室内电容器降温现状与改善方法

2016-02-11陈浩瀚包卫军苏亨富

工程技术研究 2016年12期

关键词：铝板电抗器冷却液

陈浩瀚，包卫军，佘冰，苏亨富

（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东惠州 516001）

室内电容器降温现状与改善方法

陈浩瀚，包卫军，佘冰，苏亨富

（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东惠州 516001）

由于变电站内两组电容器电抗器同个室内放置，电抗器在运行时会不断散发大量的热量，导致同一个室内的电容器运行环境温度过高。目前封闭的室内散热方法为电风机将室内热量抽出室外，安装空调使室内温度降低，将石墙改造为不锈钢网门、通过网格自然通风散热，这三种方法能起到一定的散热效果，但效果散热不是最佳。文章研制由铝板及流有冷却液的铝管组成的新型散热装置，由带有温度控制关断系统的永磁同步电动油泵带动冷却液循环，将室内热量传递至室外，将室温由40℃降至33℃，具有吸收容性无功少、降温效果明显等特点。

室内；电容器；降温；设备寿命

由于老旧变电站在投产前图纸设计不合理，造成两组电容器电抗器同个室内放置。运行时，电抗器温度达80.4℃至110.8℃（如图1、图2所示），若一组电容电抗器运行，室内温度可达37℃；若两组同时运行，室内温度达到40℃，导致变电站频繁报有10kV并联电容器单体损坏及熔断器熔断的缺陷。

图1 电抗器测温80.4℃

图2 电抗器测温110.8℃

高压并联电容器进行无功补偿是改善功率因数最常用的方式，而电容器的介质在电和热的作用下会不断地发生电老化、热老化和电化学老化，从而使电容器的各项性能逐渐变坏，直至失效。

与两组电容器电抗器同个室内放置情况相比，户外电容电抗器组以及电容器电抗器不在同一室内两种情况。运行时，并联电容器单体损坏及熔断器熔断的概率大大降低。户外电容电抗器用通风的网门作为遮拦，能得到有效多面积的通风，电容器运行环境温度不至于长时间过高。而电容器电抗器不在同一室内时，电容器的运行环境温度不受电抗器运行温度的影响，更加不会升高。因此，降低电容器运行环境温度，对延长并联电容器及其熔断器的寿命是大大有必要的。

1 现状

目前针对该类型电容电抗器同个室内问题，能立即解决散热问题的方法有以下三种，其效果分析如下：

1.1 站内目前使用一台电风机散热

将室内热量抽出室外，其散热效果不佳。当运行人员打开室门巡视及操作时，能立即感受到来自室内的闷热及呼吸不畅，且室内温度表保持在40℃以上居高不下，即使人员将门打开一段时间，其室内余热依旧不会散去。不仅如此，异步电动风机运行时会吸收大量无功功率，对电容器的投切带来了一定影响。

1.2 在电容电抗器室内安装降温空调

空调安装工期只需两天即可，且空调降温效果显著，其将室内温度降至20℃都不成问题。但其缺点在于投入成本过高，且电容电抗器室内灰尘极多，使后期空调维护工作量大。同时，单相空调压缩机的堵转经常是造成电压延迟恢复的根本原因，空调吸取了大量的无功电流后，容易加速了电网电压的崩溃。当电压恢复时，电网还比较脆弱，这增加的功率需求对于脆弱的电网是一个极大的冲击。

1.3 保留承重墙，其余墙改造为不锈钢网门

改造不锈钢网门工期约为一周，改造后，电容器运行环境温度介于户外电容器和不在同一室内的电容器之间。其缺点在于，网门带来小动物的隐患，加大了运行人员的巡视工作量，且在改造过程中，容易损伤设备。

2 改善方法

研究一种新型的无功补偿装置的冷却系统（如图3所示），由铝板及流有冷却液的铝管组成，带有温度控制关断系统的永磁同步电动油泵带动冷却液循环，将室内热量传递至室外，室温由40℃降至33℃。进而延长电容器使用寿命，降低保险熔断率。该系统具有成本低、功率因数高，吸收容性无功少、便以安装，容易维护，降温效果明显的特性，以下分四点对装置详细介绍：①热的传递有热传递、热传导、热对流三种方式，本装置采用热传递的原理。热传递发生的条件是存在温度差，衡量物体导热能力的参数是热导率，选择热导率大的材料能将热量更快地传递到室外；②本装置采用永磁同步电动泵及非导磁材料铝板。相比风机散热，永磁同步电动泵带动冷却液循环散热效果良好，永磁同步电动泵不会吸收大量容性无功功率。同时，其位置安装应远离串联电抗器，防止产生涡流。冷却系统不允许导磁元器件形成闭合回路，防止产生涡流，铝板为非导磁材料，不受电抗影响，不产生涡流发热；③在安装工艺上面，将铝管固定至铝板工艺要求严格，尺寸应合理匹配，焊剂不能为导磁材料，不能焊穿铝板，应使用风焊及氩弧焊。氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化；④冷却系统安装二次元件温度传感器，当室内温度降至33℃时，起到关断电机电源的功能，防止电机长时间运行，大大延长了电机寿命。