溫度控制器智能校驗(yàn)裝置的研制

康寧 王飛 陳臻 王亮亮

摘要：本文針對(duì)傳統(tǒng)的溫度控制器校驗(yàn)方法，以實(shí)用實(shí)效為出發(fā)點(diǎn)，研制出一種便于攜帶，優(yōu)化校驗(yàn)流程，加速溫度制造，進(jìn)而縮短校驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)一鍵精確檢測、并根據(jù)檢測結(jié)果快速計(jì)算、分析的溫度控制器智能校驗(yàn)裝置。

關(guān)鍵詞：溫度控制器

一、引言

溫度控制器廣泛使用于變電站電氣設(shè)備中，包括控制器和傳感器兩部分，溫度傳感器監(jiān)測環(huán)境溫度變化，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸送給控制器，控制器設(shè)定溫度值，當(dāng)環(huán)境溫度超過設(shè)定值后，控制器發(fā)出命令啟停加熱器或空調(diào)，以保證設(shè)備的正常工作溫度。

溫度控制器就好比家用冰箱，高溫制冷，如果冰箱損壞而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)就會(huì)導(dǎo)致冰箱內(nèi)食物腐爛，而溫度控制器不能及時(shí)校驗(yàn)，就可能導(dǎo)致極寒天氣時(shí)開關(guān)拒動(dòng)，人身傷亡，進(jìn)一步引發(fā)電網(wǎng)解列，大規(guī)模停電等惡性事件，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行構(gòu)成巨大威脅。

二、現(xiàn)階段校驗(yàn)方法存在不足

現(xiàn)階段采用的校驗(yàn)方法是從路途遙遠(yuǎn)的變電站將控制器、傳感器拆下，帶回實(shí)驗(yàn)室使用回路校驗(yàn)儀和溫度爐分別進(jìn)行校驗(yàn)，最終將合格溫度控制器帶回現(xiàn)場恢復(fù)安裝，校驗(yàn)流程如圖所示。

可見傳統(tǒng)校驗(yàn)方法需要人為進(jìn)行重復(fù)拆接線、設(shè)定溫度及結(jié)果分析等工作，智能化程度低，且流程復(fù)雜繁瑣，勢必導(dǎo)致溫度控制器校驗(yàn)耗時(shí)較長。

三、技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

結(jié)合前期制定需求以及溫控器智能校驗(yàn)裝置創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行剖析討論，認(rèn)為有如下技術(shù)難點(diǎn)：一是如何提升校驗(yàn)裝置便攜性，能將其帶至現(xiàn)場使用，實(shí)現(xiàn)控制器和傳感器的同步校驗(yàn);二是如何快速精準(zhǔn)營造環(huán)境溫度;三是面對(duì)控制器型號(hào)多雜、校驗(yàn)方式多樣的現(xiàn)狀，如何實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)智能化。

小組成員進(jìn)一步采用“頭腦風(fēng)暴法”對(duì)溫度控制器校驗(yàn)裝置的組成部分進(jìn)行分析，根據(jù)所繪親和圖進(jìn)行分析，得出三種不同制溫方式的校驗(yàn)方案。

激光制校驗(yàn)方案：利用激光輻射壓力對(duì)中性氣體原子的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，使原子速度加快或減慢，實(shí)現(xiàn)溫度升降。

磁場制溫校驗(yàn)方案：通過給磁體加磁場，使磁熵變小或變大，達(dá)到加熱致冷的目的。

電氣制溫校驗(yàn)方案：通過半導(dǎo)體熱電、壓縮制冷技術(shù)，電阻加熱等電氣原理，實(shí)現(xiàn)制冷或加熱，校驗(yàn)溫控器。

最終根據(jù)便攜性、制溫速度、安全性等多方面參數(shù)綜合考慮，決定采用電氣制溫的溫控器校驗(yàn)方案。

控制模塊：具備三個(gè)功能，一是儲(chǔ)存各型號(hào)溫度控制器的啟停溫度值;二是將命令傳輸給制溫模塊制造相應(yīng)溫度;三是根據(jù)該溫度下控制器和傳感器的動(dòng)作狀態(tài)判斷溫度控制器的合格與否。

顯示模塊：用于顯示各類關(guān)鍵信息，提供人機(jī)交互界面。

電源模塊：為裝置內(nèi)各部件提供持續(xù)穩(wěn)定電源。

外殼模塊：用來固定組裝各個(gè)模塊，起到防震保護(hù)作用。

制溫模塊：主要是通過制冷、制熱制造校驗(yàn)所需環(huán)境溫度。

通過對(duì)比各個(gè)模塊功能參數(shù)后最終確定使用如下部件進(jìn)行組裝研發(fā)。

四、裝置成效

小組成員在2020年11-12月試用期間，使用控制變量法對(duì)溫度控制器智能校驗(yàn)裝置進(jìn)行測試，通過變換溫度控制器型號(hào)、環(huán)境溫度、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)場所，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢查：

經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，運(yùn)用溫度控制器智能校驗(yàn)裝置校驗(yàn)平均時(shí)長僅為15.5min，相比于傳統(tǒng)方法時(shí)間大幅縮減，且實(shí)現(xiàn)了一鍵智能校驗(yàn)，校驗(yàn)成功率100%，小組的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了！

節(jié)約成本：研究溫度控制器智能校驗(yàn)裝置之前，需來回多次往返變電站完成校驗(yàn)工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)2020年11-12月試用期間共進(jìn)行了220kV老滿城變電站、220kV鹽湖變電站等60座次變電站內(nèi)間隔溫度控制器的校驗(yàn)工作，平均往返路程為80km，時(shí)間為1.5h，工作人員4人，92號(hào)汽油價(jià)格為5.84元/L，工程車平均油耗12L/100km，計(jì)算可得節(jié)約成本為：

節(jié)約路程成本：60×80×2÷100×12×5.84=6727.68元

節(jié)約人工成本：60×1.5×2×4×25=18000元

共計(jì)節(jié)約成本：18000+6727.68=24727.68元

可知2020年試運(yùn)行期間節(jié)約成本24727.68元。

五、總結(jié)

1.此成果一體化集成校驗(yàn)設(shè)備，縮短充補(bǔ)時(shí)間，大幅度提高了檢修運(yùn)維人員的工作效率。減少了絕緣介質(zhì)由于低溫冷凝液化導(dǎo)致的開關(guān)氣壓低告警、閉鎖異常，提高了設(shè)備的安全水平，確保了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.溫度控制器智能校驗(yàn)裝置的研制，減少了維護(hù)成本費(fèi)用投入。

3.對(duì)溫度控制器校驗(yàn)方法在電氣設(shè)備上的推廣應(yīng)用做好了技術(shù)儲(chǔ)備，為公司樹立了良好企業(yè)形象，也成為其他供電公司爭相學(xué)習(xí)的榜樣，起到了示范作用。

參考文獻(xiàn)

[1]馬洋.基于單片機(jī)編程的車載冰箱智能溫度控制系統(tǒng)[M].汽車工業(yè); 自動(dòng)化技術(shù)，2019