（内蒙古鲁电蒙源电力工程有限公司 内蒙古呼和浩特 010000）
摘要：针对寒冷地区变电站智能控制柜对温度、湿度敏感程度以及抗干扰能力方面进行户外环境适应性试验。考核其在低温、干燥气候环境情况下的运行情况。为智能终端在高寒冷地区下放至户外安装提供了测试依据，从而减少了变电站建筑面积，减少投资，方便运行维护。本文对智能终端安装环境调查、智能控制柜结构调研及分析、各种智能控制柜的技术特点比较、智能控制柜功能测试等方面进行了综合论证。
关键词：220kV智能变电站 就地智能控制柜
一、户外智能控制柜研究的意义
智能变电站的关键措施就是采用智能控制柜就地下放。智能终端布置于一次设备附近，其运行环境要受室外温度、室外湿度、室外强电磁干扰。现阶段智能控制柜普遍采用双层不锈钢板材制作，未针对智能控制柜的型式试验报告以及智能控制柜对温度、湿度敏感程度以及抗干扰能力进行测试。因此开展户外智能控制柜环境测试具有重要的意义。为推动200kV智能变电站试点工作的顺利开展，某地区200kV变电站工程，开展了智能变电站智能终端（含柜）（以下简称智能终端）的户外环境适应性试验，以考核其在吉林低温、干燥气候环境情况下的运行情况。
二、一次设备智能终端大气环境条件
智能控制柜工作环境与一次设备基本相同，按照安装位置、使用地区的不同，规程规定了多档位极限参数，主要参数如下：①室内使用环境：低温：-5℃、-10℃、-25℃，高温：40℃；湿度：24小时相对湿度平均值≤95。②室外使用环境：低温：-5℃、-10℃、-25℃，-40℃，高温：40℃、55℃；湿度：考虑凝露和降雨的影响由此可见：一次设备允许环境条件苛刻。考虑到辅助调节措施可能失效的情况，安装在户外的智能终端需提高环境耐受能力。
三、智能控制柜调研及分析
3.1智能控制柜类型
通过对智能终端配套使用的智能控制柜调查表明，为实现防凝露及温控目的，不同厂家的智能终端端子在结构和辅助设备选用上存在差别。这种差别主要表现在除湿方式、换气方式、温控方式以及结构材料的不同。按制作材料可分为不锈钢终能终端柜、工程塑料智能控制柜；按换气方式可分为换气式智能控制柜、密闭式智能控制柜；其中换气式智能控制柜在除湿方式上可分为自然换气、主动换气、空调除湿三种方式。
3.2智能控制柜结构
主要有如下形式：1、金属材料类结构：大多采用六面双层箱体结构、拉丝面板不锈钢材质。2、SMC塑料类结构：箱体顶盖为双层的箱体结构。SMC工程塑料材质。
3.3智能控制柜的功能
智能控制柜应为户外智能终端提供较好的工作环境，必须具备下述功能：①湿度控制功能：安装湿度控制器，通过加热空气，防止箱内出现凝露。②温度控制功能：温度控制器的低温加热功能可以改善箱内低温运行条件；温度控制器的高温启动换气扇功能可以降低箱内高温运行条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆③防水功能：智能控制柜安装有防雨帽，可防止雨水进入箱内。④其它功能：防尘、防腐蚀、防昆虫及啮齿动物。
3.4各种智能控制柜的技术特点比较
①按材质比较：使用寿命：塑料智能控制柜一般使用寿命不低于30年，不锈钢智能控制柜无寿命限制；吸热能力：SMC塑料吸热系数为0.3～0.4（千卡/米2.时.℃），优于金属材料的吸热系数40～80（千卡/米2.时.℃）。环境保护：金属材料可回收利用，SMC塑料暂不能回收利用；抗电磁干扰能力，金属材料箱体对电磁干扰有屏蔽作用，而塑料制品本身无抗电磁干扰能力。塑料智能控制柜使用寿命等技术性能不如不锈钢智能控制柜。②换气式智能控制柜与密闭式智能控制柜：隔热性能：两类箱体均采用双层结构，隔热效果基本相同；除湿能力：换气式控制柜箱外湿度对箱内湿度的影响大。密闭控制柜受柜外湿度的影响较小。密闭式控制柜换气性能差，除湿器可能频繁运行，需要辅助其它除湿措施；控温能力：换气式控制柜箱内温度受箱外温度影响大；密闭式控制柜内部温度受智能控制柜外部温度的影响较小。维护工作量：换气式智能控制柜需要清洗隔离滤网，较密闭式智能控制柜维护量大。当密闭式智能控制柜使用除湿剂除湿时，维护工作量同样增多。③空调智能控制柜评价：箱体造价：与换气类智能控制柜比较，主动除湿的空调智能控制柜造价昂贵；控温除湿性能：空调式控制柜能有效控制箱内温、湿度，改善智能终端的使用环境。与换气式智能控制柜比较，空调式智能控制柜的除湿控温效果是明确的；维修费用：空调式智能控制柜技术含量较高，维修费用高；耗能：空调式智能控制柜为维持箱内环境不随箱外环境变化，将耗费电能；换气式智能控制柜则使用电量相对较少。
四、智能控制柜功能测试
4.1测试方法简介
试验设备由国内二次设备主流厂家国电南京自动化股份有限公司、南京南瑞继保电气有限公司、北京四方继保自动化有限公司，深圳南瑞有限公司，许继电气有限公司分别提供一套智能控制柜（柜内含一套智能终端）、一套测控装置（安装在户内）；由深圳南瑞、北京四方及许继电气三个厂家各提供一台后机监控/录波分析装置及一台MMS交换机(电口)，用于记录各智能控制柜柜内外温、湿度，并不定时发送一些GOOSE跳闸命令，以检测装置是否能够正确动作。
4.2智能控制柜特性试验及结果分析
①湿度控制调节特性试验，目的：低温高湿气候条件下，湿度控制动作行为及防凝露效果。方法：将温湿度控制器启动加热器的阀值降低，设置为70%RH，连续运行一个月，柜内湿度通过GOOSE网实时上传到监控后台并自动保存。结果：湿度控制器频繁动作启动加热器工作，箱内外保持较大的湿度差，各智能控制柜湿度控制效果良好，完全可以适应东北低温干燥环境。②湿度控制调节特性试验。目的：利用敦化低温条件，测试智能控制柜湿度控制动作行为及智能终端工作可靠性。方法：选取东北地区最寒冷的一个月进行试验，使设备连续运行一个月，试验过程中柜内湿度通过GOOSE网实时上传到监控后台并自动保存。结果：在试验的一个月时间内，智能控制柜湿度控制器频繁动作启动加热器工作，箱内外保持较大的温差，智能终端正常工作。智能控制柜湿度控制效果良好，完全可以适应东北低温环境。③抗干扰性特性试验。目的：测试智能控制柜内智能终端动作行为及可靠性。方法：通过在平安200kV变电站干扰性强环境下进行试验，使设备连续运行一个月，并在运行过程中不定时向智能终端发出跳合闸信号，并把操作结果通过GOOSE网实时上传到监控后台，从而验证智能控制柜抗干扰性。结果：在试验的一个月时间内，智能终端分合闸操作全部正常。各厂家智能控制柜抗干扰性强，完全可以采用智能控制柜下放方案。
总之，测试完五个厂家的智能终端在户外连续正常运行了28天，并经历了今年二月份低温考验；五个厂家的智能终端均未出现任何异常或告警信息。试验时间主要在二月份，经历较低温时期的测试，数据表明，柜外温度最低可以达到-27.4℃，相对来说是一个条件比较恶劣的环境，在此温度下，智能终端运行正常。从各厂家测试看出，通过柜体的合理设计，并采用性能较优的温湿度传感器及控制器，完全可以保证柜内智能终端工作在其容许的大气工作环境内，从而保证智能控制柜下放切实可行。
参考文献：
[1] 王炜. GIS设备智能化就地控制柜的应用[J]. 高压电器, 2006, 42(4):304-306.
论文作者:王昆
论文发表刊物:《电力设备》2016年第19期
论文发表时间:2016/12/8
标签：智能论文; 控制柜论文; 终端论文; 湿度论文; 环境论文; 低温论文; 变电站论文; 《电力设备》2016年第19期论文;