1.1 灰尘积累严重性
很多早期的新能源发电场,如风力发电场、光伏发电场,都配置了风冷的SVG装置,该装置能够快速连续地提供容性和感性无功功率,实现适当的电压和无功功率控制,保障电力系统稳定、高效、优质地运行来。
SVG装在室内或集装箱内(以下简称SVG室)运行中持续发热,因此空气会持续在SVG柜内外循环,运行一段时间,会大量灰尘积累到SVG内部装置上,见图1.1_1,清理后,运行一段时间会再次大量积累。
图1.1_1 SVG内部灰尘严重积
1.2 SVG内潮气
雨雪天气,潮气随冷却风由SVG室或集装箱进入,与电路板或功率模块上积累的灰尘混合在一起,形成潮泥,会造成:2)降低绝缘性能
1)灰尘积累,导致散热效率降低,热量持续积累,从而故障甚至烧毁;2)潮泥破坏电气性能,形成SVG功率单元故障,如放电、跳闸、甚至放炮;2)控制单元故障:灰尘积累,电路板散热不良,同时灰尘会产生静电,造成控制单元故障;3)维护困难:清理内部灰尘,需要将内部装置拆卸下来清尘,工作量大、效率低,影响生产和设备安全,见图1.3_1。

图1.3_1 SVG内部灰尘严重积
Q:冷却所需风量
在此方案中,每1Mvar的发热功率按照最大10KW计算,允许内部温升取10oC(按照SVG集装箱外的环境温度≦35oC,SVG内部电子和电力元件装置允许的温度≦45 oC,因此允许内部温升取10oC),每1Mvar所需风量Q为≧50m3/Min,折合每小时风量 ≧3000m3/h30000m3/h,考虑裕量,有效风量按照35000 m3/h计60000m3/h,考虑裕量,有效风量按照70000 m3/h计
显示控制箱1台、现场控制箱1台,智能风扇控制器3~4只,若干台过滤风扇。1)分三或四路控制,每一路配置1只智能风扇控制器,分别对应的一路过滤风扇组。2)自动启停过滤风扇:每一路根据所在位置的温度,自动启停过滤风扇,用来进风(出风利用SVG原风机)),用以通风散热。说明:过滤风扇在停止时,由于在SVG原配置抽风机的风压下,也会有大量风量从过滤风扇的进入,通常能保障有效散热,此时处于微功耗待机状态。3)自动清灰:每一路会在对应智能风扇控制器的控制下,自动控制相应的过滤风扇清除积累在滤材外表面的灰尘,;三或四路自清灰功能,依次轮流自动清灰,在自清灰的同时,也保障通风散热良好。4)滤材更换:每一路根据所在位置的温度和灰尘浓度,自动提示是否需要更换所在回路的滤材。5)远程监控:具有中控制显示运行状态功能,同时中控室可远程设置参数和手动启停过滤风扇和手动自清灰(手动自清灰,可用于手动清积累在滤材外面的雪)。
图2.5.3.1_1 显示控制箱
1)配置主要部件,如:触摸屏、控制处理电路板和无线通信模块;2)显示SVG集装箱内各路的温度、湿度和灰尘浓度等数据值;3)显示各路过滤风扇及智能风扇控制器的运行状态及管理信息;4)统一设置和调整各路过滤风扇及智能风扇控制器运行参数;
图2.5.3.2_1 智能风扇控制器
1)SVG集装箱(室)内的温度、湿度检测和灰尘浓度检测2)过滤风扇通风的启、停控制;过滤风扇滤材的自清灰控制;5)外形尺寸WxDxH(mm):108x66x95mm,安装在SVG室内。现场控制箱,参见图2.5.3.3_1 现场控制箱,其配置和功能:
图2.5.3.3_1 现场控制箱
1)配置断路器、接触器、无线通信模块和其它元件,用以线路通断控制和线路保护;2)根据智能风扇的控制命令,直接控制各路过滤风扇的启停、自清灰;采用型号NFS6626.330-F.230的过滤风扇,参见图2.5.3.4_1,其参数:
图2.5.3.4_1 IP65过滤风扇及风窗
1)防护等级IP65,通过国家CNAS试验室防护等级型式试验,如果试验报告,可联系耐斯普特;;2)通风效率高,且滤尘级别≧F5(1um灰尘颗粒)国家认可试验室IP65防尘防水实测
图3.1_1 开门式支架
IP65过滤风扇安装于根据于SVG室设计的支架上,并合理布线。3.2 智能风扇控制器安装
智能风扇控制器安装在SVG集装箱内,采用35mm导轨安装,安装箱合适位置,参见3.2_1。
图3.2_1 智能风扇控制箱安装
现场控制箱放置于SVG低压室内,用于执行智能风扇控制器的控制执行部件和与远程通信的部件,主电源取自SVG低压室(如负荷满足)或取自场站低压配电室输出回路(在SVG室低压负荷不够的情况下),安装参加图2.5.3.3_1。
显示控制屏及通信器件,安装在显示控制箱中,该控制箱通常壁挂在场站监控室等位置,参见图2.5.3.1_1。
风电场,以某风电场为例介绍。
现场SVG容量12.5Mvar,集装箱安置,遇到的问题:2)雨雪天气,故障频发,闪络、跳闸和模块放炮,严重影响SVG的正常运行。3)高防等级加热器,45只(选配,如无潮湿问题,则不配置);4)智能风扇控制器 3只,多点监测环境、多路控制和自动清灰;6)中控显示控制箱。
改造后的安装,见图4.3.1、图4.3.2和图2.5.3.1_1。
图4.3.2 SVG进风窗内侧
改造后,运行以来,无明显灰尘进入,SVG没有因为潮气及雨雪天气等恶劣天气发生故障。同时滤材上无明显灰尘积累和堵塞,也无需人工维护清理滤材上和SVG内的灰尘。