关键词：高低压；温度控制；控制器；传感器
前言：在电力系统中，高低压开关柜是很重要的设施与装置，能够保障电力系统稳定运行。不过使用中，偶尔会出现过热带来停电、设备烧毁等事故，其引发的经济损失非常庞大。在经济快速发展的今天，社会对于电力系统的电能要求在不断提高，当然高低压开关柜遇到的压力也在不断变大。电力系统运行中，其母线和触点的连接部位因为长时间运作的原因，就会出现严重发热，当超过设备承受能力，就会烧坏绝缘部位。一些严重的情况甚至有可能爆发火灾，导致出现严重损失与事故。当然在人工智能系统快速发展的今天，人们已经可以很好的控制高低压开关柜的温度，不过如果忽视控制其响应时间，则仍旧无法满足当代需求。
一、温度自控系统的硬件设计
（一）传感器
在设计的过程中，系统主要就是使用温度变送器、压力变送器、风机转速传感器和温度监测器采集高低压开关柜数据，随后依靠这些数据控制高低压开关柜温度。
首先是温度变送器。在设计中，采取热电偶一体化的温度变送器。这种类型的温度变送器最大优势就是有着很广阔的测温范围，并且精度非常高，有着很高的复现性、稳定性，测量耗时短。测温的范围甚至可以达到0至150摄氏度。此外温度变送器还能够统一处理温度信号，输出统一信号，信号流为4至20mA。采用24V电源为其提供电力。用显性化的电路保障电力处理、电力传输效果。
其次是压力变送器。其作用为采集高低压开关柜压力信号，随后处理信号发给控制系统。本次设计中，所用的是PKC700-S234-0。
随后是风机转速传感器。该设备的作用是转换设备内部的空气，有着一定温度控制降低效果。系统负责监测转速。风机最低能够达到每分钟2800转。假设传感器在检测中发现风机速度没有达到最低速度，就会将这一信息告诉控制器，此时控制器选择闭停与报警。
最后是温度监测器。该设备负责监测设备内温度。这种设施对于反应时间有着较高的要求，必须在2至4秒之内找到温度超限原因，并将信息发给控制器。此时控制器就会切断电源。本次选择的是紫外线温度监测器。设备输出数字量信号[1]。如果检测温度为界限内，那么给出的信号就是0。如果超出界限则输出1.并把结果发给控制单元。此时控制单元就会将电源切断，以免有事故发生。
（二）执行器
其关键在于调节阀，负责接受控制器控制信号，处理操纵变量，确保温度足够安全。选择调节阀的过程中，要做好调节阀结构形式、调节阀流量特征、阀门状态考虑。
要在触点与母线连接部位安装调节阀，从而有效控制温度[2]。当然这一过程势必对口径提出明确要求，直接影响着控制温度，和温度控制效果。
（三）控制箱
控制箱包括操作面板、屏幕显示器操作站。面板当中设有控制按钮、报警器和记录仪。在设计的过程中，控制箱被控制在了两层立板。其中前面安装控制面板，后面安装线路与控制系统。控制面板在整个系统中都扮演着十分重要的角色。控制面板可以进行严谨、简单操作，提高温度控制效果。控制面板负责监测各个元件情况，减少温度带来的负面问题，保障了高低压开关柜可以稳定运行。
二、温度自动控制系统软件
除了硬件方面，软件也有着很严谨的设计要求。软件方面，用到了CX-PSDFHI3.0编程软件。以微软视窗环境操作温度自动控制系统，平台主频2400MHz，内存256Mb，分辨率786×1024，选择Windows XP系统。
随后用到了PLC技术。控制系统包括温度自动控制与自检两个部分[2]。首先对整个系统进行初始化，清理系统已经有了的程序，并明确参数极限，复位输出位置，将显示元件恢复到原始状态。随后设计控制系统自检部分，保持每周一次的检测频率。使用传感器监测开关柜设备状态，了解是否正常。故障检测就是检测设备连接点，以免有安全事故出现。一般为每周测量一次。整个系统中，最核心的部分就是温度检测，要做好开关柜温度实时监测。如果发生温度过高变化，控制系统就会第一时间反应关闭电源，发出警报。保护程序能够防止控制系统逻辑混乱，是系统稳定、安全运行的前提条件。
（一）系统架构
软件系统需要基于平台自身情况设计，包括三大模块，也就是自动控制、自检、状态显示。
自检模块作用为检测设备元件，包括连接部分、执行器状态、温度传感器。系统有30个程序负责自检。再改系统中，最关键的就是自动控制模块，使用PLC技术编写控制程序。
（二）自动控制温度
如图1所示。
.png)
图1 温度自控流程
在软件和硬件系统的搭配下，保障了温度自控系统稳定运行，有效控制了温度，保障了开关柜稳定性。
三、实验分析
首先是准备数据，本文所设计的系统考虑到，系统方面的环境不同可能会引起很大的变化，所以保障了实验中外部环境一致性。
其次做实验对比。实验中，因为温度控制系统不同，所以使用了统计软件分析和记录实验数据，对比结果如图2所示。
.png)
图2 对比结果
从图2给出的结果可以看到，控制其响应时间比对照组控制器响应时间要快很多。实验组控制器响应时间为1.5秒，对照组为4.5秒。这表明，本次设计有效性显著。
为验证所用方法的优势，使用对比方法是很不错的手段。
结语：本次设计控制系统在控制高低压开关柜温度中表现出了良好效果，有效缩短了控制器响应时间。当然本次虽然比之前的响应时间短了不少，不过还有不小的下降空间，需要进一步对其进行分析和研究。
参考文献：
[1]王大虎,杜猛,白帆等.基于虚拟现实的沉浸式高低压开关柜教学软件设计[J].实验科学与技术,2020,18(01):73-76.
[2]王超.浅析低压开关柜触头发热原因分析及解决措施[J].电气开关,2020,58(01):103-104+108.
[3]余学良.MNS低压开关柜的使用及常见故障[J].产业与科技论坛,2020,19(03):66-67.
论文作者:刘洪涛
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年23期
论文发表时间:2020/5/8