影响变配电室电气设备运行的因素及对策

影响变配电室电气设备运行的因素及对策

于化星

（乌鲁木齐石化公司炼油厂新疆乌鲁木齐830019）

摘要：配电室承担着将电能输送给用户的重要使命，是电力系统中的一个重要组成部分。配电室直接影响着电力系统运行的稳定性和安全性，因此必须切实提高配电室电气运行水平，才能保障电能输送的安全性和可靠性，使工业用电和生活用电的需求得到满足。

关键词：变配电室；电气设备；设备运行；影响因素；对策

引言

变配电室是工业生产的核心组成部分，作用是将高压电转变成低压电，并输送给生产装置中机泵、风机等设备使用。工业尤其是化工生产的连续性需要变配电室内电气设备能长期正常工作，这对其工作环境提出了严格要求，稍有疏忽将严重影响生产装置的运行，给生产经营带来较大的损失，为此应该实际，确定降温、防尘、防湿、防腐蚀的措施，解决电气设备故障率高的问题。

一、变配电室电气设备正常运行重要性

随着社会建设事业的不断发展，我国对电力能源的需求量也越来越大，电力在国家建设中起到的重要作用不言而喻，因此变配电室电气设备的正常运行就成了电力是否能够持续稳定运行的关键。变配电室中的电气设备较为复杂和多样化，各设备之间相互关联，每个小部件的安装与调试都会直接影响电力稳定状况，因此，对新进设备的安装与调试过程必须做到准确无误，才可保证设备的正常运行并提供持续的电力能源。电力的存在是我国经济高速发展的重要保证和基础，国家经济增长、工业的进步都需要电能提供动力，可见变配电室电气设备正常运行的重要性，因此对电气设备的维护与运行管理应有严格的要求，稳定、持续化的电力运行都国家的发展有着积极的作用。

二、影响变配电室电气设备运行的因素

据不完全统计，目前不良的变配电室运行环境造成电气设备故障率高达60%以上，主要的影响因素如下。

1、温度因素

变配电室中电力设备由于长期、频繁的运转工作，往往会发生发电温度过高的情况，很有可能直接导致电机导线的断路，从而影响机器的运转。并且由于机器持续工作所产生的高温会对电机内部零件产生损耗作用，如电气表面的绝缘层的加速老化和脱落、电机内部铜丝等金属材质的烧损等，直接降低积极的使用寿命，并且会为变配电室带来安全隐患，威胁工作人员的人身安全。因此应对机器的工作周期进行合理的规划，并对电气设备配备足够的散热及冷却系统，保证发电器工作过程中产生的热量能够及时地排除，从而保证发电机的持续工作并保障发电机的使用寿命。

2、湿度

相对湿度偏高，降低了电气设备绝缘强度，空气中的水分附着在绝缘材料的表面，使得绝缘电阻降低，设备的泄漏电流大大增加，造成绝缘击穿，产生电气故障。同时当相对湿度达到一定值后，电气设备中的导电金属、导磁硅钢片等的腐蚀会突然加快，严重降低电气设备的性能和使用寿命。

3、粉尘

由于粉尘的尘粒荷电性、吸水性，很容易在电气设备的周围凝集沉降，从而影响电气设备的绝缘强度，极易造成电气击穿短路事故。有的粉尘还堆积在电子板、电气开关的触头之间、电磁铁芯之间内，造成开关接触不良、电气误动、短路等设备事故的发生。

4、腐蚀性气体

电气设备在含有化学腐蚀性气体环境下工作，其绝缘材料会引起一系列的化学反应，使绝缘材料的性能和结构发生变化，降低设备的绝缘性能和机械性能。

三、变配电室电气设备运行质量的提升对策

1、自然通风降温

自然通风降温是通过风机将室外的自然冷风送入室内，气流通过发热设备后排出室外，由此冷热气体进行交换达到降温的目的。结合文献资料和其他生产企业的经验，安装了风柜，并且在风机入口安装滤网，通风量50000m3／h左右，变配电室大部分门窗打开。该方案通过实施，运行一段时间后存在以下问题：第一，由于环境空气中含有粉尘，风机入口滤网拆卸频繁，运行不稳定。第二，无法去除空气中的腐蚀性气体。第三，夏天环境温度升高后，通风降温效果急剧变差，室内温度仍然较高，无法满足降温要求。第四，遇到下雨等天气，空气湿度大。实施运行一段时间后，配电室内除了温度能勉强控制在需求范围内以外，湿度、粉尘、腐蚀性气体均未能得到有效控制，仍然出现了电气故障导致装置停运的事故。

2、安装空调

相关文献和其他运行环境相似装置的经验，表明安装空调具有较好的冷却效果，所以将对安装空调的可行性进行评估。该配电室设备布置相当密集，发热量较大，配电室总的热量由电气设备发热量和环境热负荷组成，依据文献中关于空调热负荷的计算，得到所需冷量的计算公式如下：Qneed=Qtotal+Qenviron=Qtotal+0.18kW／m2×S，式中：S—配电室的面积，根据实际测量为600m2。由上式及公式Qtatal=Qform+Qfreq+Qswitch=169.2kW计算得安装空调所需的功率Qneed=277.2kW；按1kWh=3.6MJ／h，计算所需的冷量为997.92MJ／h。由此，如果安装普通空调（10P），台数较多，无法布置；需选择功率为300kW的工业空调，配套冷却水循环系统。然而安装工业空调投资大、运行成本高、维护费用高，风道布局较为困难，一旦在出风口形成冷凝水，将会带来更为严重的事故发生。

3、循环降温系统的设计与计算

结合前面两个方案的尝试和评估，根据生产装置的特性，资源配置，设计了一套循环降温系统。循环降温流程是用循环风机将热气从配电室抽出，经过冷却后返回到配电室，从而降低变配电室的温度。循环气的冷却介质为生产水，经换热器换热后，带走热量的生产水送至脱盐水装置原水箱（换热后生产水温度控制在45℃以下，不影响脱盐水装置的运行）作为补水。通过循环系统中的风机的气量、换热器的换热面积以及生产水需求量的计算能给设备选购提供依据。文章主要以计算循环降温系统中风机气量的计算为例进行说明，根据变配电室最佳运行温度的要求、生产水温度、换热器的换热温差，拟将室内温度控制在25℃，变配电室出口混合空气的温升17℃为基础条件，对所需的循环空气风量进行计算如下。结合关于热量平衡及热力学计算公式，得到循环冷却空气需带走的热量Qwind的计算如下：Qwind=Qneed=997.92MJ／h，Qwind＝VρairCairΔt。式中：Cair—25℃、45℃空气的平均比热容，为1006J／（kg•K）；ρair—空气的密度，取1.29kg／m3；V—循环气量，m3／h；Δt—空气的温升，按上述拟定的计算基础条件，取17℃。联立公式上述两式可计算出需要的循环空气风量V=27610m3／h。

结束语

总而言之，变配电室是工业装置的核心组成部分，功能性强，降温、防尘、防湿、防腐蚀等要求高，各变配电室所处环境、安装设备种类及数量等各不相同，目前变配电室通风降温方式主要有自然通风、安装空调等方案，但没有统一标准，需根据实际情况，资源配置寻找最经济适用的方案进行解决。本文根据实际情况，进行了循环冷却系统的设计与实施，在降温的同时，对粉尘、腐蚀气体、湿空气进行了有效的隔离，保证了变配电室内电气设备的良好运行。

参考文献

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