110kV变电站电力设备整体除湿方案

天津市某110kV变电站电力设备整体除湿方案

摘要：开关柜、母线桥架、端子箱等电力设备是变电站的最基本的电力设备，但是随着运行年限的增加和部分组部件老化的加剧，运行缺陷或隐患日益凸显，主要是运行环境潮湿和空气绝缘距离较小两方面原因。本文主要介绍了某110kV变电站的潮湿解决方案

一、前言：

赛普瑞电气运行环境治理团队应当地供电公司邀请解决某110kV变电站开关柜、母线桥架等电力设备的潮湿问题。

二、现场勘察

该110kV变电站位于天津市西北部，海河水系中下游，气候为暖温带大陆性半湿润季风气候。年平均气温为11.6度，1月平均气温为-5.1度，7月平均气温为26.1度。年平均降水量为606毫米，四季温湿度差较大。

该110kV变电站内有2台主变，35kV高压室内有开关柜及母线桥架，一楼共8面开关柜、3路母线桥架;二楼共11面开关柜、2路母线桥架。高压室每层约300平方米，配有通风风扇及空调。

该变电站采用室内站设计，电源进出线间隔及主变间隔引线基本采用封闭母线桥架形式进行连接，随着运行年限的增加和部分组部件老化的加剧，运行缺陷或隐患日益凸显。

现场照片：

图1 一楼---35kV开关室

图2 二楼---35kV开关室

图3 通风风机【一楼】

图4 门窗、空调

三、凝露原因分析

1.变电站高压室均设置有门、窗、通风风机，部分位置密封不严，对于防潮防湿存在影响。

2.室内虽已加装了空调，但对室内除湿效果不明显。雨季或外界环境湿度较高时，墙壁

透气栅和门窗缝隙使高压室内空气与外界空气直接相通，户外高湿度的空气直接渗透进高压室，室内湿度增大。且部分潮湿空气易沿柜体缝隙进入开关柜。

3.柜内湿度较高、温差较大时，会使柜体内的环境空气的不饱和水蒸气瞬间饱和，在柜内元件上形成凝露。

4.开关柜与母线桥架相通，柜内大多都安装有加热驱潮装置，柜内潮湿空气经加热继续向上蒸发，进入开关柜上方的母线桥架，而母线桥架内无任何加热或驱潮装置，虽然母线筒开设有不同形式的通风孔，但由于其大多设在母线筒两侧，而且相对较小，母线筒内外气压相同，利用自然通风的原理实现通风驱潮的用意基本达不到，不能实现良好的通风驱潮作用。

5.高压室相对密封不严，当环境湿度较高、温差较大时，潮湿空气易沿门窗缝隙、电缆沟及透气栅缝隙进入室内，且部分潮湿空气会沿柜体的缝隙进入开关柜内，易在拐角处聚集，无法排出，易导致安全运行事故发生。由其事故易发生在雨季，且天气温度较高时期。

结论：根据现场情况分析及我公司多年对电力设备的防潮除湿的技术和经验，建议对电力设备进行整体除湿，不仅改善电力设备内部的潮湿问题，还要改善电力设备大环境的潮湿问题。

四、项目方案

目前，为解决电力设备凝露现象问题，各局也采取了相应的防潮除湿方案，潮湿情况有所缓解，但还是不能有效解决电力设备理想的运行环境。针对以上问题，我公司根据现有的电气设备研发生产了系列防凝露装置，经过多年的技术投入，为现有电力设备制定了相应的解决方案，也为今后的电力设备环境测控系统的研制奠定基础。

针对本项目我公司根据站点的实际情况制定了以下方案：

本站35kV高压室分为两层，每层空间约为300平方米，开关柜共19面，主进母线桥架共2组。为使电力设备达到电力系统对环境湿度的工作要求。目前，较好的解决方案是对电力设备的运行环境进行整体除湿，不仅对电力设备内部进行除湿，还要对电力设备的大环境进行除湿。根据电力设备的特点及运行要求，选用不同的除湿设备。

高压室内部结构示意图如图5所示。

顶置除湿装置安装及电缆线敷设示意图【一楼、二楼】如图6所示。

图5 高压室内部结构示意图

一楼—安装示意图

二楼—安装示意图

图6 顶置除湿装置安装及电缆线敷设示意图【一楼、二楼】

开关柜除湿

封闭式高压开关柜以其安全可靠、结构紧凑、占地省、操作方便等优点，在开闭站、小区配电室、变电站内广泛使用。但由于内部大量采用有机绝缘材料及过于紧凑的布置、及高度的密闭性，使得水气造成高压开关柜故障的问题突显。根据我公司对现运行的开关柜了解，在10kV-35kV电压等级的开关柜中，由于水份导致的故障发生率最高。

由于开关柜的内部结构的特殊性，其分别由相对独立的气室组成，且各气室分别被隔开，致使空气流通不畅，现选用一种除湿方式，不能很好的解决潮湿问题。而开关柜主要防潮除湿位置为小车室、小母线室、电缆出线室。为更好的改善开关柜的防潮除湿问题，根据各气室的特点，选用不同的除湿设备。

各气室选配的除湿产品：

（1）电缆出线室可选用我公司生产的SEPRI-CS-NL型防凝露装置【柜内除湿装置】，每面柜子安装2台【一楼：8面】,其备用间隔及二楼高压室的开关柜除外。

柜内除湿装置是根据电气柜内久聚潮湿空气的除湿治理而研制，并按体积小、便携安装的设计原则，模块化结构设计。除湿方式采用半导体制冷技术，通过在局部制造凝露条件降低柜内的相对湿度，直接排出凝结的水份。本装置电源还采用AC-DC宽范围开关电源模块供电，可确保装置在较低环境温度下正常工作。

安装原则是安全绝缘距离内，柜壁中下，加热器对面，电源及电源敷设方便。

凝结水的排出问题，方案有两种：

第一种：敷设排水管道，可将所有的除湿装置的凝结水汇集并排出室外【PPR水管】；第二种：超声波雾化装置，可将汇集的凝结水雾化成水蒸气，经风道排入空气。

图7 35kV开关柜—避雷器室安装

图8 10kV开关柜—小车室安装

图9 10kV开关柜—电缆室安装

（2）小车室可选用我公司生产的SEPRI-CS-DZ型顶置式除湿装置，此气室安装1台。

顶置除湿装置在以上技术的基础上，考虑到开关柜设备内部空间紧凑、环境湿度高、安全距离等因素而研制的产品。采用大功率、高强度航空铝材为壳体设计。本装置为顶部安装，排水问题我公司采用超声波雾化技术，将凝结水强制雾化隔离排出。

柜外顶置除湿装置现场安装案例照片如下：

图10 35kV开关柜--母线室安装

图11 开关柜除湿装置安装示意图

母线桥架除湿

母线桥架的内部结构的特殊性，安全绝缘距离等因素，针对其除湿，必须选用SEPRI-CS-DZ 顶置式除湿装置。而母线桥架多为直角走势，并与开关柜连接，产生烟囱效应，使开关柜的湿热空气继续向上蒸发，进入母线桥架，在直角处产生凝露现象，影响到母线之间的安全距离。

母线桥架的除湿产品安装点，主要是进线口、出线口和桥架直角处。除湿产品为顶部安装，需对现场的桥架顶盖开孔安装产品，及电源线的敷设。排水问题我公司采用超声波雾化技术，将凝结水强制雾化隔离排出。

高压室除湿

据电力设备的防潮除湿现存情况，如柜体相对密封、环境湿度较高、密封条老化，诸多因素的考虑，电力设备的防潮除湿要从以下几点考虑：①柜体的相对密封处理；②潮湿空气来源的预防；③柜内久聚潮湿空气的除湿治理。

以上的除湿产品只是解决久聚在电力设备内部的潮湿问题，还需要从预防的角度考虑，电力设备安全运行的大环境也需要治理，现有的解决方法是室内加装智能型工业除湿机。

工业除湿机是针对高压室除湿并预防凝露现象而专门研制的高新技术产品。除湿机全新循环风道设计，低功耗，噪音小，冷热转换效率高。采用交流模式供电，使用R134环保冷媒高效节能，安全可靠，有效可靠除湿。还具有报警功能，实时检测冷气机使用状况。

除湿机的除湿原理：潮湿空气经风机吸入并通过过滤网进入蒸发器，先经蒸发器降温除湿，使空气中的水份凝结成水珠，通过软管排出室外。降温除湿后的空气通过风道进入冷凝器加热升温，干热空气经风道排出，依次循环，可有效降低空气中的相对湿度，达到除湿的目的。

五、结束语

经过赛普瑞电气运行环境治理团队的改造后，降低变电站电力设备内空气的湿度，用温湿度测量表测量得出，相对湿度小于等于60%，满足高压电力设备安全运行的环境温湿度指标。为高压电力设备安全运行提供了保障。