基于太阳能除湿降温型变电站户外端子箱的研制与应用

刘兴民

【摘 要】变电站户外端子箱是室外电气设备与室内测控、保护、通信等设备连接的中间环节。在空气潮湿时，端子箱受潮还能使端子排螺丝和连接片生锈，使二次端子接触不良，也同样会使电流回路端子发热甚至开路，造成保护拒动或误动，引起事故，严重威胁电网的安全运行。因此，考虑检修、运行的方便性、环保节能等方面，亟需研制一款智能、节能型智能性除湿降温功能的户外端子箱，彻底解决对户外端子箱内的温度和湿度过高问题，对防止发生电力事故发生具有重要的意义。

【关键词】户外端子箱 降温 除湿 太阳能

随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，电力用户对供电可靠性和电能质量要求更高。变电站户外端子箱是室外电气设备与室内测控、保护、通信等设备连接的中间环节，一般就地安装在设备旁。在空气潮湿时，室外开关端子箱内潮湿凝露积水，除造成箱体内易锈蚀外，还易导致直流二次回路对地绝缘电阻下降；受潮还能使端子排螺丝和连接片生锈，使二次端子接触不良，也同样会使电流回路端子发热甚至开路，造成保护拒动或误动，引起事故。同时太阳能作为地球上最直接、最普遍、最清洁的能源，如何将其能运用到电力生产中去，对电力生产可持续发展具有深远的意义。

1 目前解决措施

目前，各公司仅对在施工工艺、材质及管理措施的改进，无论在成本、人力、实效、节能、环保等方面都不能从根本上解决目前端子箱出现的高温、潮湿、锈蚀等问题。采取以下措施：

（1）研究逐步对变电站户外端子箱进行更换。（2）在开关端子箱内放置适量的除潮物品，如硅胶等，并定期检查，及时更换。（3）做好端子箱的防火封堵，防止进水。（4）端子排的端子，螺丝及箱体用不锈钢材质制作，防止腐蚀。（5）在雷雨过后及时开箱进行通风驱潮等。（6）制订开关端子箱防潮维护管理制度，责任到人，定期检查端子箱的驱潮、加热装置是否常，一旦发现问题要及时维护。

2 实施方案

2.1 系统方案

本文主要介绍了该端子箱的应用技术、主要功能以及实用效果，其系统图如图1。

图1 太阳能除湿降温型变电站户外端子箱系统图

（1）通过太阳能板发电，绿色、环保、节能。（同时太阳能板放在户外端子箱上，遮挡太阳直接照射端子箱，物理性的也降低一部分温度）。（2）当箱内部高温时：通过温度测量模块1（外）、温度测量模块2（内）检测端子箱内外温度。当箱内温度超过设定的值且外部温度低于内部温度时，微处理器驱动风机排风，进行自然排风降温。当箱内、外温度均超过设定的值，微处理器驱动制冷模块，进行制冷降温。同时根据箱内温度装置进行自动降温。（3）当箱内部低温（寒冷地区）时：通过温度测量模块1（外）、温度测量模块2（内）检测端子箱内外温度。当箱内温度低于过设定的值且时，微处理器驱动加热模块加温，同时根据箱内温度装置进行自动加温。（4）当箱内部湿度过高时：通过湿度测量模块1（外）、湿度测量模块2（内）检测端子箱内外湿度度，当内湿度超过设定的值且外部温度高于内部温度是，单片机驱动热电阻加热、风机排湿度。（5）通过温度测量模块1（外）、温度测量模块2（内）检测端子箱内外温度将温度现场显示和通过RS-485通讯线传向变电站综自系统，然后经综自系统发送至调度，将数据进行实时监控。

2.2 技术方案

本文研究目的是为一种能够通过太阳能发电进行除湿降温的端子箱，并具有实时监测和报警功能。主要模块选择如下：

2.2.1 太阳能电池组件

由设计要求知：太阳能电池组件的功率为

（I1+I2）×18 = （7.04+1.85） ×18 = 160（W）

选取2块峰值功率为80W的单晶硅组件太阳能电池组件构成太阳能电池阵列。

2.2.2 蓄电池

选用阀控式密封免维护铅酸蓄电池。阀控式密封免维护铅酸蓄电池是历尽四十余年不断创新的结晶。其高能密度、全密封结构、使用寿命长、高可靠性及良好的。

2.2.3 微处理器

选择STC89C52单片机为该系统的总控芯片，8位的52系列单片机作为系统控制器。STC89C52单片机是一款具有ISP/IAP功能的单片机，它的片内具有64K字节Flash程序存储器、1K字节数据存储器、3个16位定时/计数器，6个中断、1个全双工串行口等资源，端口资源和功能满足设计需要。

2.2.4 湿度传感器

采用DHT11湿度传感器。产生数字信号传输给单片机进行分析、处理和控制显示。湿度检测范围为20%～90%RH，其检测精度为±5%。两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快速而简单。

2.2.5 温度传感器

采用DS18B20数字化温度传感器，支持“一线总线”接口，即只。检测温度范围为-55～+125℃：精度为±0.5℃（在-10℃～+85℃范围）。

3 结语

本文主要解决变电站户外端子箱内高温、潮湿、低温造成箱体内锈蚀、端子排螺丝和连接片生锈、设备老化、电缆锈蚀。从而导致使二次端子接触不良、直流二次回路对地绝缘电阻下降以及测控、保护装置运行异常、误发信号，导致运行人员误判断作出错误分析。为电网调度运行人员处理设备异常和故障提供有利条件和决策支持，其作用是智能电网信息化、自动化、智能化的重要体现！