一種風(fēng)電變流器的加熱除濕設(shè)備及方法與流程

　　本發(fā)明涉及風(fēng)電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)電變流器的加熱除濕設(shè)備及方法。

　　背景技術(shù)：

　　現(xiàn)有風(fēng)電變流器一般應(yīng)用于寒冷的三北地區(qū)，其氣溫最低一般在零下30攝氏度左右。為保證風(fēng)電變流器內(nèi)部器件在極端低溫環(huán)境下可靠運(yùn)行，一般電氣柜體內(nèi)配備加熱器對(duì)柜體內(nèi)部進(jìn)行加熱，保證柜體內(nèi)電氣元件的環(huán)境溫度在其要求的工作范圍之內(nèi)。

　　我國(guó)現(xiàn)有風(fēng)電變流器一般應(yīng)用于我國(guó)西南、西北、東南沿海等地區(qū)，其地貌多為海邊、潮間帶，此類地域濕度大或者晝夜溫差大，甚至?xí)円箿夭詈蜐穸榷计?，這就意味著風(fēng)電場(chǎng)常會(huì)遇見(jiàn)低溫、高濕、氣溫變化較快等多種極端環(huán)境，此時(shí)風(fēng)電變流器要能夠正常運(yùn)行，便給設(shè)備維護(hù)技術(shù)提出了十分高的要求。

　　變流器在滿載運(yùn)行時(shí)柜內(nèi)的空氣溫度通常在50℃以上，其相對(duì)濕度較低，如果當(dāng)時(shí)柜外的空氣濕度較大，因柜體(機(jī)柜防護(hù)等級(jí)ip54)無(wú)法做到100％密封，或當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員長(zhǎng)期打開(kāi)機(jī)器柜門(mén)，水汽就比較容易滲透到柜內(nèi)。當(dāng)停機(jī)或長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)時(shí)，系統(tǒng)的整體溫度降低，容易在器件表面形成凝露，通過(guò)現(xiàn)有的手段很難將凝露除干凈，凝露可能反復(fù)出現(xiàn)。

　　并網(wǎng)柜銅排間距足夠大，且斷路器，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)等關(guān)鍵器件對(duì)凝露不敏感，控制柜內(nèi)的控制板都涂有三防漆，濕氣進(jìn)入柜內(nèi)不會(huì)造成影響。功率柜下腔體電抗器設(shè)計(jì)時(shí)也涂有環(huán)氧樹(shù)脂等保護(hù)漆，濕氣造成的凝露也不會(huì)對(duì)電磁元件等造成影響。功率柜上腔體由于有關(guān)鍵的半導(dǎo)體igbt模組，及模組母排，當(dāng)濕氣在一定條件下在銅排表面形成凝露后，凝露會(huì)影響銅排與銅排之間的安規(guī)，甚至可能會(huì)導(dǎo)致母排短路，影響關(guān)鍵器件igbt模塊可靠性。

　　為保證igbt模塊區(qū)域有一個(gè)更良好的工作環(huán)境，在功率柜的模塊腔體區(qū)，增加了一套除濕系統(tǒng)，通過(guò)單板系統(tǒng)和輔助配電開(kāi)關(guān)進(jìn)行智能控制，完全足夠?qū)β使裆喜壳惑w進(jìn)行除濕，除濕門(mén)限可根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)定，將柜內(nèi)空氣的相對(duì)濕度控制在一定水平。

　　風(fēng)電變流器一般從現(xiàn)場(chǎng)690v三相交流電網(wǎng)直接取電，通過(guò)降壓變壓器變成三相400v或者單項(xiàng)230v供給加熱器或者加熱用途的電阻器等。電氣柜環(huán)境溫度達(dá)到0攝氏度或者相對(duì)濕度達(dá)到90％之后，加熱器停止工作，變流器開(kāi)始上電運(yùn)行。而變流器工作之前，由于變流器控制系統(tǒng)未開(kāi)始工作，導(dǎo)致降壓變流器過(guò)溫保護(hù)問(wèn)題無(wú)法解決，從而應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)加熱器故障導(dǎo)致降壓變壓器燒毀等事故。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明的目的主要是為了突破風(fēng)電變流器所處環(huán)境惡劣從而造成的設(shè)備易結(jié)凝露，低溫不易啟動(dòng)等難題。

　　為了實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

　　一種風(fēng)電變流器的加熱除濕設(shè)備，其關(guān)鍵在于：具有加熱除濕電路、判斷控制中心、溫濕度傳感器，所述溫濕度傳感器采集風(fēng)電變流器所處環(huán)境的溫濕度信息，傳遞至所述判斷控制中心；所述判斷控制中心將所接收信息進(jìn)行處理之后生成控制信號(hào)，傳遞至所述加熱除濕電路，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電變流器的溫濕度自動(dòng)控制。

　　作為一種優(yōu)選方式，所述加熱除濕電路、所述判斷控制中心和所述溫濕度傳感三者之間通過(guò)zigbee協(xié)議實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。

　　進(jìn)一步地，所述溫濕度傳感包括溫、濕度敏感元件和有源數(shù)據(jù)分析芯片。

　　進(jìn)一步的，所述加熱除濕電路包括第一溫度繼電器、第二溫度繼電器、3個(gè)保護(hù)斷路器、2個(gè)接觸器、第一單板控制繼電器、第二單板控制繼電器、2個(gè)加熱器和1個(gè)除濕機(jī)；其中，3個(gè)所述保護(hù)斷路器包含加熱器保護(hù)斷路器、啟機(jī)邏輯保護(hù)斷路器和除濕機(jī)保護(hù)斷路器；2個(gè)所述接觸器包括加熱器供電接觸器和ups供電接觸器；2個(gè)加熱器包括控制柜加熱器和控制柜ups加熱膜；所述加熱器保護(hù)斷路器與所訴控制柜加熱器依次串聯(lián)之后接在供電電壓之間，所述第一溫度繼電器和所述控制柜ups加熱膜依次串聯(lián)之后與所述控制柜加熱器并聯(lián)，且所述控制柜ups加熱膜的另一端與所述控制柜加熱器的另一端同時(shí)接地；所述啟機(jī)邏輯斷路器與所述第一單板控制繼電器和所述加熱器供電接觸器依次串聯(lián)之后接入供電電壓之間，所述第二溫度繼電器和所述ups供電接觸器依次串聯(lián)之后與所述加熱器供電接觸器并聯(lián)，且所述加熱器供電接觸器的另一端與所述ups供電接觸器的一端同時(shí)接地；所述除濕機(jī)保護(hù)斷路器與所述第二單板控制繼電器和所述除濕機(jī)依次串聯(lián)之后接入供電電壓之間，且所述除濕機(jī)的另一端接地。

　　一種應(yīng)用上述風(fēng)電變流器加熱除濕設(shè)備所實(shí)現(xiàn)的方法，其實(shí)施的關(guān)鍵在于，包括以下步驟：

　　s1：通過(guò)傳感器進(jìn)行風(fēng)電變流器環(huán)境的溫濕度檢測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳遞到判斷控制中心；

　　s2：判斷此時(shí)風(fēng)電變流器的運(yùn)行條件，若達(dá)到0℃以上且無(wú)凝露，則進(jìn)入步驟s3；若達(dá)到0℃及以下或有凝露，則進(jìn)入步驟s4；

　　s3：判斷控制中心向加熱除濕回路輸出停機(jī)信號(hào)，并實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫濕度信息，上傳至判斷控制中心分析；

　　s4：判斷控制中心向加熱除濕回路輸出工作信號(hào)，控制其對(duì)風(fēng)電變流器工作環(huán)境進(jìn)行升溫排濕的工作，并同時(shí)實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫濕度信息，上傳至判斷控制中心分析。

　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電變流器啟動(dòng)的安全保障，在步驟s1之前還包括復(fù)位步驟s0：手動(dòng)啟動(dòng)加熱除濕電路，使其實(shí)現(xiàn)變流器的加熱除濕功能及環(huán)境監(jiān)測(cè)功能。

　　本發(fā)明的有益效果為：保證了風(fēng)電變流器在冬季低溫情況下，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)準(zhǔn)備工作時(shí)，變流器的加熱除濕控制/啟機(jī)邏輯啟動(dòng)過(guò)程中，變流器得到良好加熱，且保證了變流器在允許的環(huán)境溫度下工作。當(dāng)加熱除濕進(jìn)行到滿足ups啟動(dòng)要求后，ups會(huì)自動(dòng)獲得230v電源輸入，變流器控制系統(tǒng)得電，然后響應(yīng)主控的并網(wǎng)指令。同時(shí)，本發(fā)明還可以選擇手動(dòng)/自動(dòng)方式進(jìn)行加熱除濕，便于在高濕地區(qū)進(jìn)行加熱除濕。更重要的是，本發(fā)明所提出的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件較少，便于安裝在變流器柜體內(nèi)部，方便實(shí)施。

　　附圖說(shuō)明

　　圖1為本發(fā)明所述風(fēng)電變流器加熱除濕方法的流程圖；

　　圖2為本發(fā)明所述風(fēng)電變流器加熱除濕設(shè)備的功能拓?fù)鋱D；

　　圖3為本發(fā)明所述風(fēng)電變流器加熱除濕電路的功能拓?fù)鋱D；

　　圖4為本發(fā)明所述風(fēng)電變流器加熱除濕電路的元件連接圖。

　　具體實(shí)施方式

　　下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體的解釋說(shuō)明。

　　一種風(fēng)電變流器的加熱除濕設(shè)備，如圖2，該設(shè)備包含加熱除濕電路、判斷控制中心、溫濕度傳感器，所述溫濕度傳感器采集風(fēng)電變流器所處環(huán)境的溫濕度信息，傳遞至所述控制臺(tái)單片機(jī)；所述控制臺(tái)單片機(jī)將所接收信息進(jìn)行處理之后生成控制信號(hào)，傳遞至所述加熱除濕回路，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電變流器的溫濕度自動(dòng)控制。其中，所述加熱除濕電路、所述判斷控制中心和所述溫濕度傳感三者之間通過(guò)zigbee協(xié)議實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，且所述溫濕度傳感包括溫、濕度敏感元件和有源數(shù)據(jù)分析芯片。

　　而且，如圖3所示，該電路包括第一溫度繼電器、第二溫度繼電器、3個(gè)保護(hù)斷路器、2個(gè)接觸器、第一單板控制繼電器、第二單板控制繼電器、2個(gè)加熱器和1個(gè)除濕機(jī)；其中，3個(gè)所述保護(hù)斷路器包含加熱器保護(hù)斷路器、啟機(jī)邏輯保護(hù)斷路器和除濕機(jī)保護(hù)斷路器；2個(gè)所述接觸器包括加熱器供電接觸器和ups供電接觸器；2個(gè)加熱器包括控制柜加熱器和控制柜ups加熱膜；所述加熱器保護(hù)斷路器與所訴控制柜加熱器依次串聯(lián)之后接在供電電壓之間，所述第一溫度繼電器和所述控制柜ups加熱膜依次串聯(lián)之后與所述控制柜加熱器并聯(lián)，且所述控制柜ups加熱膜的另一端與所述控制柜加熱器的另一端同時(shí)接地；所述啟機(jī)邏輯斷路器與所述第一單板控制繼電器和所述加熱器供電接觸器依次串聯(lián)之后接入供電電壓之間，所述第二溫度繼電器和所述ups供電接觸器依次串聯(lián)之后與所述加熱器供電接觸器并聯(lián)，且所述加熱器供電接觸器的另一端與所述ups供電接觸器的一端同時(shí)接地；所述除濕機(jī)保護(hù)斷路器與所述第二單板控制繼電器和所述除濕機(jī)依次串聯(lián)之后接入供電電壓之間，且所述除濕機(jī)的另一端接地。

　　而且，所述加熱除濕電路的具體電子元件連接圖如圖3所示連接。

　　一種應(yīng)用上述風(fēng)電變流器加熱除濕設(shè)備所實(shí)現(xiàn)的方法，如圖1所示，包括以下步驟：

　　s0：手動(dòng)啟動(dòng)加熱除濕電路，使其實(shí)現(xiàn)變流器的加熱除濕功能及環(huán)境監(jiān)測(cè)功能；

　　s1：通過(guò)傳感器進(jìn)行風(fēng)電變流器環(huán)境的溫濕度檢測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳遞到判斷控制中心；

　　s2：判斷此時(shí)風(fēng)電變流器的運(yùn)行條件，若達(dá)到0℃以上且無(wú)凝露，則進(jìn)入步驟s3；若達(dá)到0℃及以下或有凝露，則進(jìn)入步驟s4；

　　s3：判斷控制中心向加熱除濕回路輸出停機(jī)信號(hào)，并實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫濕度信息，上傳至判斷控制中心分析；

　　s4：判斷控制中心向加熱除濕回路輸出工作信號(hào)，控制其對(duì)風(fēng)電變流器工作環(huán)境進(jìn)行升溫排濕的工作，并同時(shí)實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫濕度信息，上傳至判斷控制中心分析。

　　在具體工作的時(shí)候，變流器得電啟機(jī)時(shí)，先進(jìn)行加熱除濕動(dòng)作。通過(guò)加熱除濕控制/啟機(jī)邏輯，當(dāng)環(huán)境溫度小于0度時(shí)，14s1溫度繼電器的1，3端導(dǎo)通，14k2加熱器供電接觸器a1,a2線圈得電，14k2加熱器供電接觸器主觸點(diǎn)閉合。13r1:1～13r1:3控制柜加熱器和13r2:1控制柜ups加熱膜進(jìn)行工作發(fā)熱，對(duì)柜體進(jìn)行加熱除濕。并且當(dāng)ups附近環(huán)境溫度大于10度時(shí)，13s1溫度繼電器1，3端斷開(kāi)，13r2:1控制柜ups加熱膜停止工作。

　　也可以手動(dòng)進(jìn)行加熱，當(dāng)在判斷控制中心設(shè)置好手動(dòng)程序和按鈕之后，19k6單板控制繼電器a1,a2線圈得電，19k6單板控制繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)11，14閉合，14k2加熱器供電接觸器a1,a2線圈得電，14k2加熱器供電接觸器主觸點(diǎn)閉合。13r1:1～13r1:3控制柜加熱器和13r2:1控制柜ups加熱膜進(jìn)行工作發(fā)熱，對(duì)柜體進(jìn)行加熱除濕。并且當(dāng)ups附近環(huán)境溫度大于10度時(shí)，13s1溫度繼電器1，3端斷開(kāi)，13r2:1控制柜ups加熱膜停止工作。加熱完成后，手動(dòng)加熱按鈕恢復(fù)至不加熱狀態(tài)。

　　當(dāng)環(huán)境溫度大于0度時(shí)，14s1溫度繼電器的1，3端不導(dǎo)通，14k2加熱器供電接觸器a1,a2線圈不得電，13r1:1～13r1:3控制柜加熱器和13r2:1控制柜ups加熱膜停止工作。此時(shí)，14s1溫度繼電器的2，3端導(dǎo)通，14k3ups供電接觸器a1,a2線圈得電，14k3ups供電接觸器主觸點(diǎn)閉合，且14k3ups供電接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)13，14閉合，14k3ups供電接觸器a1,a2線圈長(zhǎng)期處于得電狀態(tài)。

　　當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)濕度大于設(shè)定值時(shí)，20k4單板控制繼電器a1,a2線圈得電，20k4單板控制繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)11，14閉合，14m1除濕機(jī)進(jìn)行除濕工作，并將除濕產(chǎn)生的液體通過(guò)引流管將水排出柜外。

　　綜上所述，本發(fā)明本發(fā)明保證了風(fēng)電變流器在冬季低溫情況下，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)準(zhǔn)備工作時(shí)，變流器的加熱除濕控制/啟機(jī)邏輯啟動(dòng)過(guò)程中，變流器得到良好加熱，且保證了變流器在允許的環(huán)境溫度下工作。當(dāng)加熱除濕進(jìn)行到滿足ups啟動(dòng)要求后，ups會(huì)自動(dòng)獲得230v電源輸入，變流器控制系統(tǒng)得電，然后響應(yīng)主控的并網(wǎng)指令。同時(shí)，本發(fā)明還可以選擇手動(dòng)/自動(dòng)方式進(jìn)行加熱除濕，便于在高濕地區(qū)進(jìn)行加熱除濕。更重要的是，本發(fā)明所提出的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件較少，便于安裝在變流器柜體內(nèi)部，方便實(shí)施。

　　最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍。