電纜溝道及匯控柜通風除濕方法探討
摘要：隨著智能電網的建設及全球氣溫升高等系列問題，變電站內電纜溝道及匯控柜內夏季溫度高、雨后濕度大等問題日趨嚴重，聯合采用阻擋隔斷、通風除濕及空調降溫方法，使電纜溝道內及匯控柜內溫濕度滿足需求。（1.陜西省電力設計院，陜西西安；2.陜西和豐電子有限公司，陜西西安）電氣技術年第22期關鍵詞：阻擋；隔斷；風扇；空調；百葉窗；聯動；控制1概述1.1研究背景和必要性：在送變電工程設計中，目前對電纜溝道內通風除濕考慮不夠周全，通風系統較簡單，自智能電網建設以來，我省關中、陜南等地普遍存在夏季溫度太高，雨后及地下水位較高的變電站電纜溝道內及匯控柜內濕度嚴重超標，且有時匯控柜內有明顯結露現象，嚴重威脅到變電站的運行安全。因此必須采取有效通風除濕及降溫措施，使電纜溝道及匯控柜內溫濕度滿足安全運行的相關要求。1.2研究的意義：使戶內外電纜溝道及匯控柜內溫度、濕度滿足設計要求，有效提高變電站運行的安全可靠性，延長設備使用壽命。2工程現狀及整改措施2.1工程現狀。目前國內變電站電纜溝道基本都采用自然通風方式，由于電纜溝道蓋板大多采用塊狀平板拼接，平板與平板之間的縫隙可通風換氣，此種通風方式無法滿足溝道內溫濕度的需求；匯控柜基本都采用柜體兩側的防雨百葉窗自然進風，頂部自帶排氣扇機械排風的通風方式，當室外空氣溫濕度均不太高時可滿足匯控柜通風需求，對于雨后空氣濕度大、夏季室外溫度較高的地區，匯控柜經常會因溫濕度太高而報警。2.2整改措施。由于夏季電纜溝道及匯控柜內溫濕度過高，部分變電站采取了改造措施。如西安東南郊330kV變電站每隔一段將一塊電纜溝蓋板改為鋼絲網+防雨鋼蓋板，雨后或夏季室外溫度較高時，人工打開防雨鋼蓋板，采用自然蒸發和熱壓作用排除電纜溝道內余熱余濕，而匯控柜內的熱濕氣體靠開啟匯控柜門板自然排除或利用頂部排氣扇慢慢排除。此方案在雨天及雨后一段時間內無法保證電纜溝道及匯控柜內濕度要求，室外氣溫較高時也無法保證電纜溝道及匯控柜內溫度需求。如圖1所示，延安750kV變電站在匯控柜門上增設了風-風換熱器，匯控柜內側氣流采用機械循環，外側氣流采用熱壓差自然流動。由于風-風循環換熱效率低，根據延安750kV變電站運行經驗數據，匯控柜內外溫差約8~12℃，匯控柜要求的夏季排風溫度不高于40℃，根據通風換熱原理，夏季通風室外計算溫度應小于28℃，且夏季空調室外計算濕球溫度應小于25℃，故此方案不適宜我省關中及陜南地區，僅可滿足陜北部分地區降溫需求。
如圖2所示，戶縣330kV智能變電站在位于匯控柜分支處的電纜溝道處設置風管型變頻多聯空調室內機，采用風管將冷風送入匯控柜，再由設在匯控柜頂部的匯控柜自帶排氣扇排出室外。此方案可滿足任何環境區域的匯控柜降溫問題，但由于匯控柜兩側的防雨百葉窗常開，室外熱濕空氣可進入匯控柜內，且匯控柜內干冷空氣采用頂部排氣扇直方式，故空調器長期處于高負荷的制冷及除濕狀態，空調冷量浪費嚴重，能耗大；且由于匯控柜兩側的防雨百葉窗無法關閉，柜體內外空氣連通，雨后空氣濕度大時，無法滿足匯控柜內濕度需求。3優化設計結合工程性質及項目特點，依據現有變電站電纜溝道及匯控柜風除濕改造方法及運行效果，經分析比較后對通風除濕系統進行優化設計。匯控柜通風降溫及除濕原理如圖3所示。3.1在匯控柜分支處的電纜溝道處設置變頻多聯空調的風管型室內機，將送風管引入匯控柜內上部，送風口設在送風管上，采用微穿孔送風方式1，使冷熱空氣進行充分的熱交換，回風管接自匯控柜底部，匯控柜內采用無組織回風方式；有效利用回風，減小空調制冷能耗。3.2在匯控柜自帶防雨百葉窗內側加裝向內側開啟的自垂百葉，平時自垂百葉處于自然下垂狀態，相當于對防雨百葉起到阻擋隔斷作用，當室外溫度較高或濕度較大時，室外的熱濕空氣不能進入匯控柜；當排氣扇開啟時，匯控柜內部處于負壓狀態，自垂百葉開啟2，其余時間關3.3匯控柜內設溫濕度傳感器，且空調、排氣扇均根據匯控柜內溫度、濕度聯控控制。當匯控柜內溫度達到40℃或空氣相對濕度達到65%時，空調自動開啟制冷除濕；當匯控柜內溫度低于30℃，且空氣濕度小于55%時，空調自動關閉，同時開啟匯控柜頂部的排氣扇通風排氣，此時由于匯控柜內處于負壓，自垂百葉窗自動打開；當匯控柜內溫度低于25℃，且空氣相對濕度小于50%時，排氣扇關閉，匯控柜余熱通過匯控柜本體的輻射及對流與室外空氣進行自然熱交換，無需消耗能源。3.4根據空調室內機數量、容量、室內機之間的距離的因素綜合考慮選擇空調室外機，室外機置于相對較陰涼的位置，以減小制冷能耗；空調冷凝水集中排入室外雨水排水系統。3.5電纜溝道沒隔一段距離設置一段通風用小支溝，在支溝處設置排風機，采用電纜溝道蓋板自然進風、軸流式排風機機械排風方式3，地溝內設溫濕度探頭，當電纜溝內溫度高于35℃或空氣相對濕度達到65%時，風機自動開啟；當電纜溝內溫度低于30℃且空氣相對濕度低于55%時，風機自動關閉。采用自然進風、自然排風降溫的通風方式。4結語電纜溝道及匯控柜通風除濕系統設計應參照當地氣象條件、溝道內電纜敷設規模、匯控柜布置位置、柜體內散熱量大小進行綜合分析計算和設備選型。系統設置應靈活多變，系統設計應本著安全可靠、節能環保的原則進行。在電纜溝道及匯控柜通風除濕系統設計時，聯合通風空調設備廠家及匯控柜廠家，同時采取疏導通風、阻擋隔斷、空調制冷、通風空調根據溫濕度自動控制、適時監測等多項措施，使電纜溝道及匯控柜溫濕度均滿足設計需求，既解決雨后電纜溝道內及匯控柜處濕度大的問題，又解決了夏季匯控柜內溫度高等問題，為變電站安全可靠運行打下堅實基礎。參考文獻[1]陸耀慶主編.實用供熱通風空調設計手冊(第二版)[M].2008年5月第二版.[2]工業通風設計手冊[M].中國建筑工業出版社,1987.[3]火力發電廠及變電站供暖通風空調設計手冊[M].中國電力出版社,2001年1月第一版。
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