余嘉華 李可心
摘要:文章以特殊環(huán)境中電氣設(shè)計問題與合理應(yīng)對進行分析,介紹研究背景之后,從以下兩個角度進行研究,主要目的在于更好的改善特殊環(huán)境下電氣設(shè)計問題。
關(guān)鍵詞:特殊環(huán)境;電氣設(shè)計問題;解決對策
電氣設(shè)計一直是城市發(fā)展十分關(guān)注的問題,電氣設(shè)計在科學(xué)技術(shù)發(fā)展、城市化進程推進的基礎(chǔ)上獲得更多的發(fā)展空間。但是工程設(shè)計或者生產(chǎn)實踐等方面,存在一些特殊環(huán)境,比如高海拔或者高污穢等環(huán)境,電氣設(shè)計問題明顯,怎樣發(fā)現(xiàn)問題,及時解決問題是文章研究的重點。
一、研究背景
某省工業(yè)集團公司屬于西部開發(fā)中的一份子,主要研究開發(fā)氯化鉀項目,該項目的研究位于我國格爾木市察爾汗鹽湖,主要研究原料為鹵水。工廠加工期間,生產(chǎn)主要原料屬于光鹵石,光鹵石成分由氯化鉀、氯化鎂與氯化鈉等,當然最終生產(chǎn)產(chǎn)品屬于氯化鉀。其中電氣設(shè)計主要由高壓供電配電系統(tǒng),為其提供110kV的供電線路,還包含35kV供電線路,變電所是110kV/35kV,變電所中包含車間變電所與其他變電所。架空線路為110kV線路,電纜線路為35kV,變電所中的所有供電方式都屬于戶內(nèi)模式。
二、特殊環(huán)境下電氣設(shè)計性能所受影響
對于海拔比較薄的地區(qū)來講,氣候一般都是大陸性高寒或者干旱氣候等,總體來講氣象條件十分艱巨。多屬于多風、少雨等,并且氧氣稀缺,氣壓非常低,空氣中經(jīng)常包含一些鹽霧,具有比較強的紫外線輻射,同時蒸發(fā)量非常大。正因為特殊環(huán)境下空氣比較稀薄,所以電氣設(shè)計中,設(shè)備絕緣能力受到限制,呈現(xiàn)下降趨勢,電氣設(shè)備本身的散熱條件要求十分苛刻,但是周圍環(huán)境不能滿足其要求,導(dǎo)致散熱效果不夠理想。污穢級別對電氣設(shè)備也影響嚴重,根據(jù)標準的分級劃分,重型污染地區(qū)都屬于三級污穢標準,如果不能科學(xué)選擇電氣設(shè)備以及絕緣設(shè)備,將會出現(xiàn)污閃事故,并且污穢級別的變化,事故發(fā)生的頻繁性也會變化。
三、特殊環(huán)境下需要關(guān)注的問題與合理應(yīng)對
(一)一般要求
特殊環(huán)境下電氣設(shè)計,需要嚴格按照我國標準,《3-110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范》實施,其中對海拔高度明確規(guī)定,如果海拔超出1000米,必須加強電器外絕緣能力。如果海拔為4000米,需要對工頻、沖擊進行實驗,及時修正電壓系數(shù),具體修正計算公式如下:
在公式中,修正系數(shù)為X,具體安裝地點海拔高度為H,單位為m。如果海拔超出1000米,必須選擇高原型電器產(chǎn)品,同時關(guān)注絕緣性能的提高,保證電氣設(shè)備設(shè)計安全,及時完善其中存在的問題。
(二)設(shè)備選型以及參數(shù)
對于在特殊環(huán)境下,選擇設(shè)備的型號,設(shè)定設(shè)備參數(shù)至關(guān)重要,尤其是設(shè)備參數(shù)的動態(tài)修訂。
1.電器110kV,110kV的電器其外絕緣基本都具有一定的限度,能夠適應(yīng)海拔在2000米以下的環(huán)境,其適應(yīng)力十分強。如果海拔超出2000米,但是在3000米以下的環(huán)境中,就需要選擇一些適當?shù)呐潆娧b置,可以選擇磁吹避雷器或者適當電器,增強電器的絕緣能力,保證電器安全。
2.絕緣子片數(shù)的確定。對于環(huán)境海拔高度為1000-3500的相關(guān)地區(qū),絕緣子片數(shù)十分關(guān)鍵,必須增加數(shù)量,提高外絕緣能力,當然對于絕緣子片數(shù)的確定,需要通過計算得出,具體計算如下:NH=N[1+0.1(H-1)],公式中,NH主要表示修正絕緣子片數(shù)修正之后的數(shù)量,其中N表示海拔控制在1000米環(huán)境下絕緣子片數(shù)。當然海拔高度為H,單位為km。
3.避雷器的應(yīng)用。避雷器的應(yīng)用,主要類型為瓷吹閥型避雷器,這種避雷器絕緣效果非常理想,并且屬于高原型避雷器。當海拔在2000-3000米的環(huán)境下,工頻放電電壓頻繁,其抗壓能力也會下降。
4.變壓器溫度限值方面也至關(guān)重要。尤其是一些特殊環(huán)境下,變壓器安裝場所受到限制,需要根據(jù)變壓器生產(chǎn)廠家規(guī)定,及時將升溫限值進行調(diào)整,修正之后再次觀察,如果還不能滿足特殊環(huán)境需求,需要再次調(diào)整,直至滿足要求為止。常見的油浸空氣冷卻式變壓器,其適合安裝環(huán)境海拔高度為1000米,當然實驗研究期間,研究場地的海拔高度在1000米以內(nèi),自冷式變壓器繞平均溫度每海拔增加400米,溫度升值1K,但是風冷式變壓器升值是海拔增加250米為基準。不同變壓器對海拔的要求不同,需要根據(jù)實際環(huán)境需求為標準,選擇適當?shù)淖儔浩鳌?/p>
變壓器是電氣設(shè)計中非常關(guān)鍵的設(shè)備,變壓器其容量也十分關(guān)鍵。如果根據(jù)標準的變壓器容量,將其投入到高海拔地區(qū),容量值會不斷降低,相比較正常環(huán)境,容量值額定運行溫度變化需要進行專業(yè)計算。對于35kV戶內(nèi)交流開關(guān)設(shè)備來講,比如我國的四川電器股份責任公司,推出的KYN10-40.5產(chǎn)品。當然開關(guān)柜的設(shè)計,首先需要滿足其封閉式開關(guān)要求,尤其是內(nèi)部設(shè)計中,保證結(jié)構(gòu)尺寸的動態(tài)性,能夠根據(jù)實際應(yīng)用對結(jié)構(gòu)尺寸進行適當調(diào)整。結(jié)合特殊環(huán)境要求為基礎(chǔ),滿足其需求之后,開關(guān)柜還能夠正常運行。
(三)開關(guān)設(shè)備
開關(guān)設(shè)備是針對110kV戶內(nèi)標準進行設(shè)計。我國對于這方面的設(shè)計,很多生產(chǎn)廠家都開始設(shè)計目標延伸到特殊環(huán)境中,集合氣候、海拔等特殊因素,保證設(shè)備高海拔下性能穩(wěn)定。
(四)戶外交流高壓跌落式熔斷器
戶外交流高壓跌落式熔斷器是特殊環(huán)境下,電氣設(shè)備關(guān)鍵設(shè)備。其應(yīng)用之前需要進行專業(yè)的實驗研究,將特殊環(huán)境海拔3000米作為在研究條件,處于這個海拔高度下熔斷器的應(yīng)用,必須進行絕緣實驗,本身絕緣屬性會下降,需要根據(jù)絕緣要求提升絕緣能力。比如1000米海拔的環(huán)境下,戶外交流高壓跌落式熔斷器其絕緣能力絕對強于海拔3000米的環(huán)境絕緣能力。并且實驗中還需要注意,保證額定受電壓值與海拔系數(shù)之間相乘,海拔系數(shù)為1.28,最高能夠允許的溫度下,保證溫度升值穩(wěn)定,將海拔系數(shù)進行修正,海拔系數(shù)為0.92,最終實驗需要以實際相貼合。
綜上所述,特殊環(huán)境對電氣設(shè)計要求更加嚴格,不斷提高特殊環(huán)境下電氣設(shè)計質(zhì)量,改善其中存在的問題,保證特殊環(huán)境下的電氣安全。
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