高山风电场箱变除湿方案选择与应用

高山风电场箱变除湿方案选择与应用
摘要：广西桂林地区属中亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛，湿度较大。

特别是桂林北部高山地区常年大雾，雨量充沛，昼夜温湿度差较大，电气设备容
易结露，一旦防潮措施不足或失效，不利于电气设备正常运行，易发生设备故障，影响电气设备寿命。

本文对除潮方式的进行全面比较分析，找到高山风电更有效
的除潮措施。

关键词：高山；风电场；箱式变压器；除湿
0 引言
广西桂林市资源县位于广西壮族自治区东北部越城岭山脉腹地，界于东经110°16.6′——110°55.2′、北纬25°46′—26°20.4′之间，属亚热带季风
湿润气候区，境内小气候复杂多样，具有明显的山地气候特征。

全县域春季受热
带海洋气团影响阴雨连绵，冬季受极地大气的影响出现强烈的海潮和大风，常年
雨量充沛，是广西壮族自治区霜、雪、冰期最早、最长的县份之一。

因此，在资
源县境内的电力新能源建设从设计阶段就需要考虑户外电力设备设施的防潮措施。

1 金紫山风电场简介
金紫山风电场位于资源县车田苗族乡和瓜里乡相交的金紫山上，风电场最高
海拔1736米，场址面积约25km²。

风电场于2012年全部投产发电，所选用的风
机为新疆金风科技股份有限公司研发的GW87/1500机型风机，共66台，总装机
容量为99MW，送出线路为110kV。

2 金紫山风电场箱变运行现状及研究
2.1 金紫山风电场箱变现状及分析
风电场箱变属于室外设备，对运行条件要求比较高，特别对温湿度的要求更高。

金紫山风电场常年的春季和冬季大雾和霜，根据投产以来的数据统计，这两
个季节平均湿度在88%以上；夏季和秋季进入主汛期，气候常年多雨、多雷；冬季寒冷和大风，平均最低温度在-9℃左右，冬季12月常结冰。

从金紫山风电场范围的气候特点可以分析出，在春、夏、秋三季的防潮措施主要是做好箱变电缆孔洞的封堵和保证温湿度控制器正常工作，但在冬季仅靠以上措施并不能达到防潮的效果。

由于箱变在户外，其外壳温度很低，而内部不断的散发热量，造成“外冷内热”，导致箱变柜体内部出现凝露，往往是温度越高的的设备部位凝露越严重。

凝露的出现，造成箱变内部湿度增加，影响设备的性能。

2.2 湿度对箱变运行的影响
经过长达10年的运行经验表明，箱变较长时间在湿度超过70%以上的环境中运行，可能导致固体绝缘物表面不断吸收潮气并形成水膜，易发生放电。

同时，湿度越大，则电气设备的泄露电流会大大增加，造成绝缘击穿，发生事故。

潮湿空气将使箱变的导磁硅钢片和金属外壳锈蚀，降低设备的性能和使用寿命，甚至造成电气故障。

3 金紫山风电场箱变除湿解决方案
为了彻底解决箱变防潮的问题，金紫山风电场提出了在箱变室安装硅胶加热膜（方案一）除潮和量子陶瓷（方案二）除潮两个方案。

通过应用试验，现从多方面进行比较分析这两个方案，选出最优解决方法。

3.1 实施技术难度对比分析
方案一：分别在箱变高、低压室安装3块单位功率100W、10块单位功率50W 的硅胶加热膜、一台除水除冰监控装置主机和一台微型抽湿机。

监控主机通过采集加热膜的温度传感器信号、室内外温度信号对加热膜和抽湿机进行启停控制。

加热膜、微型抽湿机、监控主机安装方式均为螺栓固定安装，其中加热膜需对箱变顶部凝露板进行打孔，设备电源取自箱变低压室干式变压器低压侧，箱变的干式变压器容量满足要求。

硅胶加热膜的安装示意图内壁附近温湿度传感器安装示意图
方案二：分别在箱变高低压室顶部和侧板位置安装一定数量的量子陶瓷方块（单个体积约长150mm*宽75mm*高15mm，重量220g），对箱变顶部、侧板实施全覆盖，利用量子陶瓷的物理吸附功能，吸收箱变高低压室的水蒸气达到降低湿度和阻止凝露效果。

安装方式主要为高强度胶固定。

量子陶瓷安装示意图
从以上方案实施技术难度上分析，方案二主要利用量子陶瓷的高吸附性能进行柜体内的湿度控制，无需进行电源和控制线路安装，从安装技术难度和控制上均优于方案一。

3.2 除潮实际效果对比分析
方案一：利用加热膜的发热源平衡柜体内外温度差，并利用微型除湿装置对内部湿度进行双重控制，柜体内部湿度控制效果较为明显，经多次巡视观察，柜体内部凝露现象基本消除。

方案二：量子陶瓷装置的物理吸附性能对柜体内的湿度控制有一定的效果，
顶部凝露现象基本消除。

从实际效果对比分析，虽然方案一实际除潮效果略优于方案二，但方案一需
要不间断电源，方能发挥作用，而方案二在箱变停电后可持续保持除湿和阻止凝
露效果。

综合考虑实际效果方案二更实用。

3.3经济性对比
方案一：采用电辅热方式进行除湿，每台箱变除湿功率为1.6kW，每台每天
耗电量约38.4kW.h，每台每年电费约1万元。

同时，监控主机设备使用寿命较短，电气部分需要维护。

方案二：利用量子陶瓷本身的物理吸附功能进行除湿，后期基本不发生电量
损耗和维护成本，量子陶瓷的吸附功能整体寿命在5年左右。

综上所述，方案二的一次性投入略高于方案。

但若以5年为生命周期，计算
除潮装置的电量损耗和维护成本，则方案二经济性大大优于方案一。

3.4 安全性对比
方案一：硅胶加热板重量较轻，采用螺钉、螺母加压片方式固定，无掉落风险。

但该方案需要对箱变高低压室进行电源线路改造，特别是高压室本身无220V
电源,需要从低压侧穿孔引接,增加设备故障风险。

方案二：量子陶瓷重量较重，采用固定胶粘贴在箱变顶部及侧板，存在脱胶
掉落砸坏设备风险，采用胶装方式不利于后期的整体更换。

根据分析，方案二安全性整体优于方案一。

3.5 结论
经过对两种方案实施难度、实际效果、经济性和安全性综合比较，两种方案
对箱变柜内除湿阻凝露效果差异不大，但方案二在安全性、后期维护便捷性方面
明显优于方案一。

所以，选用量子陶瓷吸附作为箱变柜体内除湿的措施。

4 结束语
在以往，电力行业很少有人把电力设备受潮作为发生故障的重要因素。

现在
行业内逐渐认识到很多电力故障是与电力设备潮湿有很大关系。

高山风电场的箱
变需要电气环境综合治理，电气设备受潮不容忽视，一定要及时处理，防患于未然。

参考文献：
[1]纪丰远.电气设备防潮五招[J].劳动保护,2000.
[2]吴迪.浅析电气设备防潮问题[D].科技风,2015.
[3]潘润洪.发电厂电气设备防潮研究[J].贵州电力技术,2010.
作者简介：
李娟，女，158****6116，国家电投集团广西电力有限公司运营服务分公司，1983年4月，工程师，本科，发电运行管理；广西南宁市高新区鲁班路99号1
号研发楼12层，邮编350000。