发布时间：2022-09-06T14:50:27.191Z 来源：《福光技术》2022年18期作者：王超姚光金梁梅
[导读] ：变配电室是向电网运输电能的的重要基地，其对于温度的要求较高。电气设备在高温环境下运行，设备易发生故障，设备使用寿命明显缩短。因此变配电室的降温工作尤为重要。工作人员在实践的过程中，应该根据不同配电室的情况以及特点，对于降温的方法进行设计，并选择适合的方式来降温。
王超姚光金梁梅
湖北官渡河水电发展有限公司湖北十堰 442200
摘要：变配电室是向电网运输电能的的重要基地，其对于温度的要求较高。电气设备在高温环境下运行，设备易发生故障，设备使用寿命明显缩短。因此变配电室的降温工作尤为重要。工作人员在实践的过程中，应该根据不同配电室的情况以及特点，对于降温的方法进行设计，并选择适合的方式来降温。
关键词：降温、节能、水冷式空调机组、水电站
引言：
水电站变配电室是一个电力能源"中转”基地，负责将水轮发电机组发出的10kV低压电经母线、开关、刀闸送至220kV升压变电站。在电力输送过程中发挥着关键作用。变配电室相关设备对于温度的要求较高，《220kV- -500kV变电所设计技术规程》(DLT 5218 2005)第85.3条“电气设备运行房间夏季室内温度不宜高于40℃”。然而变配电室内发热设备较多，特别是大电流高压开关柜、干式变，发热量较大。长时间运行导致温度的升高，影响设备使用寿命和稳定运行。因此，变配电室的降温工作是一项非常重要的工作。每种变配电室结构及内部的设备的不同，其适用的降温方法也有所不同。选择合适的降温方式不仅会提高降温效率，还能有效节约降温成本。 1通风降温方式
在室内安装通风设施，利用室内外温度差，将室外的自然冷风与室内的热空气进行循环交替，从而达到降温的效果。通风降温系统分为两种形式：（1）风机送排风（2）自然排(补)风。通风系统节能环保简便，但在通风量以及通风时间段上需要进行精确的计算，如设备的发热量等因素均需要考虑在内(设备发热量可对设备参数进行查询或实测)。通风降温也存在一些弊端。主要有：（1）需要对房屋建筑施工，容易出现漏水等情况。（2）室外温度过高时，室内热空气与室外热空气进行热交换，无法拉开温度差，则极大地影响了降温效果。作为发热量较小的变配电室，室通风系统可完全胜任节能降温工作。
2空调降温方式
变配电室降温方式，必须要根据变配电室的实际情况对降温方式进行合理、科学的选择，只有因地制宜、具有针对性的降温方案，才能实现配电室最优的降温效果。空调降温方式是最常用的变配电室降温方式，一般采用水冷式空调、制冷剂空调等。而为了满足变配电室降温需求，选择空调类型需根据实际情况进行选择。在不同的空调降温系统中，降温效果最好的就是制冷剂空调系统。但制冷剂空调也存在一次性投资大，后期维护成本高，耗电量大，室内室外机布置困难等问题。水冷式空调需要优质冷却水源，水电站均有优质冷却水源，可满足降温需求。目前，水电站冷却水源可取主要有两路，大坝前取水、坝后取水。根据目前水电站设计，大坝前取水一般有前池直接取水、压力钢管取水、蜗壳取水，坝后取水一般采用水泵取水，这种冷水水源存在温度较高的问题，夏季一般在6-18度区间，与取水位置在水下深度密切相关。
3.实例分析
以龙背湾水电站变配电室为例。龙背湾电站两台9万千瓦发电机机组，额定电流4187A，变配电室在地面以下6m，配电室正上方为主变基础，正前方与发电机层相通。室内设备有18面高压开关柜、10面400V馈电柜、7台13.8kV干式变压器等电气设备，配电室体积约为1800m3。长期运行无通风、降温措施。在夏季变配电室环境温度可达42度，电气设备温度可达90度，严重影响设备使用寿命和稳定运行。
空调耗电量计算由于夏季发热量巨大，配电室结构原因，通风系统无法安装，且无法满足降温要求。通过调查研究，布置制冷剂空调费用较高一次性投资约在60万左右，投入使用后每年需付出高昂的电费，后期维护费用较高，且由于空间限制室外机无法布置。鉴于水电站坝前水库、坝后水库均有自然的冷却水源。可安装水冷式空调，经过市场调研水冷式空调一次性投资约在20万元左右，因水源为站内水源无需其他用水费用，同时管路敷设较制冷剂空调大幅度减少，安装难度明显降低。综合考虑，使用水冷式空调。
经统计2015年至2021年夏季坝前、坝后历史水温。坝前水温最高8度、坝后水温最高18度，平均在14度左右。坝前为100m以下底层水，是较好冷却水源，但由于我站为一管双机，坝上取水取自压力钢管主阀前端，检修维护十分困难，且压力最高可达1.4MPa，使用存在较大安全隐患，故不采用。采用坝后取冷却水，经技术供水水泵供至水冷式空调，压力在0.25-0.35Mpa，具体如图示。
技术参数：
技术供水泵功率：132kW；在额定扬程50m，技术供水泵流量：500m3/h ；水泵扬程流量曲线31.05m时，水泵流量为928m3/h；龙背湾水电站技术供水最大高度为12.9m。
空冷器用水量：360m3/h、下导冷却器用水量：25m3/h、推力/上导冷却器用水量：80m3/h、水导冷却器用水量：12m3/h、水冷式空调用水量：12m3/h。
水冷式空调制冷量为75KW；风机功率3kW；设计冷却水温度：7度；风量：12000m3/h；运行压力：0.25-0.35MPa。
夏季当机组运行时，电气设备大量发热，此时冷却水跟随技术供水泵自动投入制冷，带走热量，降低电气设备温度。机组停机时电气设备停止发热，冷却水跟随技术供水泵自动退出制冷，仅留下通风系统工作，使发电机层与高低配电室空气对流，带走热量，降低环境温度。
由于坝后水温与水冷式空调设计进水温度有一定的差距，降温效果会受到影响。经厂家设计人员计算模拟，18度冷水水源至水冷式空调，通过水冷式空调持续供应冷风，使变配电室环境温度维持在30度左右。
经现场运行检验，夏季变配电室环境温度维持在28度左右，满足设计需要。水冷式空调持续供应冷风，使高低压配电室环境温度维持在28度左右，使设备正常稳定工作，不会出现因温度较高引起的设备异常运行，甚至机组停运等问题，有效提高发供电设备的可靠性。
结束语
通过设计、计算、施工、投运检验，水冷式空调可解决变配电室电气设备温度高的问题。在变配电室增加2台水冷式空调，一次性投资18万，相比于制冷剂空调安装及维护费用，投资较小；后期仅有2台1.5kW风机电费，十分节能；无需配置室外机，节省空间；降低变配电室温度，保持电气设备运行适宜温度。因此，推荐在水电站变配电室室内不设置制冷剂空调，设置水冷空调系统即可满足生产、运行要求。
参考文献
[1]宋明亮，仲鸣.溧阳抽水蓄能电站发电机出口PT断线故障分析[J].水力发电.2018,(10).65-67.
发布评论