电缆沟道及汇控柜通风除湿方法探讨
摘要：随着智能电网的建设及全球气温升高等系列问题，变电站内电缆沟道及汇控柜内夏季温度高、雨后湿度大等问题日趋严重，联合采用阻挡隔断、通风除湿及空调降温方法，使电缆沟道内及汇控柜内温湿度满足需求。（1.陕西省电力设计院，陕西西安；2.陕西和丰电子有限公司，陕西西安）电气技术年第22期关键词：阻挡；隔断；风扇；空调；百叶窗；联动；控制1概述1.1研究背景和必要性：在送变电工程设计中，目前对电缆沟道内通风除湿考虑不够周全，通风系统较简单，自智能电网建设以来，我省关中、陕南等地普遍存在夏季温度太高，雨后及地下水位较高的变电站电缆沟道内及汇控柜内湿度严重超标，且有时汇控柜内有明显结露现象，严重威胁到变电站的运行安全。因此必须采取有效通风除湿及降温措施，使电缆沟道及汇控柜内温湿度满足安全运行的相关要求。1.2研究的意义：使户内外电缆沟道及汇控柜内温度、湿度满足设计要求，有效提高变电站运行的安全可靠性，延长设备使用寿命。2工程现状及整改措施2.1工程现状。目前国内变电站电缆沟道基本都采用自然通风方式，由于电缆沟道盖板大多采用块状平板拼接，平板与平板之间的缝隙可通风换气，此种通风方式无法满足沟道内温湿度的需求；汇控柜基本都采用柜体两侧的防雨百叶窗自然进风，顶部自带排气扇机械排风的通风方式，当室外空气温湿度均不太高时可满足汇控柜通风需求，对于雨后空气湿度大、夏季室外温度较高的地区，汇控柜经常会因温湿度太高而报警。2.2整改措施。由于夏季电缆沟道及汇控柜内温湿度过高，部分变电站采取了改造措施。如西安东南郊330kV变电站每隔一段将一块电缆沟盖板改为钢丝网+防雨钢盖板，雨后或夏季室外温度较高时，人工打开防雨钢盖板，采用自然蒸发和热压作用排除电缆沟道内余热余湿，而汇控柜内的热湿气体靠开启汇控柜门板自然排除或利用顶部排气扇慢慢排除。此方案在雨天及雨后一段时间内无法保证电缆沟道及汇控柜内湿度要求，室外气温较高时也无法保证电缆沟道及汇控柜内温度需求。如图1所示，延安750kV变电站在汇控柜门上增设了风-风换热器，汇控柜内侧气流采用机械循环，外侧气流采用热压差自然流动。由于风-风循环换热效率低，根据延安750kV变电站运行经验数据，汇控柜内外温差约8~12℃，汇控柜要求的夏季排风温度不高于40℃，根据通风换热原理，夏季通风室外计算温度应小于28℃，且夏季空调室外计算湿球温度应小于25℃，故此方案不适宜我省关中及陕南地区，仅可满足陕北部分地区降温需求。
如图2所示，户县330kV智能变电站在位于汇控柜分支处的电缆沟道处设置风管型变频多联空调室内机，采用风管将冷风送入汇控柜，再由设在汇控柜顶部的汇控柜自带排气扇排出室外。此方案可满足任何环境区域的汇控柜降温问题，但由于汇控柜两侧的防雨百叶窗常开，室外热湿空气可进入汇控柜内，且汇控柜内干冷空气采用顶部排气扇直方式，故空调器长期处于高负荷的制冷及除湿状态，空调冷量浪费严重，能耗大；且由于汇控柜两侧的防雨百叶窗无法关闭，柜体内外空气连通，雨后空气湿度大时，无法满足汇控柜内湿度需求。3优化设计结合工程性质及项目特点，依据现有变电站电缆沟道及汇控柜风除湿改造方法及运行效果，经分析比较后对通风除湿系统进行优化设计。汇控柜通风降温及除湿原理如图3所示。3.1在汇控柜分支处的电缆沟道处设置变频多联空调的风管型室内机，将送风管引入汇控柜内上部，送风口设在送风管上，采用微穿孔送风方式1，使冷热空气进行充分的热交换，回风管接自汇控柜底部，汇控柜内采用无组织回风方式；有效利用回风，减小空调制冷能耗。3.2在汇控柜自带防雨百叶窗内侧加装向内侧开启的自垂百叶，平时自垂百叶处于自然下垂状态，相当于对防雨百叶起到阻挡隔断作用，当室外温度较高或湿度较大时，室外的热湿空气不能进入汇控柜；当排气扇开启时，汇控柜内部处于负压状态，自垂百叶开启2，其余时间关3.3汇控柜内设温湿度传感器，且空调、排气扇均根据汇控柜内温度、湿度联控控制。当汇控柜内温度达到40℃或空气相对湿度达到65%时，空调自动开启制冷除湿；当汇控柜内温度低于30℃，且空气湿度小于55%时，空调自动关闭，同时开启汇控柜顶部的排气扇通风排气，此时由于汇控柜内处于负压，自垂百叶窗自动打开；当汇控柜内温度低于25℃，且空气相对湿度小于50%时，排气扇关闭，汇控柜余热通过汇控柜本体的辐射及对流与室外空气进行自然热交换，无需消耗能源。3.4根据空调室内机数量、容量、室内机之间的距离的因素综合考虑选择空调室外机，室外机置于相对较阴凉的位置，以减小制冷能耗；空调冷凝水集中排入室外雨水排水系统。3.5电缆沟道没隔一段距离设置一段通风用小支沟，在支沟处设置排风机，采用电缆沟道盖板自然进风、轴流式排风机机械排风方式3，地沟内设温湿度探头，当电缆沟内温度高于35℃或空气相对湿度达到65%时，风机自动开启；当电缆沟内温度低于30℃且空气相对湿度低于55%时，风机自动关闭。采用自然进风、自然排风降温的通风方式。4结语电缆沟道及汇控柜通风除湿系统设计应参照当地气象条件、沟道内电缆敷设规模、汇控柜布置位置、柜体内散热量大小进行综合分析计算和设备选型。系统设置应灵活多变，系统设计应本着安全可靠、节能环保的原则进行。在电缆沟道及汇控柜通风除湿系统设计时，联合通风空调设备厂家及汇控柜厂家，同时采取疏导通风、阻挡隔断、空调制冷、通风空调根据温湿度自动控制、适时监测等多项措施，使电缆沟道及汇控柜温湿度均满足设计需求，既解决雨后电缆沟道内及汇控柜处湿度大的问题，又解决了夏季汇控柜内温度高等问题，为变电站安全可靠运行打下坚实基础。参考文献[1]陆耀庆主编.实用供热通风空调设计手册(第二版)[M].2008年5月第二版.[2]工业通风设计手册[M].中国建筑工业出版社,1987.[3]火力发电厂及变电站供暖通风空调设计手册[M].中国电力出版社,2001年1月第一版。
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