10kV配電站自動控制節能系統的控制方法

2023-05-02 05:14:41

專利名稱：10kV配電站自動控制節能系統的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種自動控制方法，特別涉及一種IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法。
背景技術：
節能減排與節能環保已成為小至每個公民大至每個企業都應該積極推行的重要事情。然而，當前的IOkV配電站為了考慮通風，所採用的通風系統沒有自動關閉功能，因此空調和通風系統往往同時運行，使得空調的調溫效果比較差，並且會造成極大的資源浪費。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於IOkV配電站的自動控制節能系統的控制方法，通過對配電站的保溫空調與通風系統的控制系統進行設計改造，做到不需要通風時可以保證密閉，需要通風時可以開啟排風扇、關閉空調，實現節能減排。同時針對SF6 (六氟化硫)有害氣體洩漏的情況，通過現場控制單元檢測SF6報警信號的產生，在超限時報警，並打開排風扇及百葉窗通風排氣來保證安全。本節能系統還可以兼顧現場工作人員的工作需求，做到智能化的室內環境監測與控制。為了達到目的，本發明的技術方案是提供一種IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法，使用所述自動控制節能系統實現，該系統包含中央控制器，以及與所述中央控制器分別電路連接的以下若干設備分別向所述中央控制器提供IOkV配電站室內和室外的溫度值和溼度值的多個溫溼度傳感器，向所述中央控制器提供配電站內有害氣體洩露的報警信號的SF6氣體洩露檢測裝置，進行狀態顯示和設定值輸入的觸控螢幕，以及由所述中央控制器控制進行開啟和關閉的多個空調，多個排風扇和排風扇上對應安裝的百葉窗；
以空調與排風扇不同時開啟為前提，且配電站內溫度不超過設定範圍為目標，通過所述控制方法進行配電站內溫度調節的操作，包含以下步驟
步驟I、系統啟動運行後，將所述溫溼度傳感器採集的配電站內溫度，和配電站內外的溫度差作為調節依據，來控制系統進入步驟2的空調/排風扇控制模式，或者進入步驟3的排風扇控制模式；
步驟2、在空調/排風扇控制模式中，首先判斷配電站內是否有SF6氣體洩漏發生當判斷有SF6氣體洩漏的報警信號產生時，則關閉空調，持續啟動排風扇進行強制通風，直至站內的SF6的氣體濃度降低到無危險值以下後，消除氣體洩漏報警信號；
當判斷配電站內沒有SF6氣體洩漏或氣體洩露的報警信號消除時，關閉排風扇，控制空調間歇地啟動，根據相應的溫度要求進行制熱或製冷，從而調節配電站內的溫度；
步驟3、在排風扇控制|吳式中，空調始終關閉；所述排風扇控制|吳式中，首先判斷配電站內是否有SF6氣體洩漏發生；當判斷配電站內沒有SF6氣體洩漏的報警信號時，持續啟動排風扇進行強制通風，直至站內的SF6的氣體濃度降低到無危險值以下後，消除氣體洩漏報警信號；當判斷配電站內沒 有SF6氣體洩漏或氣體洩露的報警信號消除時，根據溫度控制要求,控制排風扇間歇地啟動,來交換站內和站外的氣體,從而調節配電站內的溫度。所述控制方法還包含，將溫溼度傳感器監測的配電站內外的溼度參數作為判斷及調節的依據，當空調不需要製冷或制熱時，以相對溼度不超過80%為調節目標，控制空調或排風扇啟動來進行配電站內的除溼操作。所述方法的步驟I中還可以通過查詢系統時間來選擇系統的工作模式，即當系統時間為夏季時，進行步驟2的空調/排風扇控制模式；當系統時間不是夏季時，進行步驟3的排風扇控制模式。所述控制方法中，通過軟體編程或所述觸控螢幕的人機界面，對所述系統時間以及配電站內所需的溫度範圍進行設定或修改。所述控制方法中，控制所述百葉窗隨排風扇的開啟而開啟，並隨排風扇的關閉而關閉。與現有技術相比，本發明所述IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法，其優點在於
本發明所述控制方法中，當IOkV配電站內的溫度超過設定的製冷溫度(如32攝氏度)時自動啟動空調製冷，當站內的溫度低於設定的制熱溫度(如6攝氏度)時自動啟動空調製熱。當站內的溫度在除此以外的值時，系統判定不需要使用空調，因此自動關閉空調，避免了空調人為常開的不利情況，從而實現節約站內空調電力消耗的功能。本發明根據不同的使用情況，由控制器根據環境溫度自動啟停排風扇，使排風扇與空調不會同時開啟。本發明還可以根據系統時間判斷所處季節，當在夏季時，主要通過啟動空調製冷；不在夏季時，可以開啟排風扇，將室外溫度較低的氣體引入站內實現降溫。通過控制主機監測有害氣體的濃度超限的報警信號，通過遠程總線統一發送排風扇的啟停控制信號。當配電站設備故障，釋放出有毒氣體時，立即啟動排氣設備工作。在配電站設備正常工作時，排風扇不工作，此時為了避免空調運行和排風洞的存在，還選擇百葉窗的形式來完成排風洞的密閉設計，當需要排風扇工作時，首先打開百葉窗，再啟動排風扇，這樣簡化了設計並提高了可靠性。目前在排風扇風機的出口上加裝了自動開啟式百葉窗，風機開啟時自動打開，風機停止時自動關閉。因此，本發明能夠實現室內環境監測與控制，並且，有效節約能源、實現節能減排。


圖I是本發明所述IOkV配電站自動控制節能系統的系統原理與組成結構示意 圖2是本發明所述IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法流程圖。
具體實施例方式以下結合

本發明的具體實施方式
。本發明所述IOkV配電站自動控制節能系統中，主要包含以下部分一個中央控制器，與所述中央控制器分別連接的以下設備包含提供站內有害氣體(例如SF6氣體)洩露情況的檢測裝置，提供室內室外溫度和溼度檢測情況的傳感器，還包含受中央控制器驅動進行工作的多個空調和多個排風扇。如圖I所示，在一種優選的實施例中，設置研華公司ADAM-5510型的PLC控制器作為中央控制器10，用來完成各類信號的採集，智能判斷和根據程序發送各類控制指令和各類報警信號，其配備的MCGS型的液晶觸控螢幕中集成設置有提供系統時間的電子日曆模塊及環境數據的採集記錄裝置，設計有信號採集、記錄裝置和各類I/O擴展功能。中央控制器10通過485總線與多臺空調的空調控制器20連接，給出包括啟停、溫度設定、空調風量、功能切換、製冷、制熱、通風 、除溼等調試狀態的控制指令。中央控制器10另外通過485總線連接多個室內和室外的溫溼度傳感器40 (例如是AW3485Y型)，來進行環境信號的遠程採集。中央控制器10經由一個ADAM-5052型的數字量輸入卡50，來接收SF6氣體洩漏檢測裝置60通過設置繼電器輸出端發出的報警信號。中央控制器10還經由一個ADAM-5069型的帶隔離的繼電器輸出卡70，連接並控制多個排風扇80上風機的啟動和停止，以及連接並控制各個排風扇80上安裝的電動百葉窗的啟動和停止。配合參見圖2所示，介紹針對上述系統的控制方法，該方法在空調與排風扇不同時開啟的前提下，需要實現的功能主要是a)當空調不啟動時，自動將百葉窗打開，保持與外界通風，如溫度越限，則排風扇風機啟動一定時間加強通風，然後關閉，避免風機燒壞。間隔一定時間後如果溫度仍越限再次啟動，以此循環。b)夏季室內溫度較高時(例如超過設定的製冷溫度32攝氏度時)，自動將百葉窗關閉，空調根據設定溫度啟動製冷，保持室內溫度不越上限，為保證空調不損壞，運行一定時間後停機休息一定時間，如果溫度超越上限，則持續保持空調開機。如空調故障或溫度持續超越上限一定時間，則關閉空調電源，開啟百葉窗，改為開啟風機(同a)，加強空氣流通。溼度越限時空調動作模式同上。類似的，當站內的溫度低於設定的制熱溫度(如6攝氏度)時自動啟動空調製熱。c)任何季節在SF6氣體探測器發現SF6氣體濃度越限報警時，空調關閉，百葉窗、排風扇持續開啟，直至氣體濃度低于越限值。d)SF6氣體越限、溫溼度越限，或設備故障時，能夠向運行人員報警。因此，本系統對空調、排風扇的啟停控制，可以依據傳感器採集的數值進行判斷，並能夠優化選擇設定相應的溫度調節量洞時可以適應不同年份和不同季節的溫度變化，具有良好的適應性。本發明所述控制方法具體包含以下步驟
步驟I、根據溫度和溼度條件，選擇相應的系統工作模式；
選取室內溫度T作為控制策略的第一判斷要素，滿足微機保護溫度要求；同時引入室內外溫差Λ t作為第二判斷要素，一定條件下當室內比室外溫度高，且溫差超過設定值(例如是4°C)的情況下，則通過啟動排風扇進行室內外熱交換，減少空調開啟時間。具體的，在系統啟動運行後，可以根據各個溫溼度傳感器採集的配電站內外溫度和溼度直接判斷，或者也可以通過配合查詢系統時間來選擇工作模式當系統時間為夏季，配電站內外溫度都較高時，選擇進行步驟2的空調/排風扇控制模式；當系統時間不是夏季，尤其在室外溫度低，室內外溫差較大時，進行步驟3的排風扇控制模式。此時，可以通過軟體編程或在觸控螢幕的人機界面中輸入，來指定或修改系統運行的時間。步驟2、空調/排風扇控制模式中，系統主要依靠站內的空調和排風扇來調節站內的溫度值；
由於站內原安裝有SF6氣體檢測裝置，本系統接收其氣體洩漏所觸發的繼電器通斷信號，當氣體洩漏觸發繼電器接通時，表明有SF6氣體洩漏。為保障站內人員的安全，設計此事件為優先權最高的信號。即，氣體SF6氣體洩漏情況下進行步驟2. I的處理，其優先級高於步驟2. 2的溫度控制。步驟2. I、當站內有SF6氣體洩漏時，關閉所有的空調，打開所有的排風扇強制排氣，直至站內的SF6的氣體濃度降低到無危險值以下後，消除氣體洩漏報警信號，並進行步驟2. 2。這樣產生的效果和優點是充分保障進入或在站內停留的人員的安全，同時由於關閉了空調，可以避免由於排風扇打開所造成的空調製冷電力的浪費。步驟2. 2、當無SF6氣體洩漏信號或SF6氣體洩漏信號消失後，轉入溫度控制模式；可以對作為判斷依據的溫度進行設定，通過軟體編程或觸控螢幕的人機界面進行輸入；具體的設定溫度值可以依據站內設備正常工作所需的值來確定。當站內溫度超過節能系統所設定的溫度後，表明站內的溫度過高需要製冷，因此啟動所有的空調，進入製冷模式。直到溫度不再超過節能系統所設定的溫度後，關閉空調。為保障製冷的效果和空調製冷的效率，在空調開啟的製冷模式下，應當關閉所有的排風扇等通風設備。步驟2. I和2. 2中，若空調啟動出現故障或排風扇出現故障則給出報警信息。步驟3、當室外溫度較低時，轉入排風扇控制模式，此時主要利用排風扇的通風和換氣來交換站內和站外的氣體，利用站外相對溫度較低的氣體來實現站內溫度的降低。在此模式下仍然需要首先判斷SF6氣體洩漏的報警信號是否產生
步驟3. I、當站內有SF6氣體洩漏時，處理手段與步驟2. I相類似。即，關閉所有的空調，打開所有的排風扇強制排氣，直至站內的SF6的氣體濃度降低到無危險值以下後，消除氣體洩漏報警信號，並進行步驟3. 2。步驟3. 2、當無SF6氣體洩漏信號或SF6氣體洩漏信號消失後，轉入溫度控制模式；持續開啟排風扇，直至站內的溫度降低到設定值以下。這樣產生的效果和優點是再保證人員安全的前提下，充分利用站外的溫度相對較低的空氣由排風扇代替了空調來達到降溫的效果，降低了空調的開啟次數，延長了空調設備的使用壽命，同時也節省了空調的耗電。步驟3. I和3. 2中，若排風扇出現故障則給出報警信息。上文具體描述的是對配電站內溫度高于越限值時的控制情況，應當了解的是，本發明所述控制系統及其控制方法也同樣適用於其他情況例如，在步驟2. 2中，如果系統時間為冬季，室內溫度較低時，則需要關閉排風扇，開啟空調進行制熱。又例如，考慮到變電站內設備對室內溼度的特殊要求，引入室內及室外溼度參數作為第三判斷要素，當空調不需要製冷或制熱時，若相對溼度超過80%，則啟動空調的除溼功能，來保障站內總體溼度滿足要求。因此，本發明可以做到智能化的室內環境監測與控制。儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。權利要求
1.一種IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法，使用所述自動控制節能系統實現，該系統包含中央控制器，以及與所述中央控制器分別電路連接的以下若干設備分別向所述中央控制器提供IOkV配電站室內和室外的溫度值和溼度值的多個溫溼度傳感器，向所述中央控制器提供配電站內有害氣體洩露的報警信號的SF6氣體洩露檢測裝置，進行狀態顯示和設定值輸入的觸控螢幕，以及由所述中央控制器控制進行開啟和關閉的多個空調，多個排風扇和排風扇上對應安裝的百葉窗，其特徵在於， 以空調與排風扇不同時開啟為前提，且配電站內溫度不超過設定範圍為目標，通過所述控制方法進行配電站內溫度調節的操作，包含以下步驟 步驟I、系統啟動運行後，將所述溫溼度傳感器採集的配電站內溫度，和配電站內外的溫度差作為調節依據，來控制系統進入步驟2的空調/排風扇控制模式，或者進入步驟3的 排風扇控制模式； 步驟2、在空調/排風扇控制模式中，首先判斷配電站內是否有SF6氣體洩漏發生當判斷有SF6氣體洩漏的報警信號產生時，則關閉空調，持續啟動排風扇進行強制通風，直至站內SF6的氣體濃度降低到無危險值以下後，消除氣體洩漏報警信號； 當判斷配電站內沒有SF6氣體洩漏或氣體洩露的報警信號消除時，關閉排風扇，控制空調間歇地啟動，根據相應的溫度要求進行制熱或製冷，從而調節配電站內的溫度； 步驟3、在排風扇控制|吳式中，空調始終關閉；所述排風扇控制|吳式中，首先判斷配電站內是否有SF6氣體洩漏發生；當判斷配電站內沒有SF6氣體洩漏的報警信號時，持續啟動排風扇進行強制通風，直至站內的SF6的氣體濃度降低到無危險值以下後，消除氣體洩漏報警信號； 當判斷配電站內沒有SF6氣體洩漏或氣體洩露的報警信號消除時，根據溫度控制要求,控制排風扇間歇地啟動,來交換站內和站外的氣體,從而調節配電站內的溫度。
2.如權利要求I所述IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法，其特徵在於， 所述控制方法還包含，將溫溼度傳感器監測的配電站內外的溼度參數作為判斷及調節的依據，當空調不需要製冷或制熱時，以相對溼度不超過80%為調節目標，控制空調或排風扇啟動來進行配電站內的除溼操作。
3.如權利要求I所述IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法，其特徵在於， 所述控制方法的步驟I中，通過查詢系統時間來選擇系統的工作模式，即當系統時間為夏季時，進行步驟2的空調/排風扇控制模式；當系統時間不是夏季時，進行步驟3的排風扇控制模式。
4.如權利要求3所述IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法，其特徵在於， 所述控制方法中，通過軟體編程或所述觸控螢幕的人機界面，對所述系統時間以及配電站內所需的溫度範圍進行設定或修改。
5.如權利要求I所述IOkV配電站自動控制節能系統的控制方法，其特徵在於， 所述控制方法中，控制所述百葉窗隨排風扇的開啟而開啟，並隨排風扇的關閉而關閉。
全文摘要
本發明涉及一種10kV配電站自動控制節能系統的控制方法，以空調與排風扇不同時開啟為前提，且配電站內溫度不超過設定範圍為目標進行調節；當判斷有SF6氣體洩漏的報警信號產生時，關閉空調，持續啟動排風扇進行強制通風；當判斷配電站內沒有氣體洩漏時，關閉排風扇，控制空調開啟制熱或製冷功能，或者控制空調始終關閉，僅通過啟動排風扇實現站內和站外氣體的交換，從而調節配電站內的溫度。本發明能夠實現室內環境監測與控制，並且，減少空調使用次數，有效節約能源、實現節能減排。
文檔編號F24F11/02GK102635923SQ20121008305
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者何軍, 何曉川, 馮冬竹, 盧慧清, 周輝, 唐丹紅, 徐冰雁, 李峰, 王志成, 王鑫, 盛守貧, 袁曉光, 許錄平, 陶燕, 高峰 申請人:上海市電力公司, 西北工業大學, 西安電子科技大學