（国网大连供电公司运维检修部变电运维室 辽宁大连 116400）
摘要：通过对现行智能化变电站智能汇控柜的温度控制方式分析、比较，总结出各种温度控制措施的优缺点，并提出了针对性的改进措施。
关键词：智能汇控柜；温度控制；分析改进；
0引言
智能化变电站的智能汇控柜内合并单元、智能终端等元件对运行环境有着严格的温度规定，汇控柜内的温度能否达到标准，对安全运行起着至关重要的作用。本文对智能汇控柜内温度控制相关技术进行分析并提出优化措施。
1．智能汇控柜内温度控制的重要性及标准
1.1智能汇控柜内温度控制的重要意义。
随着国网智能变电站建设的快速推进，越来越多的智能设备如合并单元、智能终端等就地布置于智能汇控柜中。这些重要的元件面临着高温、高湿的恶劣运行环境，迫切需要满足智能二次设备运行需要的温湿度控制系统来保障其运行环境。
高温对电子元器件寿命的影响非常显著，以电解电容为例，基本依据 “10℃法则”，即环境温度每上升10℃寿命减半，反之亦然。湿度对设备寿命的影响，一方面与温度紧密关联，另一方面与金属的临界腐蚀湿度相关。随着温度的升高，湿度的影响急剧增加。
1.2 智能汇控柜内温度控制的标准。
国家电网公司企业标准Q／GDW753.1-2012《智能设备交接验收规范 第1部分：一次设备状态监测》第4.1.6条明确规定：柜体应对柜内温度、湿度具有调节和控制能力。柜内最低温度应不低于+5℃，柜内最高温度不超+55℃，柜内湿度应保持在90％以下。
2 智能汇控柜温度控制方式分析
2.1智能汇控柜温度控制现状。
现户外智能汇控柜温度控制方式包括：风扇通风冷却方式、热交换器冷却方式和空调冷却方式。据统计，热交换器冷却方式是国内智能汇控柜主要冷却方式，在各电压等级变电站的占比均超过75%。其次是空调冷却方式，两者之和在占比达到95%。
全国不同气候地域均反映在运智能汇控柜温湿度控制系统存在诸多问题，包括制冷效果不满足运行要求、局部过热点温度超过规定、温度控制系统设备质量不佳等问题，这些问题的发生对电网的安全稳定运行造成极大威胁。
2.2 智能汇控柜不同温度控制对比。
2.2.1风扇通风冷却方式
采用风扇冷却方式的智能汇控柜，通过风扇进行主动换气，实现柜内外空气的对流，将柜内热空气排到柜外，同时将柜外的冷空气抽入柜内，实现柜内热量的转移。风扇通风加快了这个被动式热传输的过程，但不能使得柜内温度低于柜外温度。
优点：（1）风机结构简单，体积小，安装、维护方便；（2）能耗低；（3）成本低。
缺点：（1）柜内温度严重依赖外部环境，柜内温度一定高于柜外环境温度；（2）防护等级低，灰尘、湿气及腐蚀性气体进入，容易积聚粉尘等污垢，并污染、腐蚀柜内的元器件。
2.2.2 热交换器冷却方式
采用热交换器冷却方式的智能汇控柜，内部装有加热器、风扇和散热片等部件，降温依靠风扇和散热片。整个空气的循环过程分为内循环和外循环，柜内空气在热交换器中的循环过程称为内循环，柜外空气在热交换器中的循环过程称为外循环。内循环和外循环的空气100%隔离。不同温度的内循环空气和外循环空气在各自风扇的驱动下利用由金属材料制成的散热片进行热量交换，将热量从温度较高的柜内传递给温度较低的柜外。但不能使得柜内空气温度低于柜外空气温度。
优点：防护等级高，排除了湿度、灰尘对柜内可能产生的污染。
缺点：本质是被动式热传输，其冷却效果也受外部环境的影响。环境温度过高时，将导致柜内温度过高。
2.2.3 空调冷却方式
采用空调冷却方式是利用压缩机将气态的氟利昂压缩为高温高压的液态氟利昂，液态的氟利昂经毛细管，进入蒸发器，变成气态低温的氟利昂，从而吸收大量的热量。柜内机的风扇将空气从蒸发器中吹过，由于蒸发器的温度低于柜内空气温度，从而热量从柜内空气传递到蒸发器中的氟利昂，最后柜内机吹出来的就是冷风。
优点：（1）制冷效果好，采用主动式热传输技术，可以实现柜内空气温度低于柜外温度；（2）防护等级高，能阻止灰尘、湿气及腐蚀性气体进入。
缺点：能耗高。
3 对智能汇控柜空调冷却方式的改进优化及效果
3.1智能汇控柜空调通风改进优化。
根据前述的空调制冷原理可知，空调对温度控制能力最强的区域就是空调的内循环的出风口处。目前智能变电站中应用的空调系统，采用柜内上抽风、下送风的的通风形式。出风口设置在下部空旷区域，智能汇控柜内主要的发热源为合并单元、智能终端等二次设备，一般布置于柜体的中上部，长期运行过程中在该区域形成了局部过热。柜体下部一般仅布置光纤配线箱，基本没有发热量。
常规的布置形式下，空调温度控制强区和发热源区没有对应，导致柜内存在局部过热现象。并且，这个局部过热点的温度是二次设备运行过程中感受到的温度，是柜内温度控制的目标区域。为改善柜内局部过热现象，解决空调温度控制强区和发热源区不对应的问题，提出基于进出风口优化设计的精确制冷技术，通过布置风道，优化进出风口设计，将空调温度控制强区和发热源区直接对应，解决智能汇控柜内局部过热现象。
3.2 改变通风系统后的效果。
在同环境下对上述两种布置方式的柜内温度进行了监测对比，环境温度为33℃，有太阳直射，柜内电子元件发热功率合计为230W左右，监测方式为在两种汇控柜内上部布置的合并单元和中部布置的智能终端上分别放置一支温度计。对比结果如下表：
由对比可见，同一环境下，采用了进出风口优化布置后，有效的降低了柜内的温度。
4 结束语
智能化变电站的智能汇控柜的温度控制对电网的安全稳定运行起着至关重要的作用，通过对空调出风口的简单改进，可有效降低汇控柜内的温度。
论文作者:孙德洲,张学岩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
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