青海盐湖项目高原环境下的电气二次设计研究

[摘 要]根据项目高原环境的特点，提出高原环境下的电气二次设计注意事项，并针对部分二次典型设备提出设计方案。

[关键词]高原，电气二次。

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0050-01

一、概述

电气二次设备均属于低压电工电子产品。根据《特殊环境条件 高原电工电子产品 第1部分：通用技术要求》（GB/T 20626.1-2006），低压电工电子产品其常规型产品使用条件为海拔2000m以下地区使用的低压电工产品以及1000m以下地区使用的低压电子产品。其余海拔条件下使用的电工电子产品均应采用高原型产品。青海盐湖工业集团有限公司金属镁一体化项目供热中心位于青海省格尔木市察尔汗，设计海拔高度为2680m，属于高原环境。故应针对该项目高原环境条件对电气二次设计进行考虑、修正等。

二、青海盐湖工程的高原环境条件参数

青海盐湖工程的高原环境条件参数如下：

三、本项目电气二次设计注意事项

本项目电气二次设计与常规海拔地区电厂差别主要有下述几方面内容，其它二次设计与常规海拔环境下的火电厂基本一致。

1、 二次系统的绝缘耐压

高海拔二次系统设备应按GB/T 20626.1中5.6.1条，根据产品试验地点海拔及产品使用地点海拔高度对设备工频耐受电压和冲击耐受电压进行修正。

3、 温升

通常随着海拔升高，环境温度的降低可以补偿因海拔升高带来的温升，因此在高海拔地区使用时其额定电流可保持不变。对容量较大、结构紧凑、出线回路多、发热大的低压成套设备，可采用降低电流额定值的等级标定使用。

4、 耐低温性能

在高原环境下，电气产品应具有耐受高海拔地区低温的能力，尤其是室外使用选型时，应注意产品耐低温性能，查实该地最低温度值，选用相匹配的耐低温产品。

四、本项目部分电气二次设备设计方案

本项目电气二次设备的选择均应按前文进行，现将二次设备中几个典型设备需要特别注意的加以描述。

1、 继电保护屏柜

根据《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》（DL/T 720-2000），继电保护屏柜正常工作条件为环境温度：-5℃+40℃；-10℃～+55℃；相对湿度：5%～95%（装置内部既无凝露，也不应结冰）；大气压力：70kPa～106kPa；86 kPa ～106 kPa。当室内布置时，在高海拔地区（超过2000m），不考虑环境温度及相对湿度的修正。

2、 直流系统

直流系统中充电装置包含半导体变流器（整流元件、逆变元件）。根据《半导体变流器 应用导则》（GB/T 3859.2-1993），当半导体器件、堆和装置在高于1000m的地区使用时，由于空气稀薄，影响了散热条件，半导体器件、堆和装置的电流容量将低于规定值，电流容量需按“电流容量随海拔高度变化关系曲线”（GB/T3859.2附录B图B1）进行修正。

3、 UPS系统

4、 阀控式铅酸蓄电池

阀控式铅酸蓄电池可分为采用吸附玻璃纤维毡（AGM）作为电池隔板吸附电解液型和采用凝胶剂固定电解液型两种，简称为贫液型和胶体型。两种蓄电池各有优缺点，贫液型冲击放电性能较优，而胶体型在均衡充电速度、极板腐蚀、硫化等方面具有优势。

在高海拔地区使用蓄电池面临两个不利条件，影响设备使用寿命。

1）阀控式蓄电池通过一个单向压力气阀进行密封，使电池内部保持一定正压力，即电池内部的压力PI=PO+P开阀压力。

2）当外界大气压力下降时，压力气阀会提早开启，所以电池内部的工作压力就会降低，因此电池内部的水蒸气压力会下降，水分的挥发损失速度加快。电池内部的气体复合反应效率也会随电池工作压力的降低而下降。

由于AGM电池的贫液式设计结构所导致的低热容量和较差的热耗散能力（热阻高），对电池进行充电很容易发生“热失控”的危险。使用年限较长的AGM电池由于存在水损失的影响，热容量和热耗散能力会变得更差，对环境温度的波动会变得非常敏感。对于胶体电池，因充电效率较高，电池内部气体化和反应的强度要比AGM弱，因此充电过程中生成的额外的热量要比AGM电池少。

综上分析，本项目宜选用胶体型蓄电池。

五、结语

本文分析了青海盐湖项目高原环境对电气二次设计的影响，并提出了一些解决意见，使我们在今后工程中对高原环境下的电气二次设计提供了一定的指导。