高压开关柜新型防凝露系统研究与应用

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1、第38卷第8期华电技术Vol.38No.82016年8月HuadianTechnologyAug.2016高压开关柜新型防凝露系统的研究与应用李传江(国网安徽省电力公司铜陵供电公司，安徽铜陵244〇〇〇)摘要:通过分析凝露的原理、开关柜凝露的原因及现有开关柜防凝露措施存在的不足，提出了一种高压开关柜新型防凝露系统，详细描述了该系统的结构原理、应用实施以及控制算法，为解决高压开关柜普遍存在空气湿度大、易凝露的难治理问题提供了有效的防范处理措施。关键词:开关柜;凝露;湿度;传感器中图分类号:TM591文献标志码：B文章编号=1674-1951(2016)08-0

2、016-03〇引言目前，高压开关柜因其结构紧凑、操作方便等优点，在变电站35kV及以下设备中被广泛应用。而高压开关柜又普遍存在空气湿度大、易凝露等难治理问题。近年来，开关柜因凝露导致的绝缘故障频发，轻则发生异响，重则导致开关室内开关柜全部烧毁等恶性事故，影响供电可靠性，造成严重的经济损失。本文结合凝露产生的原理和变电站高压开关柜运行特点，总结现有防凝露措施存在的不足，提出了一种高压开关柜新型防凝露系统和防凝露方法[1-3]。2030405060708090空气相对湿度RH/%1开关柜凝露原因分析图1露点温度、空气温度及相对湿度关系曲线1.1凝露产生原理所降低

3、，此时在设备或绝缘件表面易形成凝露。当与空气接触的物体表面温度低于空气的露点由凝露产生的原理可知，产生凝露主要有2个时，其表面将发生凝露现象。露点温度^，空气湿度因素——空气与设备表面的温差，空气相对湿度。P及相对湿度RH三者没有确切的函数关系，只有经开关柜供电负荷或其他导致设备表面温差变化的原验数据，图1为部分经验数据关系曲线。因较多且不可控，为防止开关柜凝露，应将降低开关由图1可知，在空气湿度保持不变的情况下，相柜内部空气湿度作为主要措施。对湿度较高时，其露点温度越高且越接近空气温度。2新型防凝露系统基本结构及原理也就是说，相对湿度越高的空气越容易因气温

4、变化而产生凝露[4_6]。根据开关室高压开关柜运行特点，研究出一套1.2开关柜产生凝露原因新型防凝露系统，该系统采用空气置换法，即通过对变电站大多设置在郊区，空气湿度及气候温度开关柜内部送人洁净、干燥的空气，将内部潮湿空气排出柜体外，使柜体内充满干燥空气，同时保证柜体变化大，高压开关室设置有通风口，且地面返潮，开内部存在轻微的正压力，使柜体外部或电缆沟内的关室空气湿度较大。另外，高压开关柜由金属镀锌钢板拼接而成，缝隙较多。且开关柜均为落地式，底潮湿空气无法进入开关柜内部，快速、高效地降低开关柜内部空气湿度，防止开关柜内部凝露[74]。部有高湿度的电缆沟，因此

5、，室内高压开关柜内部空该系统主要由空气干燥净化处理、送风管道及气湿度普遍较高，当某一时间段供电负荷变小时，开温、湿度信息采集等部分组成，系统结构如图2所示。关柜内部导体、设备、绝缘件等部件的表面温度会有空气处理机将自然空气经净化过滤、干燥等工收稿日期：2016-05-16;修回日期：2016-07-15序处理后，变成洁净的干燥空气，随后由送风管道输第8期李传江：高压开关柜新型防凝露系统的研究与应用•17•排气孔UUUUUUUoUOlJl—_____数据采集总线ii温、湿度控制器传感器潮湿空气干燥空气出风口空气处理机_rI0送风管道洁净干燥空气图2防凝露系

6、统结构送至设备柜体内部，其内部潮湿空气通过柜顶排气排气孔孔排出柜体外。柜体上部的传感器采集柜体内部的空气温、湿保护室母线室度情况，并将数据反馈至控制器，控制器根据接收到的设备柜体内部空气温度、湿度数据，结合柜体内部空间大小，通过比例-积分-微分（PID)控制算法出风口计算并动态控制空气处理机的输出功率及输出洁净、干燥空气的流量，达到快速、高效调节设备柜体内部空气湿度的目的。电缆室断路器室3系统应用实施该系统在高压开关柜中的应用还需结合开关柜的结构和现场运行情况，综合考虑送风管道的设置和安装方式、干燥空气的允许湿度范围、PID控制算法的参数设置等。35，10k

7、V开关柜内部结构类似，二次电缆沟/本文以35kV开关柜为例，该系统在35kV开关柜中的应用实例如图3所示。3.1送风管道的布置图3系统应用实例剖面图送风管道的主管道敷设于一次电缆沟内，各开2,如图3所示。关柜的支管道通过开关柜电缆室底部依次延伸至电由于水蒸气的密度较空气密度低，热空气密度缆室、断路器室及母线室，并在各隔室内设置带防护较冷空气低，所以在设备内上部空间的空气温度和网的排风口，潮湿空气由开关柜顶部泄压通道处的湿度略高，故将传感器安装在隔室的电气设备元件通风口排出，管道走向及柜内气体流动方向如图4集中区域的上部。所示。4控制策略3.2传感器的设置每台

8、35kV高压开关柜均可分为母线室、断路该系统主要是通