配電櫃及其溫度調節方法與流程
2023-06-16 02:37:11
技術領域
本發明涉及供電技術領域，尤其涉及一種可以智能調節櫃內溫度的配電櫃及其溫度調節方法。
背景技術：
配電櫃廣泛應用於發電廠、變電站、企業等電力用戶，由於其用途的特殊性，配電櫃的穩定運行是保證電力用戶安全用點的重要保證。
在配電櫃的使用過程中，由於其內部觸頭、排線頭的節點長期處於高電壓、大電流的工作狀態下，觸點的結合處以及排線連接處因表面氧化、腐蝕、觸點老化等原因導致電阻增大，從而造成溫度升高，熱量不斷積累，容易導致配電櫃內電子元器件的溫度逐漸升高，導致電子元器件故障，影響配電櫃的正常工作。因此，如何調節配電櫃內的溫度，保證電子元器件正常工作成為配電櫃設計生產時所面臨的重要問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種可以智能調節內部溫度、精確顯示、報警溫度異常區域的配電櫃以及控制配電櫃內部溫度的方法。
為了實現上述目的，本發明配電櫃採用以下技術方案：
一種配電櫃，包括櫃體，還包括調溫模塊以及設置於所述櫃體內的溫度傳感器、微型控制單元、顯示模塊、通信模塊、存儲裝置；所述溫度傳感器與所述微型控制單元電聯接；所述溫度傳感器包括第一溫度傳感器組、第二溫度傳感器組以及第三溫度傳感器組；所述第一溫度傳感器設置於所述櫃體 靠近底面位置，所述第三溫度傳感器組設置於所述櫃體靠近頂面位置，所述第二溫度傳感器組設置於所述第一傳感器組與所述第二傳感器組之間；所述顯示模塊與所述微型控制單元電聯接，所述顯示模塊包括正常、警告、報警三色背景燈；所述調溫模塊、通信模塊、所述存儲模塊分別與所述微型控制單元電聯接。
作為一種優選的技術方案，所述配電櫃還包括設置於所述配電櫃外部的外部傳感器組，所述外部傳感器組與所述微型控制單元電聯接。
作為進一步的優選方案，所述外部傳感器組包括溫度傳感器及溼度傳感器。
作為另一種優選的技術方案，所述顯示模塊正常、警告、報警三色背景燈顏色分別對應為綠、黃、紅三色。
作為另一種優選的技術方案，所述通信模塊包括有線通信模塊和/或無線通信模塊。
作為另一種優選的技術方案，所述調溫模塊為風扇。
作為另一種優選的技術方案，所述調溫模塊空調和/或風扇。
作為進一步的優選方案，當調溫模塊設置有風扇時，所述風扇設置於所述櫃體上，所述櫃體對應所述風扇設置有避讓孔；所述風扇包括第一風扇及第二風扇；所述第一風扇設置於所述櫃體靠近底面的位置，所述第二風扇對應所述第一風扇設置於所述櫃體斜對角靠近頂面的位置；所述第一風扇為進氣扇，所述第二風扇為排氣扇。
本發明的配電櫃，採用三組溫度傳感器，三組溫度傳感器分別設置於配電櫃內靠近底面、靠近頂面以及設置於前述兩組溫度傳感器之間，可以精確測量配電櫃內各個部位的溫度，避免只採用一組溫度傳感器時對應位置局部過熱導致的誤報情況，配電櫃內部溫度監測更準確。同時，三組溫度傳感器的設置可以精確測量溫度異常區域，當局部元器件故障導致局部溫度過熱時可以明確顯示故障異常區域，為配電櫃內部電子元器件檢修提供位置參考。並且，顯示模塊包括正常、警告、報警三色背景燈，可以直觀判斷配電櫃工作狀態。設置有通信模塊可以使配電櫃內部監測數據導出更方便，有利於配電櫃工作狀態的長期監控，設置的調溫模塊可以在配電櫃內部溫度異常時對配電櫃內部溫度進行調節，提高配電櫃應用的可靠性。
作為優選的方案，本發明配電櫃還可以設置外部傳感器組，外部傳感器組可監控外部工作環境溫度、溼度等數據，針對外部環境數據對配電櫃內部溫度進行適應性調整，當配電櫃應用於溫室大棚等高溫高溼度的環境中時可以對應調整配電櫃內部調溫機制，保證配電櫃的正常工作，提高配電櫃應用的廣泛性；若外部環境極度惡劣，超出配電櫃正常承受的範圍，則配電櫃暫停作業，以保護內部電子元件，提高配電櫃可靠性。
為了提高配電櫃溫度監控、調節的效率，本發明還提出了一種溫度調節方法，包括：
S1、所述第一溫度傳感器組、所述第二溫度傳感器組以及所述第三溫度傳感器組拾取三組溫度信息，所述溫度信息傳遞至所述微型控制單元；
S2、所述微型控制單元比較所述三組溫度信息，若三組溫度信息溫度差相差數值小於a，則求出三組溫度信息的平均值b；若三組溫度信息中有一組溫度信息或兩組溫度信息與剩餘兩組或一組剩餘信息的數值差大於a，則微型控制單元發送報警信息至所述通信模塊，同時在所述顯示模塊上顯示溫度過高的一組或兩組溫度信息的組別及溫度，所述顯示模塊報警背景燈打開；
S3、所述微型控制單元將步驟S2內求得的平均值b與預先存儲的最佳工作溫度範圍及極限工作溫度範圍比較，若b不在最佳工作溫度範圍內但位於極限工作溫度範圍內，則微型控制單元向所述調溫模塊發送工作信號，所述調溫模塊開始工作，同時微型控制單元控制所述顯示模塊顯示所述配電櫃內平均實時溫度，所述顯示模塊警告背景燈打開；若b不在預先存儲的極限工作溫度範圍內，則微型控制單元暫停所述供電櫃工作，將報警信息發送至所述通信模塊，並向所述調溫模塊發送工作信號，所述調溫模塊開始工作，同時控制所述顯示模塊顯示所述配電櫃內平均實時溫度，所述顯示模塊報警背景燈打開。
S4、所述微型控制單元將上述三組溫度信息及判定的工作信息存儲於所述存儲模塊，所述通信模塊將所有信息傳遞至外部設備。
作為一種優選方案，當設置有外部傳感器組時，該溫度調節方法還包括：外部傳感器組將所述配電櫃工作的外部環境數據傳遞至所述微型控制單元；所述微型控制單元根據所述外部環境數據調整所述最佳工作溫度範圍及所述極限工作溫度範圍；所述微型控制單元將外部環境數據與預設的工作環境數據進行比較，若外部環境數據位於預設的工作環境數據範圍外，則微型控制單元暫停所述供電櫃工作，將報警信息發送至所述通信模塊，同時在所述顯示模塊上顯示外部環境數據，所述顯示模塊報警背景燈打開。
通過採用以上結構及方法，本發明的配電櫃可以精確顯示、測量內部溫度，智能調節溫度，提高配電櫃工作的穩定性及可靠性。
附圖說明
圖1為本發明配電櫃實施例一功能模塊示意圖；
圖2為圖1所示配電櫃外觀立體圖；
圖3為圖2所示配電櫃另一視角立體圖；
圖4為圖1所示配電櫃內部溫度傳感器分布示意圖；
圖5為本發明配電櫃實施例二功能模塊示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，詳細說明本發明配電櫃的具體結構及調溫方法。
實施例一：
如圖1所示，本實施例的配電櫃包括溫度傳感器、微型控制單元、調溫模塊、顯示模塊、通信模塊以及存儲模塊。其中，溫度傳感器包括第一溫度傳感器組、第二溫度傳感器組以及第三溫度傳感器組，三組溫度傳感器組均與微型控制單元電聯接，向微型控制單元提供溫度數據。微型控制單元與調溫模塊、顯示模塊、通信模塊以及存儲模塊均電聯接，微型控制單元根據溫度傳感器數據，控制調溫模塊、顯示模塊、通信模塊以及存儲模塊工作。
如圖2所示，本實施例的配電櫃1為長方體，配電櫃1正面櫃體上設置有顯示模塊3以及通信模塊4，以便於直觀地顯示配電櫃信息以及與外部設備通信。如圖4所示，圖4為本實施例配電櫃內部溫度傳感器與櫃體結合分布示意圖，溫度傳感器包括第一溫度傳感器組21，第二溫度傳感器組22以及第三溫度傳感器組23。第一溫度傳感器組21設置於櫃體上靠近長方體櫃體的底面位置，第三溫度傳感器組23設置於櫃體上靠近長方體櫃體的頂面位置，第二溫度傳感器組設22置於第一溫度傳感器組21與第三溫度傳感器組23之間。如此排布的三組溫度傳感器組可以分別監控配電櫃內上、中、下三個方位的具體溫度，提高溫度監測的可靠性，避免局部溫度過熱產生誤報，當局部元器件故障導致溫度過高時，也可以針對性報警，直觀顯示故障區域，提高檢修針對性。當然，本實施例的三組溫度傳感器組排布僅用於解釋本發明構思，在實際應用中，第一溫度傳感器組可以直接設置於配電櫃底面，第三溫度傳感器組可以直接設置於配電櫃頂面，均不影響本發明配電櫃優點體現，屬於本發明配電櫃的保護範圍。在實際應用過程中，三組溫度傳感器組可以包括一個或多個溫度傳感器，以進一步提高溫度監測的準確度。
本發明配電櫃的顯示模塊3包括標記正常、警告以及報警三種狀態的三色背景燈，當配電櫃的工作情況為對應狀態時，顯示模塊3的背景燈為對應顏色。作為優選方案，在實際應用中，可以採用綠色、黃色以及紅色背景燈標示正常、警告、報警三種狀態。
作為優選方案，為提高配電櫃報警信息的實時、準確傳輸；同時將配電櫃工作狀態、內部溫度等數據傳遞至外部終端進行數據的監控、分析，通信模塊4可以設置為有線通信模塊和/或無線通信模塊。
為了避免配電櫃內部溫度過高，本發明配電櫃的調溫模塊可以為空調或風扇或二者的組合。當然，為了降低能耗並且保證調溫效果，在外部環境條件允許的前提下，優選地採用空調與降溫風扇配合的方案。空調與降溫風扇在微型控制單元的控制下，可以單獨工作，也可以配合工作。如圖2及圖3所示，本實施例配電櫃給出了一種優選的風扇分布方案。本實施例的配電櫃的調溫風扇設置於櫃體上，櫃體對應設置有避讓孔，風扇安裝於所述櫃體避讓孔內。風扇包括第一風扇51以及第二風扇52，如圖2所示，第一風扇51設置於櫃體靠近底面的位置，如圖3所示，第二風扇52與第一風扇51斜對角設置於櫃體靠近頂面的位置，第一風扇51為進氣扇，第二風扇52為排氣扇。一般來說，由於冷空氣重於熱空氣，底部的空氣溫度會略低於頂部的空氣溫度，因此，將設置於櫃體靠近底面的第一風扇51設置為進氣扇，將冷空氣抽入配電櫃，將設置於櫃體靠近頂面位置的第二風扇52設置為排氣扇，將配電櫃內部的熱空氣排出。斜對角設置的第一風扇51及第二風扇52使配電櫃內的空氣流通距離儘量最大化，通過氣流帶走配電櫃內部的熱量，提高降溫效果。
為了提高溫度監控準確性，提高溫度調節效率，本實施例配電櫃溫度監控、調節方法為：
S1、所述第一溫度傳感器組、所述第二溫度傳感器組以及所述第三溫度傳感器組拾取三組溫度信息，所述溫度信息傳遞至所述微型控制單元；
S2、所述微型控制單元比較所述三組溫度信息，若三組溫度信息溫度差相差數值小於a，則求出三組溫度信息的平均值b；若三組溫度信息中有一組溫度信息或兩組溫度信息與剩餘兩組或一組剩餘信息的數值差大於a，則微型控制單元發送報警信息至所述通信模塊，同時在所述顯示模塊上顯示溫度過高的一組或兩組溫度信息的組別及溫度，所述顯示模塊報警背景燈打開；
S3、所述微型控制單元將步驟S2內求得的平均值b與預先存儲的最佳工作溫度範圍及極限工作溫度範圍比較，若b不在最佳工作溫度範圍內但位於極限工作溫度範圍內，則微型控制單元向所述調溫模塊發送工作信號，所述調溫模塊開始工作，同時微型控制單元控制所述顯示模塊顯示所述配電櫃內平均實時溫度，所述顯示模塊警告背景燈打開；若b不在預先存儲的極限工作溫度範圍內，則微型控制單元暫停所述供電櫃工作，將報警信息發送至所述通信模塊，並向所述調溫模塊發送工作信號，所述調溫模塊開始工作，同時控制所述顯示模塊顯示所述配電櫃內平均實時溫度，所述顯示模塊報警背景燈打開。
S4、所述微型控制單元將上述三組溫度信息及判定的工作信息存儲於所述存儲模塊，所述通信模塊將所有信息傳遞至外部設備。
上述方法內涉及的「數值a」、「最佳工作溫度範圍」及「極限工作溫度範圍」均可以根據配電櫃內部電子元器件情況以及配電櫃工作類型、工作環境進行調整，以提高配電櫃應用的廣泛性以及高效性。
本發明的配電櫃可以準確監控配電櫃內部溫度，針對局部的異常情況進行報警，在配電櫃內部整體溫度需要調整的時候能夠及時高效地進行溫度調控，提高配電櫃工作效率，提高配電櫃的可靠性以及應用的廣泛性。
實施例二
如圖5所示，本實施例的配電櫃與實施例一所揭示的配電櫃相比，設置了外部傳感器組，外部傳感器組與微型控制單元電聯接。外部傳感器組將監控到的外部環境數據提供給微型控制單元，微型控制單元判斷配電櫃工作環境的情況對內部溫度進行針對性調整，可以明顯提高配電櫃應用的廣泛性。優選的，外部傳感器組包括溫度傳感器以及溼度傳感器。
本實施例的配電櫃溫度調節方法在實施例一調節方法的基礎上添加了針對外部環境數據的調整：外部傳感器組將所述配電櫃工作的外部環境數據傳遞至所述微型控制單元；所述微型控制單元根據所述外部環境數據調整所述最佳工作溫度範圍及所述極限工作溫度範圍；所述微型控制單元將外部環境數據與預設的工作環境數據進行比較，若外部環境數據位於預設的工作環境數據範圍外，則微型控制單元暫停所述供電櫃工作，將報警信息發送至所述通信模塊，同時在所述顯示模塊上顯示外部環境數據，所述顯示模塊報警背景燈打開。
本實施例的配電櫃設置有外部傳感器組，外部傳感器組可監控外部工作環境溫度、溼度等數據，針對外部環境數據對配電櫃內部溫度進行適應性調整，當配電櫃應用於溫室大棚等高溫高溼度的環境中時可以對應調整配電櫃內部調溫機制，保證配電櫃的正常工作，提高配電櫃應用的廣泛性；若外部環境極度惡劣，超出配電櫃正常承受的範圍，則配電櫃暫停作業，以保護內部電子元件，提高配電櫃可靠性。
以上僅為本發明實施案例而已，並不用於限制本發明，但凡本領域普通技術人員根據本發明所揭示內容所作的等效修飾或變化，皆應納入權利要求書中記載的保護範圍內。