伍智華+宋星

摘 要：保護裝置插件故障會導致保護功能異常，使電網(wǎng)失去保護作用，當電網(wǎng)發(fā)生故障時，面臨著大面積停電的風險。提出了一種新型的保護屏內(nèi)環(huán)境散熱系統(tǒng)的方案，該散熱系統(tǒng)采用空氣開關(guān)加單片機控制器和風扇的組合方式，通過控制器采集到的溫度信息來驅(qū)動風扇工作，從而降低保護屏內(nèi)的溫度。該系統(tǒng)可以消除保護裝置運行溫度偏高存在的安全隱患，使保護裝置運行在適宜的溫度環(huán)境下，提高裝置安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：插件故障；散熱系統(tǒng)；單片機控制器；運行溫度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.162

0 引言

微機保護裝置廣泛應用于電力系統(tǒng)，其種類較多，保護裝置插件故障是繼電保護常見故障，該故障一旦發(fā)生將會導致保護功能異常，使電網(wǎng)失去保護作用，而承擔故障時擴大停電范圍的巨大風險[1]。所以，保護插件故障需要緊急處理，盡快恢復裝置正常運行。根據(jù)文獻[2]的要求，控制室的溫度應控制在5℃-30℃之間，這也是控制室內(nèi)保護設備運行的適宜溫度?？刂剖覂?nèi)由于配有空調(diào)對溫度進行調(diào)節(jié)，其溫度能保持在適宜范圍，但保護裝置安裝在保護屏上，其主體部分處于保護屏柜內(nèi)部，其所處環(huán)境封閉獨立。

在保護設備發(fā)熱嚴重的情況下，保護屏內(nèi)環(huán)境乃至保護裝置內(nèi)環(huán)境溫度會明顯高于控制室溫度，嚴重時會對保護裝置產(chǎn)生許多不利影響，給保護裝置的安全穩(wěn)定運行帶來隱患[3]。此外，空調(diào)安放在控制室，由于控制室空間較大，故控制室內(nèi)溫度分布并不均勻，一般離空調(diào)較近的區(qū)域能保持在空調(diào)設定溫度，離空調(diào)較遠的區(qū)域會比空調(diào)設定溫度要高，再加上控制室內(nèi)屏柜阻擋，一般其溫度會隨著距離變遠而慢慢升高，一般情況下，控制室內(nèi)最高溫度區(qū)域會高于空調(diào)設定溫度1-5℃，這會使得屏柜內(nèi)環(huán)境溫度情況更加容易惡化[4]。

針對上述情況，本文提出了一種新型的保護屏內(nèi)環(huán)境散熱系統(tǒng)的研制方案。該系統(tǒng)可以消除保護裝置運行溫度偏高存在的安全隱患，使保護裝置運行在適宜的溫度環(huán)境下，提高裝置安全穩(wěn)定運行。

1 系統(tǒng)設計

該散熱系統(tǒng)采用空氣開關(guān)加控制器和風扇的組合方式，其空氣開關(guān)主要實現(xiàn)風扇和控制器的短路保護，控制器則能根據(jù)屏內(nèi)溫度情況自動控制風扇開啟和關(guān)閉。通過該系統(tǒng)散熱作用，使得保護屏內(nèi)環(huán)境溫度與控制室溫度接近，從而打破溫度壁壘，使保護裝置實際運行環(huán)境溫度為5℃-30℃，滿足裝置正常運行溫度的要求。

散熱系統(tǒng)工作原理如圖1所示，采用成套單片機控制整個驅(qū)動電路工作，傳感器將采集到的屏內(nèi)溫度傳遞給單片機控制器，單片機控制器根據(jù)溫度值判斷是否開啟風扇來散熱。

2 設備安裝

整分系統(tǒng)采用分散布置型式，將風扇群、控制器、傳感器和空氣開關(guān)作為獨立器件分別安裝在屏內(nèi)合適位置。其中風扇群安裝在保護屏上部，屏柜頂部有進氣孔，其氣流走向為從上往下，經(jīng)屏柜門和屏柜底部孔洞排氣，實現(xiàn)氣流良好流通散熱。該布置方案安裝方便，可依據(jù)屏內(nèi)原有條件安裝，空間布置方式靈活，安裝工藝要求較低。此外可將溫度傳感器布置在保護裝置附近，能真實反映保護裝置附近溫度。

3 現(xiàn)場測試

為檢驗保護屏柜內(nèi)環(huán)境散熱系統(tǒng)在各種工況下的實際效果，在屏柜內(nèi)加入微型加熱裝置模擬典型工況，以得到多組初始溫度，對其進行測試。測試前調(diào)整空調(diào)設定使環(huán)境溫度為25℃，控制器溫度設定值為26℃，溫度差為保護屏柜內(nèi)環(huán)境溫度與控制室環(huán)境溫度之差。測試結(jié)果如下表所示：

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可以看出，散熱系統(tǒng)能將相對獨立的保護屏內(nèi)環(huán)境溫度降到與控制室環(huán)境溫度基本一致，本方案提出的散熱系統(tǒng)能夠很好的滿足保護屏內(nèi)的散熱要求。

4 結(jié)束

保護屏內(nèi)的各種元器件，在溫度偏高的情況下長期運行會縮短其正常使用壽命和增加各器件的故障率，本文研究的散熱系統(tǒng)能解決保護屏內(nèi)環(huán)境溫度偏高的問題，從而降低保護屏內(nèi)各元器件故障率，并能保證其正常使用壽命，可以節(jié)約一筆無形的費用。保護屏內(nèi)環(huán)境溫度保持在適宜范圍內(nèi)，有利于保護裝置的安全穩(wěn)定運行，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行有積極的作用。

參考文獻：

[1]黃陽崗，李煜亮，張貝，廖金國.繼電保護裝置電源插件改進措施[J].設備管理與維修，2017（16）：8-10.

[2]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員.DL/T587-2007.微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2007.

[3]師元康，姜振超，趙書濤.基于內(nèi)部溫度的繼電保護裝置時變失效率研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2016（04）：25-28.

[4]王元，王紀渝，王國海.微機保護裝置電源插件損壞原因分析及應對措施研究[J].云南省電機工程學會會議論文集，2010（11）：14-16.

作者簡介：伍智華（1985-），男，湖南人，碩士研究生，工程師，研究方向：繼電保護、自動化。endprint