Page 15 - 电力与能源2023年第六期

施 会，等：基于微正压干燥空气注入的开关柜除湿加热系统设计 561

时间和精力。此外，高压柜体加热器无法带电更 1.2 加热器占用大量运维人力物力
换，一旦损坏会导致内部放电，需紧急停电更换， 加热器虽然是辅助设备，但现有加热设备的
这种非计划停电会造成严重的经济损失。 故障率高、大量温控器非智能需要按季节调节，还
本文采用干燥空气微正压注入驱潮技术，通 需要频繁监视加热器是否失效，极大地占用了运

过收集主变室上部排风扇排出的热空气并由微型 维人力物力。运行人员不得不花费大量的人力来
巡视加热器以及调整温控器设置，这对于供电公
气泵加压，实现对开关柜内部潮湿多灰的湿热空
司日渐紧张的人力资源是很大的负担。另一方
气的自然挤出。该技术在实现开关柜加热和除湿
面，由于加热器故障的维修常常需要停电开柜，非
效果的同时，避免了现有加热器所产生的湿热空
计划停运导致的电量与调度方面的经济损失更是
气淤积的问题。
无法估量 。
［3］
1 现有加热器除湿技术弊端 1.3 加热器能耗较大，影响站用电率
初步统计可知，现有加热器设备的运行能耗
1.1 除湿效率低下、受潮闪络事故难以杜绝
极为巨大，与空调设备不相上下，长此以往造成的
即使 10～35 kV 开关柜的加热器状态正常，
站用电损耗率惊人，是一个值得关注的节能方向。
仍然存在很多内部受潮导致的局部放电甚至闪络
以一座 110 kV 的典型配置终端变电站为例，其站
跳闸烧毁柜体的案例，这在一些地势低洼、电缆沟
用电能耗及改进优化的难易度如表 1 所示。
潮气重的变电站极为常见。以某公司为例，平均
从表 1 可知，变电站加热除湿装置的能耗已
每年会发生 2~3 起开关柜内部闪络跳闸的事故，
经与公认的“能耗大户”空调系统相差无几，远远
其中大部分原因为内部受潮，至于存在内部局放
超过继电保护、站用变、照明辅助设备等的能耗。
或可听放到电声隐患的柜体数量更多，这极大地 由于空调设备节能技术成熟，无需专门研究，因而
威胁了电网的运行安全。这是因为现有加热器只 加热器的科学节能技术值得进一步探索。现有节
是进行单纯的加热，导致由电缆沟上升进入柜体 能技术大多从站用电照明辅助设备入手，建立管

的湿气在柜内循环难以排出，形成了类似浴室的 控平台智能管控灯具等，其节能效果并不明显。
热湿环境。从原理上来说，这种加热器的除湿能 因此，在提高开关柜除湿效率的前提下降低加热
力 较 低 ，导 致 柜 体 内 部 受 潮 放 电 情 况 难 以 器 的 能 耗 ，对 于 电 网 节 能 降 耗 与 低 碳 意 义
杜绝 ［1-2］ 。 重大 ［4-5］ 。

表 1 站用电能耗构成与优化效果
继电保护 开关闸刀操作 开关柜与端子 监控与消防、
设备 站用变损耗 自动化设备 设备室空调 照明灯具
装置 电源 箱加热器 技防辅助设备
综自、通信、测 消防控制屏、
主要能耗 站用变本体铁 保护装置+ 控五防机、各 开关储能、闸 空调、排风 开关柜、端子箱 户外投光灯、 消防泵、消防
等柜体除湿
设备 损+铜损 操作直流 种交换机路由 刀操作 设备 加热系统 路灯、室内灯 补水补气泵、
器 技防等
单机平均
3～6 0.05～0.08 0.08～0.5 0.5～1 2～10 0.1～0.2 0.005～0.4 1～50
功率/kW
平均
2 50～100 10～20 20～200 5～10 200～400 50～200 1～4
数量/A
年运行小
全年 全年 全年 ＜1 ＞5 000 ＞3 000 3 000～5 000 ＜1
时数/h
总能耗
5～12 2～3 3～4 0.1～1 20～35 20～35 3～5 4～8
占比/%
优化难易
程度 难 难 难 难 容易 容易 容易 容易
优化
不显著 不显著 不显著 不显著 显著 显著 不显著 不显著
效果