變電站(配電房)智能新風(fēng)系統
一、產(chǎn)品背景
隨著(zhù)電力工業(yè)的飛速發(fā)展,電力供需矛盾發(fā)生了很大的變化,特別是隨著(zhù)電力企業(yè)改革的進(jìn)一步加速,如何利用高新科技手段來(lái)適應市場(chǎng)經(jīng)濟,如何提高效率、降低成本、實(shí)現高效優(yōu)質(zhì)服務(wù),已經(jīng)成為實(shí)現電力生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈現代化的重要任務(wù)。
變電站(配電房)高壓室設備作為電力傳輸環(huán)節中的重要組成部分,其運行是否正常直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩定。目前,大部分變電站(配電房)高壓室均設置有玻璃窗、軸流風(fēng)機和百葉窗,用來(lái)通風(fēng)散熱。但這種設計存在一個(gè)很大的弊端,即防潮防濕效果較差。尤其在南方地區,上半年多雨,在梅雨季節即使門(mén)窗關(guān)閉,也由于百葉窗的存在使高壓室內空氣與外界空氣直接相通,戶(hù)外高濕度的空氣直接滲透進(jìn)高壓室。同時(shí),由于高壓室通常布置在一樓,地表潮氣、電纜溝潮氣匯集,造成高壓室濕度非常之大,嚴重危及電力設備的安全運行。
變電站(配電房)環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到重視,南京順泰科技有限公司經(jīng)過(guò)多年經(jīng)驗積累,根據不同地區的氣候環(huán)境和需求而研發(fā)的新型產(chǎn)品——智能新風(fēng)系統,是改善電房空氣質(zhì)量、降溫除濕的重要手段。適時(shí)啟動(dòng)新風(fēng)系統是保證變電站(配電房)內環(huán)境滿(mǎn)足設備安全運行的重要條件,解決了配電房空氣除塵凈化的問(wèn)題。
二、溫濕度對開(kāi)關(guān)柜設備效能的影響
2.1引起設備銹蝕
金屬銹蝕有一定的相對濕度臨界值,例如:鋼為70%,銅為60%,鋁為76%,鐵為63%,鋅為60%。在臨界濕度出現前腐蝕速度很小或幾乎不腐蝕,一旦進(jìn)入臨界濕度后,腐蝕性由化學(xué)腐蝕變成電化學(xué)腐蝕,銹蝕進(jìn)程發(fā)生質(zhì)變,腐蝕速度大大增加。進(jìn)入臨界濕度后,溫度的影響會(huì )起很大的作用,此時(shí)溫度每升高10度,銹蝕速度則提高約2倍。銹蝕對開(kāi)關(guān)柜內設備主要存在以下影響:
1.開(kāi)關(guān)柜內主回路導體多為銅排或鋁排,銹蝕將直接影響導體搭接面的接觸電阻,是導致設備發(fā)熱缺陷的一個(gè)重要原因。
2.對開(kāi)關(guān)柜內操動(dòng)機構而言,金屬零部件的銹蝕是導致機械轉動(dòng)部分卡澀的主要原因,同時(shí)加劇了設備零部件的老化,導致設備整體性能的下降,影響設備壽命。
3.潮濕會(huì )引起開(kāi)關(guān)柜內的輔助開(kāi)關(guān)等二次元器件的接插件氧化,導致接觸不良或焊接性變差,引起二次設備的故障。
4.開(kāi)關(guān)柜殼體銹蝕將降低開(kāi)關(guān)柜的整體防護性能,且對設備的密封性造成影響。
2.2影響設備絕緣性能
1.空氣濕度較高甚至發(fā)生凝露時(shí),引起柜內二次設備絕緣性能下降,如柜內平時(shí)不帶電的繼電器線(xiàn)圈,長(cháng)期工作在濕度較高的環(huán)境下,水分會(huì )滲入線(xiàn)圈絕緣部分,使線(xiàn)圈受潮,絕緣性能下降;繼電器的常開(kāi)節點(diǎn)也可能由于受潮導致短路,引起設備誤動(dòng)。
2.開(kāi)關(guān)柜集成度高,柜內一次設備的絕緣強度相對較小,當空氣濕度增大時(shí),電氣設備的絕緣強度大幅度下降,如果在設備絕緣表面或內部形成結露,將大大增加電氣設備的絕緣閃絡(luò )故障的概率。
2.3濕度過(guò)低影響自動(dòng)化設備的正常工作。
三、電力行業(yè)目前主要降溫除濕方法
(一)配電房室內安裝工業(yè)除濕機,對室內整體環(huán)境進(jìn)行整體除濕,從而降低設備內部的濕度。這種工業(yè)除濕機功率大、耗能高,除濕機頻繁啟動(dòng),使用壽命有限。
(二)柜內安裝電加熱器,對設備內部進(jìn)行加熱,通過(guò)提高柜內溫度,降低柜內相對濕度。該方法存在以下局限性:
1.這種方法并不能從根本上消除凝露,原因在于這種方法只是增加空氣中水蒸氣的不飽和程度,并沒(méi)有將柜內的水汽排出。由于設備內部加熱,翻倍增加銹蝕速度,大大縮短設備的壽命。
2.開(kāi)關(guān)柜體數量眾多,每個(gè)柜體都需要安裝,導致前期安裝費用高,后期維護困難,除濕器眾多導致除濕設備出現故障點(diǎn)的概率提高。
3.部分開(kāi)關(guān)柜內部空間狹窄,設備安裝緊湊,沒(méi)有預留空間專(zhuān)門(mén)用于安裝除濕器,導致裝置取電及安裝存在難題。
(三)柜內添加驅潮劑,在柜體內懸掛硅膠袋,或者是其他的吸水材料,吸收柜內濕氣。然而實(shí)際因為吸水劑吸水容量有限,且吸收的水分很難排出,所以效果往往并不明顯,更換工作量大。
根據以上分析,上述各方法在預防凝露的同時(shí)都帶有難以克服的問(wèn)題。建議對整個(gè)房間內部進(jìn)行整體除濕,從根本上解決電力設備內部的潮濕問(wèn)題,大大延緩電力設備銹蝕進(jìn)程,增加設備可靠性,延長(cháng)運行壽命。
四、開(kāi)關(guān)柜溫濕度控制的標準
查閱相關(guān)資料,開(kāi)關(guān)柜運行環(huán)境濕度的控制并沒(méi)有具體的要求,但可參考以下相關(guān)標準:
1.《220kV—750kV變電站設計技術(shù)規程》(DL/T5218-2012)8.3.2中規定:變電站的主控室、計算機室、繼電器室通信機房及其他工藝設備要求的房間宜設置空調??照{房間的室內溫度、濕度應滿(mǎn)足工藝要求,工藝無(wú)特殊要求是,夏季設計溫度為26-28度,冬季設計溫度為18-20度,相對濕度不宜高于70%。
2.《火力發(fā)電廠(chǎng)電子計算機監視系統設計規定》(NDGJ 91-1989)第11.2.4條規定:“計算機室應保證室內相對濕度在45%-70%范圍內,任何情況下不許結露?!?
3.ABB廠(chǎng)家對中壓柜的運行維護要求中規定的最大相對濕度為70%。
4.《國家電網(wǎng)公司變電運維管理規定(試行) 第5分冊 開(kāi)關(guān)柜運維細則》(國家電網(wǎng)企管〔2017〕206號),第1.4.1條規定:“應在開(kāi)關(guān)柜配電室配置通風(fēng)、除濕、防潮設備,防止凝露導致絕緣事故”。第1.4.3條規定:“運行環(huán)境較差的開(kāi)關(guān)柜配電室應加強房間密封,在柜內加裝加熱驅潮裝置并采取安裝空調或工業(yè)除濕機等措施,空調的出風(fēng)口不應直接對著(zhù)開(kāi)關(guān)柜柜體,避免制冷模式下造成柜體凝露導致絕緣事故?!钡?.4.4條規定:“開(kāi)關(guān)室長(cháng)期運行溫度不得超過(guò)50℃,否則應采取加強通風(fēng)降溫措施(開(kāi)啟開(kāi)關(guān)室通風(fēng)設施)?!钡?.4.5條規定:“高壓開(kāi)關(guān)柜配電室內相對濕度保持在70%以下,除濕機應定期排水,防止發(fā)生柜內凝露現象,空調應切換至除濕模式?!?
五、智能新風(fēng)系統
智能新風(fēng)系統充分利用電房?jì)韧獾沫h(huán)境條件溫差,引入室外清潔的冷空氣對電房?jì)冗M(jìn)行自然降溫,同時(shí)排出電房?jì)鹊臒峥諝?,依靠大量的空氣流通,有效地將電房?jì)鹊臒崃垦杆傧蛲廨敵?,?shí)現室內散熱。通過(guò)減少空調的使用時(shí)間,從而大幅度降低電能消耗和營(yíng)運成本、延長(cháng)空調使用壽命。
5.3.1實(shí)時(shí)監測電房?jì)韧鉁貪穸?
當室外溫度低于室內設定值,控制器開(kāi)啟新風(fēng)機引入室外新風(fēng),同時(shí)關(guān)閉室內空調達到節能效果。
在確保室內環(huán)境的前提下,依據室內外溫濕度,控制風(fēng)機、空調的切換運行。
當室內溫濕度與要求值差距較大且通過(guò)新風(fēng)系統不能滿(mǎn)足要求時(shí),系統開(kāi)啟制冷、制熱功能,同時(shí)系統關(guān)閉進(jìn)出風(fēng)口風(fēng)閥起保溫功能。
5.3.2與輔助設備聯(lián)動(dòng)功能
新風(fēng)系統可以接入煙感、紅外、門(mén)磁、水浸、SF6氣體泄漏報警系統、PM2.5監測、灰塵監測等設備或信號,且可以聯(lián)動(dòng)控制或上傳信號。
5.3.3延時(shí)啟動(dòng)功能
系統具備有效防止風(fēng)機與壓縮機頻繁切換的功能,新風(fēng)系統與制冷(熱)壓縮機切換設置有延時(shí)功能,延時(shí)時(shí)間可調。
5.3.4顯示與查詢(xún)功能
系統具備8寸真彩觸摸屏顯示屏顯示功能,操作清新簡(jiǎn)便,并可進(jìn)行參數設置。
5.3.5系統平臺功能
通信接口選用RS-485智能接口,遠程實(shí)時(shí)讀取和設置系統運行狀況、告警信息、操作信息、運行時(shí)間以及機房環(huán)境、壓縮機運行狀態(tài)、供電狀態(tài)等信息。
遙信:電力智能新風(fēng)系統進(jìn)排風(fēng)風(fēng)機的運行狀態(tài),系統的工作狀態(tài),故障狀態(tài);
遙控:開(kāi)/關(guān)機控制,遠程設置系統運行控制參數等;
5.3.6噪音小
我司新風(fēng)系統風(fēng)機選用低噪音風(fēng)機,進(jìn)風(fēng)裝置噪音小于64db,排風(fēng)裝置噪音小于60db。
5.3.7節能效果顯著(zhù)
5.3.8防塵效果好
第二級為中高效過(guò)濾器,用于滿(mǎn)足機房環(huán)境要求。
5.3.9具有故障告警功能
產(chǎn)生告警時(shí)可通過(guò)顯示界面查詢(xún)告警內容。
5.3.10具有超低溫,超高溫告警功能
控制板中存儲的數據能自動(dòng)上傳到后臺數據庫,可通過(guò)TCP/IP協(xié)議傳送數據。
5.3.11系統擴展功能
5.4.1工作電壓:AC220V/(DC48V/DC24V)/380V
5.4.2進(jìn)風(fēng)量:200-4500 m3/H(可按要求調整)
5.4.3排風(fēng)量:4000 m3/H(可按要求調整)
5.4.4制冷(熱)量:380V/12kW
5.4.5風(fēng)機換風(fēng)量:≥4000m3/H
5.4.6平均無(wú)故障時(shí)間:20000H
5.4.7溫度測量范圍/精度:-40~+123.8℃/±1℃(25℃)
5.4.8濕度測量范圍/精度:0~100%RH/±1.0%RH
5.4.9通訊方式與協(xié)議:RS485/GPRS/RJ45
5.4.10噪音:進(jìn)風(fēng)機<64dB,排風(fēng)機<60dB
5.4.11可接入設備:煙感、紅外、門(mén)磁、水浸、SF6氣體等
5.5.1優(yōu)化邏輯控制技術(shù)
連續采集晝夜、季節、室外、室內區域環(huán)境溫濕度值的變化。準確計算電房?jì)雀鳌皡^域”平面與外部環(huán)境溫濕度值之間的關(guān)系。
5.5.2控制算法可設定
動(dòng)態(tài)調整空調的設定溫度、濕度、修正等數值,根據電房空調設備的實(shí)時(shí)運行狀況,配以智能化的控制算法軟件,優(yōu)化壓縮機運行周期,平衡空調設備供冷量與目標溫濕度值之間的關(guān)系。
5.5.3通風(fēng)效率高
根據電房?jì)韧鉁夭?,使電房?jì)韧鈨蓚葰怏w進(jìn)行熱量交換,降低室內溫度。主要采用直接混合熱方式,只將室外新風(fēng)作為冷源,直接降低室內溫度。
5.5.4自動(dòng)除塵技術(shù)
濾網(wǎng)長(cháng)期過(guò)濾空氣,需要定期除塵,本產(chǎn)品自帶智能凈化除塵功能,免維護,安全高效。
5.6.1智能新風(fēng)系統從根本上對室內環(huán)境降溫除濕,這種方法直接減少整體環(huán)境空氣中的水分含量,從而減小水蒸氣的不飽和程度,并將其匯集排出。由于不會(huì )對設備加熱,增加銹蝕速度,延長(cháng)設備的壽命。
5.6.2智能新風(fēng)系統直接對眾多開(kāi)關(guān)設備等所在的室內整體降溫除濕,相當于同時(shí)對每個(gè)開(kāi)關(guān)設備降溫除濕。
5.6.3智能新風(fēng)系統安裝在開(kāi)關(guān)設備外部,空間富裕,不用專(zhuān)門(mén)預留出空間專(zhuān)門(mén)用于安裝智能新風(fēng)系統,導致取電及安裝存在難題,前期安裝簡(jiǎn)單,無(wú)需停電,后期維護方便。
5.6.4智能新風(fēng)系統可控制所有設備完全處于《220kV—750kV變電站設計技術(shù)規程》、《火力發(fā)電廠(chǎng)電子計算機監視系統設計規定》、五通開(kāi)關(guān)柜運維細則、ABB廠(chǎng)家對中壓柜的運行維護要求中規定的設備所處的溫度及濕度范圍。
六、系統效果分析
6.1防凝露,防銹蝕:智能新風(fēng)系統的除濕功能是直接除去水分子使濕度降低,并且設置在金屬銹蝕相對濕度臨界值以下,使其保持在很小銹蝕階段,大大延長(cháng)設備壽命(包括室內柜體在內的所有設備)。
6.2高可靠,易維護:智能新風(fēng)系統是通過(guò)除濕使相對濕度降低,所以當出現問(wèn)題時(shí),室內濕度仍然比較低,在密封性經(jīng)過(guò)處理情況下,可保持幾十個(gè)小時(shí)不凝露。同時(shí)智能新風(fēng)系統安裝在在室內,柜體外,所以維護很方便,不需要斷電。
6.3節能減排,效率高:智能新風(fēng)系統是一種系統方案,通過(guò)傳感器信息采集,控制智能新風(fēng)系統主機工作狀態(tài),始終保證室內濕度在凝露閾值以下。室內密封情況越好,室內外濕度交換越少,低濕保持時(shí)間越長(cháng),能耗越低。
七、系統效益分析
7.1維護成本低。
智能新風(fēng)系統安裝維護無(wú)需停電,不存在停電成本。
7.2運行成本低
常規工作狀態(tài),當環(huán)境濕度在凝露閾值下限以下時(shí),停止工作,在濕度高于凝露閾值上限后重新開(kāi)始除濕;當環(huán)境溫度在凝露閾值下限以下時(shí),停止工作,在溫度高于閾值上限后重新開(kāi)始降溫。
同時(shí)電力設備的運行狀態(tài)好壞直接決定電力系統的安全和效益,無(wú)論哪種設備出現不正常工作狀態(tài)若不及時(shí)處理很可能會(huì )發(fā)展成故障,導致設備損壞、人身事故,電網(wǎng)停電事故,進(jìn)而造成不可估量的后果。對設備進(jìn)行有效的防凝露和防銹蝕,可使設備維修費大大減少,設備壽命增加,事故率降低,直接經(jīng)濟效益十分顯著(zhù)。
八、引用標準
智能新風(fēng)系統符合以下標準:
GB 2900.1-82 電工名詞術(shù)語(yǔ):基本名詞術(shù)語(yǔ)
GB/T 2423.1-2008 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規程,試驗A:低溫試驗方法
GB/T 2423.2-2008 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規程,試驗B:高溫試驗方法
GB/T 2423.17 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規程
GB/T 11021-2007 電氣絕緣 耐熱性分級
GB/T 11026.1-2003 電氣絕緣材料耐熱性 第1部分:老化程序和試驗結果的評定
GB/T 11026.2-2012 電氣絕緣材料耐熱性 第2部分:試驗判斷標準的選擇
GB/T 11026.3-2006 電氣絕緣材料耐熱性 第3部分:計算耐熱特征參數的規程
GB/T 11026.4-2012 電氣絕緣材料耐熱性 第4部分:老化烘箱 單室烘箱
GB/T 11026.5-2010 電氣絕緣材料耐熱性 第5部分:老化烘箱 溫度達300℃的精密烘箱
GB/T 11026.6-2010 電氣絕緣材料耐熱性 第6部分:老化烘箱 多室烘箱
GB 998-82 低壓電器基本試驗方法
GB/T 4797.1-2005 電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件溫度和濕度
GB/T 5832.2-2008 氣體中微量水分的測定 第一部分:露點(diǎn)法
GB/T 6388 運輸包裝收發(fā)貨標志
GB 6999-2006 環(huán)境試驗用相對濕度查算表
GB/T 1122-1999 高壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備標準的共同技術(shù)要求(eqv iec60694:1996)
GB/T 191-2000 包裝儲運圖示標志
九、后期運維建議
由于采用整體降溫除濕,故在高壓室日常運維過(guò)程中應注意以下問(wèn)題,避免密封失效等問(wèn)題:
9.1進(jìn)出高壓室大門(mén)管理,不能長(cháng)期將大門(mén)敞開(kāi);
9.2變電站的門(mén)窗應注意保持關(guān)閉,為保證檢修和操作安全,可在操作和巡視時(shí)打開(kāi),防止開(kāi)關(guān)柜故障氣壓傷人;
9.3變電站空調在冬天宜關(guān)閉,且出氣口不得正對開(kāi)關(guān)柜柜體,防止制冷模式下造成開(kāi)關(guān)柜凝露;
9.4所有風(fēng)機除采用自動(dòng)開(kāi)啟模式外,還應有手動(dòng)開(kāi)啟模式,避免SF6開(kāi)關(guān)漏氣,且手動(dòng)電源開(kāi)關(guān)必須設置在戶(hù)外;
9.5應加強進(jìn)出高壓室孔洞的日常檢查和維護,避免封堵失效造成密封不良或小動(dòng)物事件;
9.6如該變電站后期有改擴建工程,應要求施工單位在破除電纜溝進(jìn)出高壓室處進(jìn)行臨時(shí)封堵。
十、系統配置方案
序號 |
名稱(chēng) |
型號 |
圖片 |
數量 |
備注 |
1 |
智能新風(fēng)系統 |
STXF05B/STXF03B |
|
1套 |
根據設備散熱量/室內空間選型 |
2 |
電動(dòng)百葉窗 |
ST-BY |
|
1只 |
|
3 |
室內溫濕度變送器 |
STB-20N |
|
|
|
4 |
室外溫濕度變送器 |
STB-20W |
|
1只 |
|
5 |
系統電源箱 |
JXF1 |
|
1套 |
|
6 |
室內封堵 |
|
|
1項 |
|
公司名稱(chēng):南京順泰科技有限公司
公司網(wǎng)址:www.bdcarney.com
公司郵箱:shuntai@jsshuntai.com
公司地址:南京市江寧區恒潤路2號
公司電話(huà):025-52638900