一种风电变流器防凝露系统的设计与试验

浅谈风能变流器防凝露设计摘要：本文通过分析凝露对风电变流器等电气产品的影响，介绍了风能变流器防凝露的方法和基本原则，应用于风能变流器设计中。

关键词：风力发电；变流器；凝露；露点温度1.引言在过去十几年间，中国风电产业得到长足发展。

近几年，最早在西北平原地区大量布局的风力发电项目正逐步向东南、西南沿海地区转移。

风力发电机组面临更加复杂多变的应用环境。

一些特殊的环境条件，比如高温高湿、凝露、盐雾等，给风电产品的设计提出了新的挑战。

本文针对凝露对风电变流器应用的影响，特别是对IGBT等关键器件的影响，探讨风电变流器在设计上的应用方法。

1.凝露的形成以及与温度、湿度的关系空气可以看作是由干空气、水气、少量的尘埃组成。

温度越高，空气中可以容纳的水汽越多。

从温度、湿度和露点温度三者的关系，可以得到下面结论：1.1.1.在一定的温度条件下，空气中的相对湿度越高，露点温度越接近环境空气温度，凝露越容易发生。

2.露点温度接近环境空气温度，凝露容易发生。

3.在相对湿度在100%以下时，不管空气中的温度如何，形成结露的露点温度始终是低于环境温度。

1.凝露的危害1.1.高湿和凝露对IGBT的危害由于IGBT模块的塑料外壳并不是气密的，空气中的水蒸气可以通过电源端子等的开口渗透到模块中。

实验证明，虽然IGBT模块中的硅胶大多对液态的水吸收很少(<0.5%)，但不能阻挡水蒸气的渗入和扩散。

而且，在散热器冷却后，水分子还容易聚集在基板、端子和半导体表面。

此外，水分子由于其电极特性而可能被吸引到带电半导体表面，并在电场中对齐（如图1所示）。

[1]图1 水分子在IGBT硅胶中渗入、扩散示意图进入IGBT模块内部的水分子对IGBT的危害主要体现在2个方面：降低阻断电压或腐蚀芯片。

有研究表明[2]，在高湿环境下IGBT芯片的劣化存在两种不同的方式，一种是漏电流没有明显变化、早期雪崩击穿（红线），另一种是漏电流不断增大（蓝线）。

变电站户外箱体防凝露装置及智能控制系统研究
谢志远
【期刊名称】《电力安全技术》
【年(卷),期】2024(26)1
【摘要】通过对目前变电站户外电力箱体防凝露的方法进行对比分析,提出一种适用于工程现场的可装拆式电力箱体防凝露装置以及相应智能控制系统的设计方案,
以实现防凝露效果与经济成本的最优化。

变电站现场应用表明,设计的可装拆式电
力箱体防凝露装置及智能控制系统防凝露效果好,工作稳定,达到预期的设计要求。

【总页数】4页(P36-39)
【作者】谢志远
【作者单位】国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM407
【相关文献】
1.变电站内端子箱凝露机理分析及防凝露措施探讨
2.变电站“五箱”驱潮、防凝露装置的研制及应用
3.变电站户外GIS机构箱等柜体防凝露改进措施的研究
4.基于
改进形态学的户外设备凝露发展过程研究及防凝露措施优化5.户外变电站端子箱、机构箱防凝露措施的研究
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910367332.6(22)申请日 2019.05.05(71)申请人 广州通钰泉电子科技有限公司地址 511340 广东省广州市增城区新塘镇锦鑫三街1号2021房(72)发明人 吴春胜　郭少江　(74)专利代理机构 北京天驰君泰律师事务所11592代理人 孟锐(51)Int.Cl.H02B 1/30(2006.01)H02B 1/56(2006.01)H02B 1/28(2006.01)(54)发明名称一种防冷凝电器系统及方法(57)摘要本发明涉及电器技术领域，尤其是一种防冷凝电器系统及方法。

其中防冷凝电器系统，包括：电器柜；以及干燥装置，其设置于所述电器柜之外，经配置以向所述电器柜内部供风。

本发明的防冷凝系统和方法兼具成本和能耗优势，无需采用任何化学干燥剂，仅需极少的人工维护，而且能耗极低。

权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 110212415 A 2019.09.06C N 110212415A权　利　要　求　书1/1页CN 110212415 A1.一种防冷凝电器系统，其特征在于，包括：电器柜；以及干燥装置，其设置于所述电器柜之外，经配置以向所述电器柜内部供风。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述干燥装置包括：外壳，其为密封箱体，所述外壳的一侧设置进风孔和出风孔；以及风机，其设置于所述外壳内，通过所述出风孔将所述外壳内的空气送入所述电器柜中。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中所述干燥装置进一步包括：加热器，其经配置以加热所述干燥装置内部空气。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中所述干燥装置安装在所述电器柜的侧壁或顶板上。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，其中所述电器柜包括：湿度传感器，位于所述电器柜中。

6.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，其中所述干燥装置包括：第一继电器，其控制所述风机的启停；所述第一继电器由所述湿度传感器控制。

风电机组电控柜防凝露控制方案作者：卫子榕谭凤军来源：《风能》2015年第05期国内常规电力系统采用防凝露控制已有十几年的历史，尤其在电力系统的高压设备运行中起到了积极作用，各类除湿器、温控器等产品种类也非常丰富，但是当前流行的自动防凝露控制器，在南方近海区域风电机组电控柜上使用效果并不理想。

在目前北方各大风电场运行过程中，风电机组控制柜、变频器及变桨控制器控制柜等电控柜对防潮、抗凝露要求并不明显，随着内陆风电市场的迅速饱和，风电机组逐步向沿海、近海型发展，电控柜潮湿、凝露问题逐步凸显。

根据本公司在近海区域风电机组的运行经验，凝露导致很多电子部件，尤其是配套电气设备中的电路板及开关组件损坏，产生较高的更换及维护费用，并造成一定的停机损失，影响了整个机组的可利用率。

根据近海区域的使用环境和风电机组的运行特点，本文提出了新的风电机组电控柜防凝露控制方案，旨在解决电控柜凝露损坏问题。

高湿环境对电气设备的影响环境湿度对电气设备的安全运行有很大影响，电气工程中相对湿度大于80%时，称为高湿，相对湿度小于40%，称为低湿或干燥。

湿度对电气设备的影响主要是绝缘强度、霉菌生长、金属腐蚀。

一、影响设备的绝缘强度凝露会使电气设备的绝缘电阻降低，设备的泄漏电流大大增加，造成绝缘击穿，开关设备内部发生凝露引起爬电、闪络事故，产生电气故障。

二、利于霉菌生长温度为25℃-30℃，相对湿度为75%-95%时，适合霉菌繁殖。

当菌丝积累较多时，产品绝缘性能大大降低。

而且霉菌在代谢的过程中，往往会分泌出酸性物质，使导电金属和电接触材料产生一层晦暗膜，导致接触电阻增大。

特别对电子仪器的印刷电路板，如果长期处在这样环境中会腐蚀电路，将降低仪器精度，或造成设备故障，甚至烧毁仪器。

三、腐蚀金属电气设备中的导电金属、导磁硅钢片受到腐蚀后，将严重降低设备的性能和使用寿命。

当相对湿度达到一定数值后，金属的腐蚀会突然加快。

在工程上，把这一湿度称为临界湿度。

专利名称：变电控制柜防凝露设备在线检测系统专利类型：实用新型专利
发明人：蒋亦璇,刘松成,刘悦颜,傅姿雅
申请号：CN201922358231.0
申请日：20191224
公开号：CN210893248U
公开日：
20200630
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种变电控制柜防凝露设备在线检测系统，用于检测若干个控制柜内的温度和/或湿度情况，控制柜内均设有加热装置和/或除湿装置，所述变电控制柜防凝露设备在线检测系统包括若干个检测器，检测器两两对应的设置于控制柜内用于实时检测相应控制柜内的温度和/或湿度，同时，检测器均信号连接至主机，主机连接有显示终端。

本实用新型的优点是：使用方便、直观。

申请人：浙江飞鸿实业有限公司
地址：321300 浙江省金华市永康市石柱镇新华村瑶山自然村瑶石路3号
国籍：CN
代理机构：北京众合诚成知识产权代理有限公司
代理人：周燕
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专利名称：一种凝露试验装置
专利类型：实用新型专利
发明人：陈军,陈晔,胥进道,陈毓彬,王文伟申请号：CN202121759074.5
申请日：20210729
公开号：CN215640986U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型实施例适用于电子电气设备领域，提供了一种凝露试验装置，包括具有收容空间的密封箱以及温控系统，所述收容空间内设置有用于放置待试验物的载物台，所述温控系统包括加热元件、制冷元件以及控制元件，所述控制元件分别与所述加热元件和所述制冷元件电连接，所述控制元件控制所述加热元件和所述制冷元件调节所述收容空间内的温度从而产生凝露。

本实用新型可用于模拟自然产生凝露的试验，与现有技术相比具有体积小，运行可靠，经济性和兼容性更高等优点。

申请人：深圳市通茂电子有限公司
地址：518000 广东省深圳市龙华新区龙华街道建辉路119号深圳电器公司一栋二至五楼
国籍：CN
代理机构：深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)
代理人：赵胜宝
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山地风电场箱式变压器内部防凝露方法的研究发布时间：2022-10-27T03:47:58.956Z 来源：《科学与技术》2022年12期6月作者：董超徐莉刘光成郑毅闻新阳[导读] 本文介绍了一种山地风电场35kV箱式变压器防凝露方董超徐莉刘光成郑毅闻新阳中广核新能源湖北分公司湖北武汉 434000摘要：本文介绍了一种山地风电场35kV箱式变压器防凝露方法，实现了箱变内部空间的小气候改造，化解决设备的诸多运行环境问题。

本方法已成功应用于中广核新能源湖北分公司各风电场户外箱变，对保障发电设备安全运行具有重要的意义。

关键词：风电场；箱式变压器；凝露；稳定运行0 引言山地风电场地区的气候变化无常，昼夜温差较大，对箱式变压器的稳定工作带来了一定程度的风险。

箱式变压器本身的结构决定了箱变柜体内部电气设备透风条件差，从而造成箱变内部的空气湿度较高，甚至在箱壁或电气元件上有凝露现象。

对箱变特别是其内部电气元件长期安全稳定的运行产生很大影响，为保证设备的可靠工作，对柜体内防潮、防凝露提出了更高要求。

1 研究背景我区域箱变配备均采用美式箱式变压器，此变压器为全密封式，高、低压侧分别有独立操作室，箱变外壳均用烤漆的钢板制成，箱变整体坐落在混凝土基础上。

为保证高低压侧地埋电缆的进出，在箱变底部有深约 2米的电缆沟。

箱变底部因高压操作室内有电缆沟进出口，由于部分箱变基础与混凝土连接处密封不严，夏季雨水渗入电缆沟内。

潮湿的电缆沟使箱变底板腐蚀、生锈严重，高、低压电缆受潮绝缘下降；同时积水并不断蒸发，潮气顺着电缆沟盖板处进入操作室，导致操作室湿度较大，操作室内部的断路器、智能控制器等电气设备长期在潮湿的环境下运行，电子元件加速老化，严重影响其使用寿命。

秋季气温日偏差大、箱变运行产生热量，早、晚时柜体内壁表面温度下降到露点温度，操作室内壁表面、顶部就会发生水珠凝结现象。

冬季内壁就产生成片结冰现象。

但天气转暖时，冰珠融化成片（水珠）掉落，特别操作室顶部的冰珠融化时，易造成箱变低压侧铜排短路及开关设备内部引起爬电、闪络事故。