联动控制风机与防尘通风装置的启停包括：
78.当检测到的sf6浓度值大于等于预设的第一启动阈值时，经预设的启动延时后启动所述风机和所述防尘通风装置；当检测到的sf6浓度值小于预设的第一停机阈值时，关闭所述风机和所述防尘通风装置；或
79.当检测到的o2浓度值小于等于预设的第二启动阈值时，经预设的启动延时后启动风机和所述防尘通风装置；当检测到的o2浓度值大于预设的第二停机阈值时，关闭所述风机和所述防尘通风装置；或
80.当红外传感器检测到有人进入gis预制舱时，启动所述风机和所述防尘通风装置，持续运行预设的时长后，关闭所述风机和所述防尘通风装置。
81.具体地，根据温湿度传感器检测的温湿度数据控制空调的启停包括：
82.当检测到的温湿度数据达到预设的第三启动阈值时，启动空调，并根据所述温湿度数据调整温度值及风量大小；当检测到的温湿度数据达到预设的第三停机阈值时，关闭所述空调。
83.具体地，根据风机电流传感器检测的风机工作电流判断所述风机是否发生故障包括：当检测到的风机工作电流数据大于等于预设的风机电流阈值时，则判定所述风机运行正常，否则，判定所述风机发生故障。
84.本实施例提供的变电站gis预制舱通风控制方法，基于预制舱gis室内的sf6浓度、o2浓度、温湿度、风机的工作电流，通过微控制器联动控制风机、空调及防尘通风装置的启动和停止，维持变电站预制舱gis室内的温湿度、sf6浓度、o2浓度在正常水平，保障gis设备的正常运行和运维人员的生命安全；同时，微控制器通过风机电流传感器检测到的风机运行电流值自动判断风机的运行状态，及时发现风机故障，发出告警信号以通知运行人员维修或应急处置；本实施例能实现运维人员进入前自动启动风机、风机故障检测及告警、火灾检测及应急等功能。
85.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
86.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
87.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
88.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
89.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全
部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
90.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。