新闻

地下双层布局变配电站境况把握本事切磋

来源:AG旗舰厅在线,AG旗舰厅国际日期:2019/10/29 浏览:

  AG旗舰厅游戏平台国网上海松江供电公司、中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司、无锡赛孚电力环境控制设备有限公司的研究人员陈玉辉、戴人杰、刘明涛、承方,在2019年第10期《电气技术》杂志上撰文指出,地下二层结构变配电站因环境控制问题导致的开关柜故障主要是由凝露引起的。

  本文在对开关柜运行故障现象分析的基础上,通过对凝露机理的分析,找出变电站内引发开关柜凝露成因,提出防止开关柜凝露的主要措施。应用可控弱气流通风设计技术,结合智能环境控制系统,构建二层结构变配电站开关室的环境控制工程方案。

  工程应用后的运行结果表明,该系统可以有效地控制变配电站开关室内的温度和湿度,防止潮湿凝露的产生。与常规的环境控制技术相比,运行能耗显著下降,室内空气品质得到有效控制,维护工作量显著降低,变配电站的运行环境得到有效改善,环境控制的智能化水平得到提高。

  随着经济发展和城市建设的不断推进,城市用电负荷密度的增加和城市建设用地面积的下降,越来越多的城市供配电设施从地面转向地下,给供配电设施的运行维护增加了难度;随着互联网+技术的发展,智能变配电站的建设对变配电站运行环境的控制也提出了要求。

  本文基于解决长江流域及以南地区地下变配电站运行过程中在开关柜和室内出现的空气凝露问题,系统地构建城市地下变配电站低能耗智能环境控制解决方案,为变配电站提供安全稳定的运行环境。

  现有的城市地下变配电站运行的环境控制,一般采用的是机械通风、空调降温、除湿机等方式,满足变配电站全年大部分时段的要求,但对于某些特殊时段,由于室外气候的突变(主要指空气温度、湿度以及含尘浓度的变化),会引起电气元器件或开关柜结构件上产生凝露、灰尘积聚,导致变配电站运行发生故障(表现为短路、污闪等)。

  这些开关柜柜门因凝露出现白色盐化印记(如图3所示),开关触头铜绿现象严重。

  1)电气柜结构方面。上述发生凝露的开关柜,配置的是10kV中置手车式金属铠装开关柜和10kV环网柜。开关柜顶部均采用的是密封封板,没有透气孔,导致湿气一旦进入柜内,将不能有效跑出去。

  2)绝缘方式及除湿功能方面。10kV中置手车式金属铠装开关柜为空气绝缘方式,电缆室及断路器配加热器;SM6型10kV环网柜除三位置闸刀气包为SF6气体绝缘,其他都采用空气绝缘,只有电缆仓配加热器。

  3)运行环境方面。故障及发现隐患的开关柜、环网柜都安装在电缆沟布置的电站中,其中好几座站靠近河道,站内总体环境湿度较大。

  根据以上分析,初步的结论如下:变配电站采用电缆沟或地下电缆夹层的结构形式,柜子下方湿度大,湿气进入开关柜、环网柜电缆仓后加热器工作,将湿气往上部送,由于开关柜、环网柜内部没有透气孔,湿气在往上跑的过程中碰到开关室、母线室等金属顶板及其他绝缘件外表,冷热差使得水汽凝露,造成柜内绝缘降低及导电部分对绝缘件放电,设备长期运行,造成凝露部位的绝缘件老化,绝缘性能降低。

  根据上述分析,相关部门提出了初步整改意见,主要包括:在开关柜泄压通道顶部应有透气孔;对母线室连接绝缘件进行加强;加装除湿器(上海某供电公司有145个开关站的开关室安装了除湿器);土建增加除湿系统,提高环境控制标准,由出资单位增加部分费用。

  上述解决方案,对减少因凝露引发的停电跳闸事故有一定的改善作用,但并不能从根本上杜绝凝露现象的出现,相应地导致了变电站运行能耗和运行维护工作量的增加,对地下双层结构变配电站的运行环境和控制水平没有太大的改善。

  地下双层结构变配电站(在电缆层/电缆沟布置开关室)故障频发的主要原因是凝露,在解决此问题前,必须认清凝露的机理,破坏凝露发生的条件,才能从根本上杜绝凝露现象的出现。

  在焓湿图中,横坐标表示湿空气的焓湿量,即每千克干空气中水蒸汽的含量,是湿空气中水分含量的绝对值;纵坐标表示湿空气的温度;在焓湿图中一系列抛物线表示等相对湿度线,相对湿度是表示湿空气的绝对湿度(焓湿量)与相同温度下可能达到的最大绝对湿度(最大焓湿量)之比,是表示空气中水蒸汽含量相对值,用百分数表示。

  饱和空气是指一定温度和压力下,能够容纳最大限度水蒸汽的湿空气状态,其相对湿度为100%,在焓湿图中抛物线族中最下方;露点温度是指在焓湿量和气压都不改变的条件下,将湿空气冷却到饱和时的温度,在焓湿图中与相对湿度100%对应的纵坐标温度即为该焓湿量对应状态下的露点温度。

  在现实环境中,如果湿空气接触的物体表面温度低于该空气的温度,空气将热量传递给接触的物体,空气温度下降,同时其相对湿度提高,物体表面温度升高,但两者升高速率不一样。一般情况下,空气热容量低,降温速度一般大于固体物体吸热后的升温速度,当空气温度降至露点温度时,如果仍高于物体表面温度,空气温度将继续下降,此时空气中的水蒸汽将从空气中以液态形式析出,在物体表面形成水滴,形成凝露。

  通过上述分析可以发现,形成空气凝露的条件是湿空气(水分)、开关元器件与周围空气的温差。

  对于地下双层或多层结构的变配电站,湿空气(水分)进入室内的途径有两种:①通过通风系统,室外的潮湿空气经通风系统的进风装置系统进入室内;②通过电缆沟、地下室围护结构墙体渗入,被吹掠表面的空气带进室内。

  常规的通风系统一般采用自然或机械进风、机械排风的通风方式,排除室内电气设备散发的热量。由于常规的通风系统一般均缺乏温湿度联锁控制系统,通风系统的起停控制均由运行人员手动操作控制,即使采用自动控制,较多地设定室内温度值,控制通风系统的起停。在梅雨季节或潮湿天气,通风系统起动时,大量的室外热湿空气经进风系统进入室内。

  由于地下室墙体及电缆沟与大地直接接触,大地中的水分会通过电缆沟壁或墙体渗透至表。

AG旗舰厅国际
电话
短信
联系