室內(nèi)電容器降溫現(xiàn)狀與改善方法

陳浩瀚，包衛(wèi)軍，佘 冰，蘇亨富

（廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 516001）

室內(nèi)電容器降溫現(xiàn)狀與改善方法

陳浩瀚，包衛(wèi)軍，佘 冰，蘇亨富

（廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 516001）

由于變電站內(nèi)兩組電容器電抗器同個室內(nèi)放置，電抗器在運行時會不斷散發(fā)大量的熱量，導致同一個室內(nèi)的電容器運行環(huán)境溫度過高。目前封閉的室內(nèi)散熱方法為電風機將室內(nèi)熱量抽出室外，安裝空調(diào)使室內(nèi)溫度降低，將石墻改造為不銹鋼網(wǎng)門、通過網(wǎng)格自然通風散熱，這三種方法能起到一定的散熱效果，但效果散熱不是最佳。文章研制由鋁板及流有冷卻液的鋁管組成的新型散熱裝置，由帶有溫度控制關斷系統(tǒng)的永磁同步電動油泵帶動冷卻液循環(huán)，將室內(nèi)熱量傳遞至室外，將室溫由40℃降至33℃，具有吸收容性無功少、降溫效果明顯等特點。

室內(nèi)；電容器；降溫；設備壽命

由于老舊變電站在投產(chǎn)前圖紙設計不合理，造成兩組電容器電抗器同個室內(nèi)放置。運行時，電抗器溫度達80.4℃至110.8℃（如圖1、圖2所示），若一組電容電抗器運行，室內(nèi)溫度可達37℃；若兩組同時運行，室內(nèi)溫度達到40℃，導致變電站頻繁報有10kV并聯(lián)電容器單體損壞及熔斷器熔斷的缺陷。

圖1 電抗器測溫80.4℃

圖2 電抗器測溫110.8℃

高壓并聯(lián)電容器進行無功補償是改善功率因數(shù)最常用的方式，而電容器的介質(zhì)在電和熱的作用下會不斷地發(fā)生電老化、熱老化和電化學老化，從而使電容器的各項性能逐漸變壞，直至失效。

與兩組電容器電抗器同個室內(nèi)放置情況相比，戶外電容電抗器組以及電容器電抗器不在同一室內(nèi)兩種情況。運行時，并聯(lián)電容器單體損壞及熔斷器熔斷的概率大大降低。戶外電容電抗器用通風的網(wǎng)門作為遮攔，能得到有效多面積的通風，電容器運行環(huán)境溫度不至于長時間過高。而電容器電抗器不在同一室內(nèi)時，電容器的運行環(huán)境溫度不受電抗器運行溫度的影響，更加不會升高。因此，降低電容器運行環(huán)境溫度，對延長并聯(lián)電容器及其熔斷器的壽命是大大有必要的。

1 現(xiàn)狀

目前針對該類型電容電抗器同個室內(nèi)問題，能立即解決散熱問題的方法有以下三種，其效果分析如下：

1.1 站內(nèi)目前使用一臺電風機散熱

將室內(nèi)熱量抽出室外，其散熱效果不佳。當運行人員打開室門巡視及操作時，能立即感受到來自室內(nèi)的悶熱及呼吸不暢，且室內(nèi)溫度表保持在40℃以上居高不下，即使人員將門打開一段時間，其室內(nèi)余熱依舊不會散去。不僅如此，異步電動風機運行時會吸收大量無功功率，對電容器的投切帶來了一定影響。

1.2 在電容電抗器室內(nèi)安裝降溫空調(diào)

空調(diào)安裝工期只需兩天即可，且空調(diào)降溫效果顯著，其將室內(nèi)溫度降至20℃都不成問題。但其缺點在于投入成本過高，且電容電抗器室內(nèi)灰塵極多，使后期空調(diào)維護工作量大。同時，單相空調(diào)壓縮機的堵轉經(jīng)常是造成電壓延遲恢復的根本原因，空調(diào)吸取了大量的無功電流后，容易加速了電網(wǎng)電壓的崩潰。當電壓恢復時，電網(wǎng)還比較脆弱，這增加的功率需求對于脆弱的電網(wǎng)是一個極大的沖擊。

1.3 保留承重墻，其余墻改造為不銹鋼網(wǎng)門

改造不銹鋼網(wǎng)門工期約為一周，改造后，電容器運行環(huán)境溫度介于戶外電容器和不在同一室內(nèi)的電容器之間。其缺點在于，網(wǎng)門帶來小動物的隱患，加大了運行人員的巡視工作量，且在改造過程中，容易損傷設備。

2 改善方法

研究一種新型的無功補償裝置的冷卻系統(tǒng)（如圖3所示），由鋁板及流有冷卻液的鋁管組成，帶有溫度控制關斷系統(tǒng)的永磁同步電動油泵帶動冷卻液循環(huán)，將室內(nèi)熱量傳遞至室外，室溫由40℃降至33℃。進而延長電容器使用壽命，降低保險熔斷率。該系統(tǒng)具有成本低、功率因數(shù)高，吸收容性無功少、便以安裝，容易維護，降溫效果明顯的特性，以下分四點對裝置詳細介紹：①熱的傳遞有熱傳遞、熱傳導、熱對流三種方式，本裝置采用熱傳遞的原理。熱傳遞發(fā)生的條件是存在溫度差，衡量物體導熱能力的參數(shù)是熱導率，選擇熱導率大的材料能將熱量更快地傳遞到室外；②本裝置采用永磁同步電動泵及非導磁材料鋁板。相比風機散熱，永磁同步電動泵帶動冷卻液循環(huán)散熱效果良好，永磁同步電動泵不會吸收大量容性無功功率。同時，其位置安裝應遠離串聯(lián)電抗器，防止產(chǎn)生渦流。冷卻系統(tǒng)不允許導磁元器件形成閉合回路，防止產(chǎn)生渦流，鋁板為非導磁材料，不受電抗影響，不產(chǎn)生渦流發(fā)熱；③在安裝工藝上面，將鋁管固定至鋁板工藝要求嚴格，尺寸應合理匹配，焊劑不能為導磁材料，不能焊穿鋁板，應使用風焊及氬弧焊。氬弧焊技術是在普通電弧焊的原理的基礎上，利用氬氣對金屬焊材的保護，使焊材不能和空氣中的氧氣接觸，從而防止了焊材的氧化；④冷卻系統(tǒng)安裝二次元件溫度傳感器，當室內(nèi)溫度降至33℃時，起到關斷電機電源的功能，防止電機長時間運行，大大延長了電機壽命。

圖3 新型無功補償裝置冷卻系統(tǒng)

3 結束語

為了提高電容電抗器及其熔斷器的使用壽命，使室內(nèi)溫度降低是極其重要的，文章研究的新型無功補償裝置冷卻系統(tǒng)成本低，吸收容性無功少、便以安裝，容易維護，降溫效果明顯，可以推廣應用于電力系統(tǒng)內(nèi)所有室內(nèi)電容電抗器中，推廣方便，具有廣泛的應用前景。

[1]沈文琪.中國電工技術學會電力電容器 中國電機工程學會電容裝置分專委會1991年學術年會于石家莊聯(lián)合召開[J].電力電容器,1992,(1):63-64.

[2]張建軍,孫紅華.高壓并聯(lián)電容器在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].電力電容器與無功補償,2013,(2):22-27.

[3]劉文澤,蔡澤祥,黃松波,等.高壓電力電容器內(nèi)部最熱點溫度的計算模型[J].電力自動化設備,2009,(7):82-84.

圖1 土方調(diào)配圖

5 結束語

總而言之，在土木建筑工程大型化的土方施工過程中，為實現(xiàn)工程造價及成本降低目的，通常需在施工開展前，制定完備的土方調(diào)配方案，以此為施工提供指導。而通過利用運籌學當中的有關線性規(guī)劃方面的知識，便可以一種較為簡單的方式，獲取目標明確的最佳方案。

參考文獻：

[1]梁建.公路土石方調(diào)配優(yōu)化數(shù)學模型的建立和程序設計[J].公路,2002,(8):71-75.

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TM53

A

2096-2789（2016）12-0239-02