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除濕模型模擬

一種兩級(jí)半導(dǎo)體除濕裝置，并通 過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M等手段對(duì)其除濕效果與cop進(jìn)行分析得 到電源電壓和風(fēng)機(jī)風(fēng)量的解。選取文獻(xiàn)中的室 內(nèi)空氣參數(shù)和達(dá)到工況時(shí)被除濕空氣的流量，并 選取合適的硅膠質(zhì)量與傳質(zhì)系數(shù)，如表4,帶入一級(jí) 半導(dǎo)體制冷的固體除濕模型中，以12min為一個(gè)周 期，即6min改變一次除濕與再生的工況。模擬該除 濕模型隨輸入電流變化制冷量、除濕效果及系統(tǒng)效率 的變化趨勢(shì)，如圖7 ~圖9。當(dāng)電流/在10A以內(nèi)變 化時(shí),隨著電流增加，制冷量由WW左右上升至70W 左右，冷凝水量近乎直線增加，系統(tǒng)COP降低，冷端 空氣出口含濕量降低，溫度先降后升。

兩級(jí)半導(dǎo)體的冷端相 對(duì),共有兩股空氣，其中被冷卻空氣先經(jīng)過(guò)級(jí)半 導(dǎo)體熱電堆的制冷側(cè)進(jìn)行干工況降溫,在此基礎(chǔ)上經(jīng) 過(guò)第2級(jí)半導(dǎo)體熱電堆的制冷側(cè)進(jìn)一步降溫除濕。 為了提高系統(tǒng)效率和出風(fēng)的舒適度，低溫低濕的空氣 再次經(jīng)過(guò)第2級(jí)熱電堆的熱端而被加熱，以此加強(qiáng)第 2級(jí)半導(dǎo)體熱端的散熱并達(dá)到除濕的效果。而 級(jí)熱電堆則由另一股空氣強(qiáng)迫對(duì)流散熱，其入口狀態(tài) 參數(shù)與被冷卻空氣相同。

研究人員固定空氣入口參數(shù)（干球 溫度為22T，相對(duì)濕度為80% ），優(yōu)化該兩級(jí)半導(dǎo)體 除濕裝置的輸入電壓與兩股空氣的風(fēng)量，使半導(dǎo)體系 統(tǒng)的COP和冷凝水量達(dá)到較高水平,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果得 到工況結(jié)果與相同冷凝水量下固體除濕模型的 模擬結(jié)果如表5,釆用了固體除濕的半導(dǎo)體除濕模型 的系統(tǒng)效率明顯高于半導(dǎo)體冷卻除濕裝置。

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變電站是將發(fā)電廠發(fā)出來(lái)的電能通過(guò)改變電壓將其發(fā)送 到不同地方的場(chǎng)所，因此變電站主要的設(shè)備是開(kāi)關(guān)柜和變壓 器。開(kāi)關(guān)柜一般都是金屬封閉結(jié)構(gòu)，為了保證送電過(guò)程的安 全，高壓柜門一般很少打開(kāi)。因此，在高溫高濕度的天氣下，加 上柜內(nèi)電壓電流造成的高溫，容易造成柜內(nèi)絕緣度下降，導(dǎo)致 內(nèi)部放電甚至等事故。

自動(dòng)除濕裝置的維修

德清供電公司的EI常管理及故障維修均以人工操作為 主，這樣的操作方式太過(guò)被動(dòng)性，不能做到設(shè)備的實(shí)時(shí)防護(hù)， 同時(shí)還有可能帶來(lái)較大的人員傷亡。而目前的自動(dòng)除濕裝置 屬于傳統(tǒng)的除濕設(shè)計(jì)，在內(nèi)部完全封閉的情況下，水分子依舊 附著在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，容易造成內(nèi)部構(gòu)造和器件的受潮，降低電器 設(shè)備的壽命，不能從根本上解決問(wèn)題。如果自動(dòng)除濕裝置在柜 內(nèi)結(jié)合濕度傳感器、除濕器、報(bào)警裝置、自動(dòng)控制模塊和工作 電源共同完成柜內(nèi)濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)處理，將能有效的 改善目前存在的各項(xiàng)除濕弊端的。除濕器一般可選電加熱器、 強(qiáng)制風(fēng)循環(huán)型除濕器或半導(dǎo)體冷凝除濕器。這種裝置結(jié)構(gòu)緊 湊，安裝簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，能夠及時(shí)對(duì)開(kāi)關(guān)柜的濕度值進(jìn) 行監(jiān)控并做好實(shí)時(shí)防護(hù)。

自2012年1月國(guó)網(wǎng)浙江德清縣供電公司采用先進(jìn)的無(wú) 源、無(wú)線溫度傳感器對(duì)開(kāi)關(guān)柜實(shí)施了柜內(nèi)溫度的在線監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)。該項(xiàng)目選擇llOkV上旺變電所8條10kV線路開(kāi)關(guān)柜27 個(gè)電氣連接點(diǎn)溫度傳感器進(jìn)行試點(diǎn)安裝和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了溫度 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)報(bào)警等一系列聯(lián)動(dòng)功能。

該系統(tǒng)主要利用聲表溫度傳感器技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控：數(shù) 據(jù)采集裝置通過(guò)射頻信號(hào)進(jìn)行天線接收，傳感器收到天線發(fā) 送過(guò)來(lái)的信號(hào)后經(jīng)叉指換能器(IDT)轉(zhuǎn)換為聲表面波。聲表面 波經(jīng)壓電效應(yīng)又轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，此電信號(hào)就是攜帶溫度信息 的信號(hào)，又通過(guò)傳感器天線端輻射傳回，即可在數(shù)據(jù)采集裝置 中得到溫度值。因此，這種聲表面波傳感器的設(shè)計(jì)具有自動(dòng)識(shí) 功能。

在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中，變電站高壓室多位于一樓，地下即為電纜 溝，電纜溝極易積水，加上溝內(nèi)空氣流通不暢,會(huì)導(dǎo)致高壓室 內(nèi)空氣濕度過(guò)高。

為解決高壓室內(nèi)空氣濕度過(guò)大帶來(lái)的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提 高電氣設(shè)備安全系數(shù)，昊元運(yùn)維班相關(guān)人員經(jīng)過(guò)一系列現(xiàn)場(chǎng) 調(diào)查研究，成功研制出了簡(jiǎn)易可靠的防潮除濕裝置,有效地解 決了上述問(wèn)題。

2技術(shù)方案論證

設(shè)計(jì)了智能溫濕度控制儀,用濕度（或溫度）傳感器把柜 體內(nèi)的溫濕度信號(hào)輸送到監(jiān)控器，根據(jù)柜體內(nèi)正常所需的溫 濕度參數(shù)在監(jiān)控器上進(jìn)行設(shè)定,兩信號(hào)進(jìn)行比較后,輸出接點(diǎn) 稽號(hào)接通負(fù)載（風(fēng)扇或加熱器），達(dá)到調(diào)溫除濕的@的。

將工業(yè)專用除濕機(jī)與離心式低噪高速風(fēng)機(jī)相結(jié)合，設(shè)計(jì) 出一套通風(fēng)除濕裝置。該裝置通過(guò)“除濕-通風(fēng)-空氣干 燥環(huán)流”這一整體流程，形成空氣的迅速循環(huán)和置換,快速有 效降低室內(nèi)空氣濕度。同時(shí)，與自行設(shè)計(jì)的智能溫濕度控制儀 結(jié)合，當(dāng)室內(nèi)空氣濕度不滿足設(shè)定值時(shí)，除濕機(jī)和風(fēng)機(jī)自啟 動(dòng)，將高壓室內(nèi)的環(huán)境濕度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3實(shí)施步驟和主要做法

公司運(yùn)維班所轄220kV我們變由于基建歷史遺留問(wèn)題, 高壓室電纜溝長(zhǎng)期有積水且無(wú)法排出，高壓室內(nèi)又缺乏有效 的除濕機(jī)器，室內(nèi)潮氣離以排出從而導(dǎo)致我們變35kV高壓室 空氣濕度過(guò)高。因此，本項(xiàng)目選擇在我們變電站實(shí)施。

3.1選擇離心風(fēng)機(jī)

我們變電站35kV高壓室電纜溝寬1米，深1.2米，長(zhǎng)50 米，為了能使電纜溝內(nèi)濕空氣迅速排出，設(shè)計(jì)每90秒置換一 次，則需要2臺(tái)（n=60/（ 1500/40））這樣的風(fēng)機(jī)（風(fēng)機(jī)功率 320W,風(fēng)量15OOm3/h）,風(fēng)機(jī)固定在電纜溝蓋板上，出口朝下 向內(nèi)吹風(fēng),進(jìn)行空氣強(qiáng)力置換。

小組成員到市場(chǎng)考察、比較，后選取型號(hào)為NDF-32A 的離心式鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)。該離心式風(fēng)機(jī)可以滿足性能要求。

智能溫濕度控制儀主要目的是將高壓室內(nèi)溫度及濕度控 制在合適范圍內(nèi)。其工作原理是用濕度（或溫度）傳感器把柜 體內(nèi)的溫濕度信號(hào)輸送到監(jiān)控器，根 據(jù)柜體內(nèi)正常所需的溫濕度參數(shù)在監(jiān) 控器上進(jìn)行設(shè)定,兩信號(hào)進(jìn)行比較后， 輸出接點(diǎn)信號(hào)接通負(fù)載（風(fēng)扇或加熱 器），達(dá)到調(diào)溫除濕的目的。

智能溫濕度控制儀由下列部分組 成：（1）感溫元件；（2）控制裝置包括： 智能模塊、繼電器等羅（3）輔件包括;顯 示器、外殼。

將各元件尺寸統(tǒng)計(jì)后設(shè)計(jì)控制柜 圖紙，并聯(lián)系加工F進(jìn)行加工,控制柜 設(shè)計(jì)示意圖如圖4所示。

按照設(shè)計(jì)圖將控制裝置與顯示器

根據(jù)我們變35kV高壓室現(xiàn)場(chǎng)情況,首先在高壓室內(nèi)東西 兩端各安裝一臺(tái)工業(yè)專用除濕機(jī)，對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行干燥化處 理，把室內(nèi)空氣中的水分通過(guò)壓縮冷卻排除室外，在電纜溝東 西兩側(cè)設(shè)進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口外安裝離心式低噪高速風(fēng)機(jī),把通過(guò) 除濕機(jī)排出的干燥空氣強(qiáng)排進(jìn)電纜溝，除濕機(jī)與風(fēng)機(jī)全部設(shè)計(jì)為濕度自動(dòng)控制，控制屏液晶實(shí)時(shí)顯示及控制濕度排放

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求對(duì)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、停止的動(dòng)作值進(jìn)行了設(shè)置，啟 動(dòng)值:濕度大于60%；停止值:濕度55%0

該裝置操作便捷，能夠有效解決高壓室內(nèi)空氣濕度過(guò)大 問(wèn)題，排除設(shè)備安全運(yùn)行隱患，提高電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行水平。 可廣泛用于全省范圍內(nèi)的變電站里，應(yīng)用前景廣闊。