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2 高壓配電室全智能防凝露系統的設計與開發2.1 中央控制單元

1）硬件框圖。硬件框圖如圖 3 所示，中央控制單元主要包括可編程邏輯控制器 PLC、人機界面HMI、繼電器陣列、配電單元、無源接點輸入信號及直流電源模塊。PLC 與 HMI 之間通過 RS232 接口連接，HMI 與溫濕度變送器陣列間通過 RS485 接口連接，PLC 通過中間繼電器陣列及配電單元控制各外圍執行設備的啟停。其中，外圍執行設備的配置考慮了電氣回路的各個環節，特別是開關柜和母線橋架這些容易被忽視的區域[11]。

2）人機界面 HMI。人機界面 HMI 采用 7 吋真彩色觸摸屏 ，分 辨率 800 × 480，Flash128 MB RAM64 MB 掉電 16 MB。基于 HMI 的軟件設計平臺，設計了友好的人機交互界面。其中在菜單上設置了設備狀態、監測數據、歷史數據、報警信息、相關曲線、參數設置、時鐘設置等功能按鍵，通過操作界面上的按鍵可以實現對應的顯示功能。

380 V 三相電源進線，CB0 為進線總開關，單相

220 V 負荷均勻配置到各相，三相負荷主要針對大功率室內除濕機。CB1—CB9 為支路開關，C4—C9為接觸器。電動窗戶控制器及各接觸器控制線圈受控于 PLC，即 PLC 通過控制電源供給來控制電動窗戶及各外圍執行設備的啟停，控制原理見圖 6。接觸器 C5 的控制線圈的供電受控于 PLC 的一個輸出接點，此輸出接點斷開時 C5 即斷開，反之則 C5吸合，其他接觸器的控制與此相同。

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PSCS-60 (40)排水型開關柜除濕裝置的工作技術原理 

該裝置的工作原理是通過調整控制器實現該裝 置自動或手動運行，并可以整定自動運行的濕度數 值。在自動工作模式下，當開關柜內的空氣濕度值 達到裝置的動作門檻值時，電子控制器驅動電子半 導體工作。電子半導體由一塊N型半導體材料和一 塊P型半導體材料組結成電偶對，在這個電路中接 通直流電流后就能產生能量的轉移，電流由N型元 件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端；由P 型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。 在半導體的熱面涂一層很薄的銀硅脂并貼上散熱片， 熱端工作后釋放熱量，外加通風機提高熱風循環效 率。

應用驗證

該裝置于2014年5月23日在山東能源棗礦集 團新安煤礦6 kV高壓變電所箱變內進行試驗運 行，并在箱變箱體內加裝溫濕度傳感器，在箱變儀 表室加裝溫濕度數顯表，校對該裝置的工作精度和 靈敏度。在6月一10月中旬雨季試運行期，每天 例行溫濕度巡查，未發現箱體內有濕度超標現象。 10月20日該變電所進行秋季例行巡檢時，開箱査 看各帶電導體、端子排和柜壁等部位，未發現凝露 現象存在。

通過試運行驗證，PSCS-60 (40)排水型除 濕裝置利用了電子半導體溫差大時易凝露的原理， 收集凝水并排出開關柜外。從根本上解決了加熱型 除濕裝置加熱后容易形成凝露這一開關柜常見困 擾，達到了開關柜內的水分和濕度顯著降低，確保 了安全供電。

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(1) 檢修維護方面：分散式防凝露裝置檢修消缺工作量大， 集中式只需對集中控制箱中兩只溫控器和各支路加熱元件進 行檢查維護，大大減少了檢修工作量。同時，由于取消了各單 元箱體內溫控器，集中控制箱中采取兩只溫控器接點并聯使 用，設備運行的可靠性得到明顯提高。

(2) 運行方面：集中控制裝置減少了運行人員巡檢的工作 量，能夠節約時間，提高工作效率；集中控制裝置能實現遠方 遙控、遙信，滿足綜合自動化電站要求。

(3) 安全和可靠性方面：集中控制裝置采用溫控二次回路 控制，相對于分散式單溫控器控制方式，增強了防凝露裝置動 作的可靠性。采用獨立的交流電源回路供電，避免了加熱回路 故障對設備其它元件可能造成的事故，保證其他設備的安全 運行。

柜內空氣凝露是變電站開關柜運行中出現閃絡故障的主要誘因。基于凝露形成的機理分析，本文提出了采用電纜溝進線的高壓開關柜內消除凝露的技術實施方案，通過使電纜溝與開關室內空氣溫濕度參數趨于均勻，有效避免了高壓開關柜內凝露的產生。

隨著經濟發展和城市建設的不斷推進、城市用電負荷密度的增加和城市建設美化要求的提高，越來越多的城市變配電設施從戶外轉向室內，電力輸送線路也從架空敷設轉向地下電纜溝敷設。通過對現有變配電站高壓開關柜運行故障分類分析發現， 開關柜內空氣凝露是引起絕緣強度下降、引發開關柜故障的主要因素之一。本文通過對高壓開關柜內空氣凝露原因的分析，提出了通過消除開關柜室與電纜溝內空氣溫、濕度差的技術方案，解決電纜溝內的凝露問題，從而保證高壓開關柜內不出現因凝露而產生的閃絡，防止運行故障的發生。