华北电力大学,2014.节能式高效除湿系统研究与应用

华北电力大学,2014.节能式高效除湿系统研究与应用

詹乐贵

(铜仁供电局贵州铜仁554300)

摘要：本文主要研究当前变电站电力柜除湿效果不佳而且消耗站内能源从而影响电网正常运行，通过现场工作人员实际反应情况而研发的一种节能式高效的电柜除湿器装置。此项研究能非常实用的解决现有电力行业中普遍存在的问题，并且通过新能源供电模式提高经济效益，其效果非常显著。本文就以此为切入点展开对这一话题的分析研究，以供参考。

关键词：电力柜；新能源；变电站；除湿器

一、拟解决问题：

由于我省属亚热带湿润季风气候，雨量充沛、雨热同季，气候温度变化大，这样的环境气候极易使得电柜体内壁及柜内电气设备表面有凝露水珠依附在设备表面，从而降低设备的绝缘性能、加剧设备老化。在我南方电力因为湿气大而造成电力柜安全事故也时有发生，特别是一些比较老的电力柜发生的事故概率相对较高，以往的加热型除湿器是提高电柜内温度，促使湿气蒸发，此除湿方法的收效不大，特别是在梅雨季节收效甚微，而且特别消耗能源，所以研究一种节能式高效的电柜除湿器来控制电柜湿气尤为重要。

目前我省变电站户外电力柜存在的问题：

（1）开关柜、端子箱、闸刀机构箱、汇控柜存在湿气问题。如下：

1.1开关柜.开关柜具有模块式结构设计，易于装配，空间利用率高等特点使得其在电力设备中得到广泛应用。但是由于其安装在阴冷潮湿的电缆沟上和其密闭性不好的因素，开关柜内设备表面易产生凝露现象，影响设备的绝缘性，加速设备的劣化，从而造成开关柜在运行中发生故障或安全事故。

1.2端子箱.端子箱具有辅助电位联结功能，可以在出现电力故障时，清除电气线路危险故障的危害，其在电力行业应用相当广泛。一般安装使用于户外环境，常年日晒雨淋，经常产生凝露现象，造成端子箱的端子排、电缆发生发霉、短路、锈蚀现象，如凝露的水珠掉落在端子上时甚至发生直流接地现象，烧毁端子箱，严重影响电网安全运行

1.3闸刀机构箱.变电设备在室外有很多操作机构箱，每到下雨，特别是梅雨季节机构箱内设备极易受潮、凝露，湿度过大造成线圈霉断，操动机构，箱体锈蚀等，严重影响设备的正常运行。

1.4汇控柜.随着智能电网的快速发展，其对电力配备的智能监控日益增多，智能监控设备集中安装于汇控柜内，监控设备使用的都是高精密元件，其对运行环境的要求很高，特别是湿度环境，安装位置一般在潮湿的电缆沟上，电缆沟的湿气很容易窜入至柜内，造成湿度过大，柜内会出现凝露现象，造成设备的短路、误跳、出现宕机等问题无法进行监控。

（2）现有的户外电力柜内只安装了一个小功率的加热器，而这种加热器存在以下几点问题：①在低温下启动，由于功率小，而达不到较好的增温效果；②高温下不启动，而我局地区高温多雨，就起不到除湿的效果。如果在夏季强行开启加热器的方式来除湿，这样只会提高电力柜体内的温度而严重影响到箱体内元件正常运行以及使用寿命。

（3）现有的户外电力柜内无照明。①不方便运行值班人员进行电力柜体内元件的检查，特别是夜间巡视时；②发生故障时不方便检修人员进行检修工作。

（4）现有的户外电力柜内无温度、湿度显示。不能让运行值班人员及时了解箱体内的温湿度情况，就不能及时处理，同时也留下了事故隐患。

（5）现有电力柜加热器等设备每天都要消耗大量的电能，非常的浪费资源而且不环保。

二、研究内容：

现有的除湿方法非常的耗能。为了解决以上问题，QC小组结合多年的实践经验，经过大量论证，研发一种太阳能新型除湿系统，并采用新型快速冷却液态封堵材料。此设计是打破传统方式的装置，具有很强的推广价值。

课题1：电柜排水法除湿器的理论研究

提出结合电柜的特性提出利用凝露的特性实现电柜除湿的方法——半导体制冷除湿技术，将柜内湿气凝露成凝水，以降低电柜内绝对湿度为原则。

课题2：新能源——太阳能运用在柜体中的技术研究

打破传统模式，运用新能源接入技术，实现对柜体的供电，并通过蓄电池与太阳能板的接入，对能源进行储备，实现全天２４小时的不停电运行模式。

课题3：新型快速冷却液态封堵材料的应用

提出适合站内开关柜、端子箱、汇控柜、闸刀机构箱等电柜的封堵材料的应用方案，完成新型封堵材料的核心试验验证，完成全站部分电柜无缝封堵工程应用关键技术研究。

三、技术路线：

1、技术参数：

(1)电源：AC220V/50Hz（太阳能）

(2)功率：60W

(3)显示方式：2位数码显示

(4)湿度启动阀值：65%（默认）

(5)湿度停止阀值：55%（默认）

(6)除湿量（单台）：350ml/24h，(温度35℃，湿度85%RH)

(7)外形尺寸：165×130×67mm3

(8)除湿空间：1-1.5m3

(9)适合工作温度范围：-35℃～50℃

(10)适合工作湿度范围：0%～99%RH

2、实施方案：

（1）在电力柜内安装一个照明灯。目的是：①能提高箱内亮度，方便运行值班人员和检修人员工作；②照明灯亮时，灯管会发热，在冬季同时也能提高电力柜内的温度，辅助了加热器功率小提温效果不佳的作用。

（2）在电力柜内安装二个防静电风机。目的是：①加快潮湿空气的排出，把空气中的水分子及时排出到电力柜外，保证箱体内部元件干燥；②夏季高温环境下能起到降温的作用。

（3）温湿度显示器。主要目的是能时时显示箱体内的温度和湿度变化情况。安装在箱门外右上角挡雨板下方处。

（4）双温双控温湿度控制器。（接入方式：嵌入方式。需对电力柜开9cm正方形的孔。）有1~3路温度控制，1~3路湿度控制。使环境温度、湿度指标符合工作要求，有加热升温，除湿和风扇降温双控功能。如：我们现有的加热器启动值是：常温13℃以下（湿度≥95％），那么在冬季自动加热，夏季能自动启动风扇，启动值是：25℃以上（湿度≥85％）。端子接线图：（在此设计中可接2路温度控制和2路湿度控制就行）

辅助电源是靠外部太阳能电板产生电能提供电源。利用我地区夏季时间长，太阳光照强烈等特点，采用新性能源——太阳能，作为电力能源的启动。同时通过小型的蓄电池进行能源的储备，这样就可以全天候的运行此设备，而且不用消耗一度站用变电源。

四、效益预测：

在配电网中各类电柜的底部潮湿，有的安装在电缆沟甚至有积水的地方、有的安装在地下室，这样的环境极易使得电柜体内壁及柜内电气设备表面有凝露水珠依附在设备表面，从而降低设备的绝缘性能、加剧设备老化。

传统加热型除湿器需要较高功率才能保持电柜内部一定温度，并且需要长时间，以保持电柜内部温度。以100瓦为例，每年耗电876度；排水法除湿器电柜内湿度达到阀值自动启动，除湿结束后自动停止工作，较短时间即可完成除湿。以60瓦为例，每天工作2小时，其他时间待机（10瓦），每年耗电124度，每年耗电124度，每个电柜每年节省的电量752度。

本项目的实现推广可以切实解决站内开关柜、端子箱、汇控柜、闸刀机构箱等电柜的的湿气问题，减少因湿气引起的电力运行事故和设备故障，减少因事故造成的损失，节省大量的资金和能源，保障电气设备安全运行要求，为建设“坚强电网”保驾护航。

五、结束语：

此设计于2015年01月组织单位员工自行研究设计并获得了国家专利。在领导的大力支持和研究组成员不懈的努力终于研究成功，并在我局生产一线中进行试运行，得到了员工的好评，大大的提高了生产效率。

作者简介

詹乐贵（1982—），男，高级工程师，本科，工学学士，贵州电网公司三级助理技术专家，主要从事变电运行及安全生产风险管理工作10年，荣获铜仁供电局“2008年安全生产先进个人”、“2014年安全生产先进个人”及”2010年创新发明”优秀奖。并获得7项国家实用新型专利。本人创新发明事迹2012年3月和5月被各大电力网站报道并在南方电网报2012年5月19日期刊“金点子”栏刊登和在南方电网报贵州新闻2012年6月2日期刊“走基层”栏刊登。2012年获得贵州电网公司“五小创新”二等奖。2014年8月本人发明事迹又得到南方电网报（8月22日版）、贵州电网公司、省政府、农村电气化、北极星电力网、西部电力网等多家媒体报道,2016年1月8日再次被多家媒体报道被。2014年9月获得省公司职工技术创新成果三等奖。2014年12月获得贵州电网公司“科技创新之星”荣誉称号。2015年1月获得省公司专利奖三等奖。2015年12月获得南方电网职工技术创新成果三等奖，并获得铜仁市政府“敬业奉献最美青年”荣誉称号。2015年3月至9月在南方电网科技研究院进行进修。