一、立项背景

随着风电技术不断发展，风电场升压站多建于沿海滩涂或山坡地势，其环境特点为昼夜温差大，空气相对湿度高，容易在开关柜、母线桥架内部封闭部分产生潮湿空气，由于长时间的潮气聚集，会导致开关柜内部或顶部盖板产生凝结的水份或者开关柜内部套管放电。对开关柜、母线桥架及整个变电站的安全运行环境存在影响。另外，由于电气设备长时间在高湿度环境下运行，会造成各种金属材料严重锈蚀，最直接的危害是造成开关拒动以及影响刀闸的正常操作。特别是对于室内单列布置的开关柜，往往由于墙体百叶窗对称设计，使开关柜腹背湿空气形成对流，凝露导致的绝缘事故大大增加。

开关柜的柜体材质都是镀锌钢板，这就会成为天然的凝露板，潮湿空气遇到钢板会迅速凝结成水，同时也会在开关柜内电器元件上凝水，变电室的金属封闭开关柜由于潮湿或空气湿度影响，时常发生内部放电、异响等故障，导致设备停运，严重的还可导致开关柜爆炸，造成严重的经济损失和人员伤亡事故。

实时采集变配电室温湿度，及时掌握电气柜内外环境温湿度变化，安装除湿装置，设置控制策略，快速调整变配电室温湿度在设定范围内，对变配电设备的安全稳定运行起到关键作用。

创新研发的一种开关柜体及开关室运行环境综合控制系统，通过对开关柜体及开关室内温湿度监控，及时对柜内进行除湿，降低柜内湿度，可减少和消除开关柜内设备隐患、防止局部放电、设备老化、材料霉变以及钢结构部件锈蚀等一些问题，能有效改善开关柜体及开关室运行环境和提高变配电设备使用寿命，提高风电场运行安全可靠性。

由于开关设备故障和停机将业主方导致收入受损，这是令人无法接受的。为了避免昂贵的维修费用和收入损失的威胁，风电场应该部署可靠环境综合治理措施及设备，以延长平均故障间隔时间（MTBF）。

所以在开关柜和母线桥架顶部安装该控制系统，是解决高压开关设备内部产生凝露，并保证其安全运行的有效措施。

二、内涵和主要做法

（一）创新成果内涵

1.本系统结构简洁、体积小、重量轻、安装方便快捷；

2.本系统根据变配电室实际运行环境情况，研制和开发一套开关柜温湿度监测系统，将被动温湿度采集改为主动空气循环采集，实时数据采集、分析，及时掌握电气柜内外温湿度变化，对开关柜设备的运行环境进行有效的智能化监测。

3.本系统用于小型智能控制除湿裝置的精确控制，核心采用微处理器技术，架设外围控制线路，实现温湿度采集、处理、显示。通过传感器每隔一定时间对空气进行温湿度采集，比较采集温湿度与设计温湿度是否一致，然后驱动环境控制系统对空气循环进行除湿工作。

4.自动运行与手动除湿功能切换、温度启动值和除湿启动值可调；

5.除湿风道主动引凝、排出气体加热降湿，有效达到了对电气柜密闭空间防潮除湿的综合治理；

6.湿度、温度传感器24小时实时采样，超出设定启动值自动引凝；

7.湿度、温度设置具有记忆功能，不会因为停开机而消失；

8.故障显示功能，可快速查找故障点保证正常运行；

9.采用专用防潮元件，外壳采用304不锈钢结构，保证在潮湿环境下正常工作；

10. 本系统设置有高压开关室内、外环境空气相对湿度识别、对比闭锁功能，有效防止室外潮湿空气进入高压开关室，从而保证了系统的工作效率，降低了不必要能源消耗。

11.本系统运行效果显著，有效的防止柜内设备老化、绝缘强度降低、材料霉变及钢结构件锈蚀等安全隐患，为电气设备使用寿命的延长、安全有效使用提供了有效保障，从根本上杜绝或减少了因凝露导致的事故的发生，保障了电网、设备安全、稳定运行。

（二）主要做法

1.创新的整体思路

一种高压开关装置及高压开关室的运行环境综合控制系统，包括电连接的温湿度采集及显示装置、自动除湿及加热控制单元、除湿机、加热器、电动百叶窗和轴流风机等，所述自动除湿及加热控制单元和所述轴流风机及电动百叶窗之间还设有闭锁装置；

所述温湿度采集及显示装置用于采集高压开关柜内部、高压开关室室内及室外的环境温度及空气相对湿度值；

所述自动除湿及加热控制单元用于接收所述温湿度采集及显示装置采集的参数进行判断，并控制所述除湿机、加热器、电动百叶窗和轴流风机等的启停；

所述除湿机、加热器、轴流风机用于对高压开关室及高压开关柜内部的环境温湿度进行调控；

所述电动百叶窗用于对高压开关室内外空气进行阻断及导通。

进一步地，所述控制单元控制所述除湿机、加热器、电动百叶窗和轴流风机等的启停具有自动和手动启动方式。

2.目标或原则

变配电室电力设备的运行环境需要考虑各方面因素综合监测和控制，通过小型智能控制防凝露除湿装置，使柜内潮湿空气凝露成水排出柜外，改善开关柜里的环境状况，设计变配电室运行环境控制和在线监测系统，实时采集分析电气柜内外环境温湿度变化，及时准确获得绝缘隐患，开发适用于变电站温湿度控制的控制策略，快速调整变配电室温湿度在设定范围内，系统改善变配电室电力设备的运行温湿度环境。保证电气设备在个安全的环境运行。

三、实施效果

该控制系统通过减低空气中含水量，使相对湿度和绝对湿度同时下降，几乎不提高温度，不产生温差带来的负面影响，同时采用了高压开关装置内部治理与开关室运行环境综合治理的方式，有效解决了传统的开关装置除湿方案的弊端与不足。

该控制系统把被动防止凝露方式，改为主动引导凝露，有效的防止柜内设备老化、绝缘强度降低、材料霉变及钢结构件锈蚀等安全隐患，为电气设备使用寿命的延长、安全有效使用提供了有效保障，从根本上杜绝或减少了因凝露导致的事故的发生，保障了电网、设备安全、稳定运行。

该控制系统可以广泛应用于电力行业或者煤炭等其他行业中配置开关柜的场所，因周围潮湿环境影响开关的正常运行，均可利用停电的机会安装该控制系统。