本發(fā)明涉及供電檢修設(shè)施，具體為一種吸濕器結(jié)構(gòu)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、吸濕器作為一種過濾空氣中水分和塵埃的裝置，在電網(wǎng)中的大中型變壓器中得到了廣泛應(yīng)用。

2、電網(wǎng)中使用的大中型油浸式電力變壓器一般都配備有吸濕器，吸濕器主要作為現(xiàn)代大功率變壓器的安全附屬配件，其內(nèi)部裝有硅膠用于干燥進(jìn)入變壓器油枕的空氣。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，吸濕器能否安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響了變壓器內(nèi)空氣的質(zhì)量，但是現(xiàn)有技術(shù)在長時間的使用時容易因硅膠失效而導(dǎo)致吸濕器故障，若吸濕器發(fā)生故障，變壓器與未經(jīng)凈化的空氣直接接觸，吸入空氣中的雜質(zhì)和水分后，會導(dǎo)致變壓器內(nèi)空氣濕度增加、雜質(zhì)變多，進(jìn)而影響絕緣油的絕緣性能，對變壓器的安全造成威脅，特別是100千伏安以上的變壓器，其體積相對較大，接觸面較廣，絕緣油更容易受潮變質(zhì)，給變壓器的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，甚至波及整個電力系統(tǒng)，同時吸濕器發(fā)生故障時，無法有效地去除空氣中的水分和雜質(zhì)，導(dǎo)致變壓器內(nèi)的濕度和壓力變化頻繁，傳感器無法準(zhǔn)確或及時捕捉這些動態(tài)變化，從而影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時性，這些因素導(dǎo)致變壓器及其相關(guān)設(shè)備中的電氣噪聲增加，噪聲干擾影響到信號的質(zhì)量，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸時產(chǎn)生誤碼或丟失，接收設(shè)備收到不完整或丟失的數(shù)據(jù)，不能保持?jǐn)?shù)據(jù)的穩(wěn)定性、一致性和實(shí)時性，不方便運(yùn)維人員遠(yuǎn)程實(shí)時了解設(shè)備狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種吸濕器結(jié)構(gòu)及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)不能安全穩(wěn)定運(yùn)行，不能保持?jǐn)?shù)據(jù)的穩(wěn)定性、一致性和實(shí)時性，不方便運(yùn)維人員遠(yuǎn)程實(shí)時了解設(shè)備狀態(tài)的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

3、本發(fā)明的第一方面公開一種吸濕器結(jié)構(gòu)的控制方法，包括以下步驟：

4、實(shí)時監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析：啟動吸濕器后，持續(xù)監(jiān)測內(nèi)部狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸至單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)通過內(nèi)置算法對數(shù)據(jù)分析，根據(jù)濕度閾值hthreshold、濕度變化率δh、壓力變化率δp判斷是否需要啟動再生過程；

5、自動調(diào)控與再生處理：當(dāng)濕度值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)閾值時，單片機(jī)發(fā)出指令，通過繼電器控制加熱器工作，對失效的硅膠進(jìn)行再生處理，同時，單片機(jī)內(nèi)部晶振為再生過程提供時間控制；

6、數(shù)據(jù)通信與遠(yuǎn)程監(jiān)控：通過串行通信與無線模組，吸濕器結(jié)構(gòu)與上位機(jī)及物聯(lián)網(wǎng)平臺對接；

7、界面展示與操作：液晶顯示單元提供操作界面與數(shù)據(jù)展示。

8、作為改進(jìn)，濕度閾值判斷計算為：

9、hcurrent≥hthreshold

10、其中：hthreshold為濕度閾值，hcurrent為當(dāng)前濕度，當(dāng)前濕度hcurrent不低于濕度閾值hthreshold時，啟動再生過程。

11、作為改進(jìn)，濕度變化率判斷計算為：

12、

13、δh≥δhthreshold。

14、其中：δh為濕度變化率，δhthreshold為濕度變化率閾值，δt為采樣間隔，hprevious為上一次濕度，當(dāng)濕度變化率δh不低于濕度變化率閾值δhthreshold時，啟動再生過程：

15、作為改進(jìn)，壓力變化率判斷計算為：

16、

17、δp≥δpthreshold；

18、其中：δp為壓力變化率，pcurrent為當(dāng)前壓力，pprevious為上一次壓力，δt為采樣間隔，δpthreshold為壓力變化率閾值，當(dāng)壓力變化率δp不低于壓力變化率閾值δpthreshold時，啟動再生過程。

19、作為改進(jìn)，時間控制為：

20、再生過程分為若干個階段，每個階段的時間分別為t1,t2,…,tn，總時間為tregeneration；

21、

22、其中：n為正整數(shù)，表示再生過程被劃分為多少個階段。

23、作為改進(jìn)，數(shù)據(jù)通信速率計算為：

24、

25、其中：l為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度，r為數(shù)據(jù)通信速率，t為傳輸這些數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時間。

26、作為改進(jìn)，串行通信的波特率b由單片機(jī)最小系統(tǒng)配置決定，通過以下公式進(jìn)行驗(yàn)證：

27、

28、其中：tbit為每個比特的傳輸時間；

29、無線通信的數(shù)據(jù)通信速率rlora通過以下公式計算：

30、

31、其中，rlora是無線通信的數(shù)據(jù)通信速率，tlora為傳輸這些無線通信數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時間。

32、作為改進(jìn)，數(shù)據(jù)包傳輸時間tpacket通過以下公式計算：

33、

34、其中：tpacket為數(shù)據(jù)包傳輸時間，lpacket是數(shù)據(jù)包的長度。

35、本發(fā)明的第二方面公開一種吸濕器結(jié)構(gòu)，包括：吸濕器，吸濕器底端設(shè)置通氣口，吸濕器頂部設(shè)置法蘭，吸濕器包括控制箱，法蘭下方連接控制箱，控制箱外側(cè)連接包裹自身和法蘭的外殼，控制箱底部設(shè)置硅膠罐，硅膠罐中設(shè)置加熱器和硅膠，硅膠罐下方連接通氣口，控制箱內(nèi)設(shè)置單片機(jī)，單片機(jī)與加熱器相電連。

36、作為改進(jìn)，單片機(jī)包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫濕度檢測單元、壓力檢測單元、繼電器單元、串口通信單元和液晶顯示單元，單片機(jī)用于執(zhí)行吸濕器結(jié)構(gòu)的控制方法；

37、單片機(jī)最小系統(tǒng)采用arm?cortex-m0內(nèi)核；

38、溫濕度檢測單元采用溫度濕度傳感器作為感知元件，實(shí)時采集內(nèi)部的溫濕度數(shù)據(jù)，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

39、壓力檢測單元監(jiān)測內(nèi)部壓力變化；

40、繼電器單元控制硅膠罐中加熱器的開關(guān)，當(dāng)濕度值超過預(yù)設(shè)閾值時，單片機(jī)通過控制繼電器接通加熱器，啟動硅膠的再生過程；

41、串口通信單元，通過串行通信技術(shù)，使吸濕器結(jié)構(gòu)與上位機(jī)建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過無線模組接入物聯(lián)網(wǎng)平臺；

42、液晶顯示單元顯示溫濕度值、壓力數(shù)據(jù)信息。

43、本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，

44、1、本發(fā)明通過溫濕度傳感器實(shí)時監(jiān)測內(nèi)部的溫濕度狀況，這是判斷是否需要進(jìn)行吸濕或再生處理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，壓力傳感器監(jiān)控內(nèi)部壓力變化，輔助判斷吸濕器結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和效果，并將數(shù)據(jù)傳輸至單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)內(nèi)置算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自動判斷是否需要啟動吸濕或再生過程，自動化監(jiān)測和分析減少了人工干預(yù)，提高了運(yùn)維效率，在吸濕過程中，壓力的變化指示吸濕材料的飽和程度，當(dāng)檢測到濕度超過預(yù)設(shè)閾值時，單片機(jī)會自動啟動加熱器對硅膠進(jìn)行再生處理，恢復(fù)其吸濕能力，通過內(nèi)部晶振精確控制再生過程的時間，確保硅膠充分再生而不至于過熱或過長時間加熱，影響材料壽命，這種無需人工操作的自動化調(diào)控，不僅減少了人工成本，還確保了再生過程的高效執(zhí)行，保證安全穩(wěn)定運(yùn)行；

45、2、通過rs-485串行通信和無線lora模組，吸濕器可以與上位機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)平臺無縫對接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、分析和預(yù)警，通過液晶顯示單元實(shí)時顯示溫濕度值、壓力數(shù)據(jù)，運(yùn)維人員可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)時了解設(shè)備狀態(tài)，快速做出決策，提升運(yùn)維效率與設(shè)備可靠性。

46、3、本發(fā)明通過溫濕度傳感器和壓力傳感器的實(shí)時監(jiān)測，吸濕器結(jié)構(gòu)能夠動態(tài)獲取環(huán)境變化數(shù)據(jù)，并及時更新控制策略，減少因數(shù)據(jù)滯后造成的控制不準(zhǔn)確性，從而提升傳輸數(shù)據(jù)的有效性，通過計算傳輸速率和數(shù)據(jù)包大小，吸濕器結(jié)構(gòu)選擇最優(yōu)的數(shù)據(jù)傳輸速率，以平衡通信延遲和數(shù)據(jù)完整性，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時狀態(tài)，靈活調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率，進(jìn)一步提高穩(wěn)定性，再生過程分階段控制，每個階段都有明確的時間控制，這樣即使在數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)延遲，吸濕器結(jié)構(gòu)仍然能根據(jù)階段設(shè)置繼續(xù)有效地執(zhí)行任務(wù)，從而保持?jǐn)?shù)據(jù)的穩(wěn)定性、一致性和實(shí)時性。