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现阶段变电站除湿工作存在哪些问题?如何解决?
时间:2019-02-28 16:22:59来源: 点击:
        太阳公公又要去流浪了,南方地区变电站的小伙伴们又不淡定了,前期的阴雨天气导致变电站内电力设备凝露现象严重,多设备出现故障,如今潮湿天气又要来袭,潮湿的空气会加重电力设备凝露,凝露对于爬距、干弧距有足够的裕度,且防腐蚀等级较高的户外敞开式设备带来的影响较小点,但是对于户外箱体式设备和户内设备,其绝缘裕度和防腐蚀等级相对较低,凝露现象会带来放电、腐蚀、直流接地等一系列问题,让运维工作变得十分艰难。并且变电站凝露问题一直困扰着变电运检人员,也采取过很多种防凝露措施,但是效果均不理想,接下来伟德娱乐通过分析目前变电站除湿工作存在的问题来提出防凝露问题系统性解决方案,以提高电气设备的安全稳定运行水平。

      一、 与凝露相关的几个概念

       空气的成份可以被看作是由空气、水气、尘埃三部分组成,空气的干湿程度叫湿度。

       1)绝对湿度。指单位空气在一定压力及温度下所含的水气质量。

       2)饱和湿度。指单位空气在一定压力及温度下所能包含最大水气质量,也可以理解为空气溶解水气的能力。

       3)相对湿度。指在一定时间内,某处空气中的水蒸气量与该气温下饱和水蒸气量的百分比,也就是在同一时刻,绝对湿度与饱和湿度之比。

      二、 凝露形成的原因

       2.1  焓湿图

       单位空气的饱和湿度与温度相关,温度越低,饱和湿度越小。例如:30℃的空气,其饱和含水量为30.3g/m3,若此时空气的相对湿度为70%,则说明此时空气中的含水量为21g/m3。随着温度的逐步下降,其饱和湿度也逐渐下降,相当于溶解水气的能力逐渐下降。当饱和含水量小于21g/m3时,便形成凝露现象,此时相对湿度达到100%,此时的温度称为露点温度,通过图1焓湿图可以查找其对应关系。

       焓湿图的使用如图2所示,若已知温度是30℃,相对湿度是60%,则由焓湿图对应为A点,可以查出
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图1  焓湿图
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图2  焓湿图应用举例

        含湿量为16.15g/kg干(水蒸气分压力为25.50× 102Pa),露点温度对应C点,温度为21.8℃。

        2.2  得出的几个结论

         1)凝露是由温度差引起的,如果白天相对湿度较高,夜晚气温下降时就很容易产生凝露。

         2)不管空气中的温度如何,形成凝露的露点温度始终低于环境温度。

         3)防止凝露的手段不外乎3种情况:①降低绝对湿度;②提高饱和湿度;③通风降低温差。

        三、 变电站目前常见的防凝露措施
        变电站需要防凝露的设备主要是高压开关柜、机构箱、端子箱。目前防凝露的方法主要有4种,分别为冷凝驱潮、分散型加热驱潮、集中控制型加热驱潮、低功率常投型加热驱潮。这4种方法各有优劣,详见表1。


       \表1  四种驱潮防凝露方法介绍

        四、南方地区防凝露的要点
        上述已提到防凝露的3种手段,其中通风手段在南方地区不合适。从图3中国年平均相对湿度分布图可以看出,南方地区年平均湿度在70%以上,尤其梅雨季节有3~4个月的时间,平均湿度在95%以上,通风设计将导致高湿度空气进入户内或者箱体内。

       即便是通风,户内外以及箱体内外也不可能做到零温差,这些细小的温差足以导致高湿度的空气形成凝露。同时严重影响驱潮装置的工作效果,无论采用何种驱潮装置,都是一边驱潮,一边又有潮湿空气不断进入。

       南方地区夏季平均温度30℃,且昼夜温度变化较大,从焓湿图得出温度下降3℃左右就达到露点温度,故南方地区夏季极易发生凝露。因此,通风只适应于北方地区的干燥气候,对于南方地区的潮湿气候而言,需要密封加驱潮,此为南方地区防凝露的要点。
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图3  中国年平均相对湿度分布图

        五、 变电站目前防凝露工作存在的问题

        5.1  密封不严严重影响驱潮效果
        1)高压室门窗设计不够密封,如采用卷闸门,通风百叶窗,强排风机。

        2)密封效果不良,如门窗破损;电缆沟至开关柜入口封堵不严。

        3)箱体电缆入口封堵不严,无封条或密封条破损,箱体结构设计不良、材料偏薄变形引起密封不良等。

        5.2  驱潮装置质量不佳影响正常运行
        驱潮装置的质量不佳主要体现在控制器方面,分散型加热驱潮方式由于成本很低,运行2~3年后,故障率普遍高达30%,且数量庞大,给运检工作带来很大麻烦。集中控制型加热驱潮方式虽然解决了控制器的问题,但由于采样点与实际需要驱潮的箱体环境不一致,各箱体内的环境也不一致,所以实际使用效果也不好。

 
        5.3  加热器功率偏小、分布不均匀影响驱潮效果
        目前各厂商对机构箱、端子箱加热器的功率配置并没有严格的计算,普遍都是简单地配置一个100~150W的加热器,加热器附近效果明显,远离加热器的位置照样发生凝露,实际使用效果并不理想。

       
        5.4  运维方式影响驱潮效果
        按规定,变电站运维人员需要定期对设备进行巡视,巡视中需打开机构箱门、端子箱门检查驱潮装置工作正常,箱内密封良好。有时候还进行雨天后特巡,造成大量水气进入箱体内,使箱体内的绝对湿度达到了95%以上,此时除了冷凝除湿尚有效果外,其他加热除湿的方式几乎全部无效。

        从焓湿图可以看出,在温度25℃、湿度95%的环境下,其露点温度为23.9℃,也就是说温度只要下降1.1℃就会起凝露。而箱体内的加热器功率只有100~150W,启动后只能保持箱体内温度平均上升6℃左右,很难抵消环境温度的变化和昼夜温度的变化。


        六、  伟德娱乐系统的变电站除湿解决方案

        6.1变电站机构箱、端子箱驱潮方案

        首先要遵循南方地区采用密封方式的原则,做好机构箱、端子箱的密封。箱体结构要厚实不易变形,顶部需带有雨檐,箱体与门的结合部位需带有排水槽,重视缝隙处的封堵,密封条应固定牢靠密封良好,密封条老化后需及时更换。并在柜内安装SPR-CN-S1智能除湿器,该智能除湿器采用半导体制冷的方法,强行使制冷器附近的空气凝露并收集、排出,降低柜内的绝对湿度。

       通过实践,对某变电站户外机构箱及端子箱进行密封改造,封堵通风孔,更换密封条,加装SPR-CN-S1智能除湿器,箱内空气湿度保持在40%~50%较低值,未发现箱内有凝露现象。

智能除湿器
SPR-CN-S1智能除湿器
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        6.2  高压开关柜驱潮方案

        高压开关柜的结构相对紧凑且电压等级高,各功能室又相对独立,驱潮方式有一定局限性:①母线室不宜安装加热器已经智能除湿器;②仪表室一般都没有安装加热器;③断路器室、电缆室由于空间狭小,都不宜分散安装多个低功率加热器。

        目前常用的驱潮方式是在开关柜的电缆室、断路器室安装一定数量的SPR-CN-S1智能除湿器,母线室顶部安装SEPRI-CS-DZ独立式顶置除湿单元

顶置除湿单元
SEPRI-CS-DZ独立式顶置除湿单元
         6.3 高压室驱潮方案
        高压室安装工业除湿机,装设自然通风排潮通道,保持高压室内空气干燥。
工业除湿机
      6.4电缆沟驱潮方案
 
      根据电缆沟潮湿及积水情况,在电缆沟内安装电缆沟除湿系统该系统由智能控制单元、系统供电单元、送风单元、除湿单元、排水单元、温湿度采集单元、数据记录单元、可视观察单元及故障告警单元组成,其温湿度传感器多点布置,水位传感器实时监测,并采用串行采集数据和数据记录,经标准RS485通信接口将数据传远程监测平台。

      以上除湿方案只是一个大纲,由于每个变电站的潮湿情况不一样,有需要进行变电站除湿的用户,可以联系伟德娱乐专业除湿人员,他们将根据变电站内潮湿的具体情况出具具体的变电站除湿解决方案。