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智能新風(fēng)系統(tǒng)方案

發(fā)表時間:2019-10-28  閱讀次數(shù):5354



變電站(配電房)智能新風(fēng)系統(tǒng)


   一、產(chǎn)品背景

隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展,電力供需矛盾發(fā)生了很大的變化,特別是隨著電力企業(yè)改革的進一步加速,如何利用高新科技手段來適應(yīng)市場經(jīng)濟,如何提高效率、降低成本、實現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)服務(wù),已經(jīng)成為實現(xiàn)電力生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的重要任務(wù)。

變電站(配電房)高壓室設(shè)備作為電力傳輸環(huán)節(jié)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(wěn)定。目前,大部分變電站(配電房)高壓室均設(shè)置有玻璃窗、軸流風(fēng)機和百葉窗,用來通風(fēng)散熱。但這種設(shè)計存在一個很大的弊端,即防潮防濕效果較差。尤其在南方地區(qū),上半年多雨,在梅雨季節(jié)即使門窗關(guān)閉,也由于百葉窗的存在使高壓室內(nèi)空氣與外界空氣直接相通,戶外高濕度的空氣直接滲透進高壓室。同時,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(yán)重危及電力設(shè)備的安全運行。

變電站(配電房)環(huán)境質(zhì)量問題越來越受到重視,南京順泰科技有限公司經(jīng)過多年經(jīng)驗積累,根據(jù)不同地區(qū)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(tǒng),是改善電房空氣質(zhì)量、降溫除濕的重要手段。適時啟動新風(fēng)系統(tǒng)是保證變電站(配電房)內(nèi)環(huán)境滿足設(shè)備安全運行的重要條件,解決了配電房空氣除塵凈化的問題。

二、溫濕度對開關(guān)柜設(shè)備效能的影響

2.1引起設(shè)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(xiàn)前腐蝕速度很小或幾乎不腐蝕,一旦進入臨界濕度后,腐蝕性由化學(xué)腐蝕變成電化學(xué)腐蝕,銹蝕進程發(fā)生質(zhì)變,腐蝕速度大大增加。進入臨界濕度后,溫度的影響會起很大的作用,此時溫度每升高10度,銹蝕速度則提高約2倍。銹蝕對開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備主要存在以下影響:

1.開關(guān)柜內(nèi)主回路導(dǎo)體多為銅排或鋁排,銹蝕將直接影響導(dǎo)體搭接面的接觸電阻,是導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱缺陷的一個重要原因。

2.對開關(guān)柜內(nèi)操動機構(gòu)而言,金屬零部件的銹蝕是導(dǎo)致機械轉(zhuǎn)動部分卡澀的主要原因,同時加劇了設(shè)備零部件的老化,導(dǎo)致設(shè)備整體性能的下降,影響設(shè)備壽命。

3.潮濕會引起開關(guān)柜內(nèi)的輔助開關(guān)等二次元器件的接插件氧化,導(dǎo)致接觸不良或焊接性變差,引起二次設(shè)備的故障。

4.開關(guān)柜殼體銹蝕將降低開關(guān)柜的整體防護性能,且對設(shè)備的密封性造成影響。

2.2影響設(shè)備絕緣性能

1.空氣濕度較高甚至發(fā)生凝露時,引起柜內(nèi)二次設(shè)備絕緣性能下降,如柜內(nèi)平時不帶電的繼電器線圈,長期工作在濕度較高的環(huán)境下,水分會滲入線圈絕緣部分,使線圈受潮,絕緣性能下降;繼電器的常開節(jié)點也可能由于受潮導(dǎo)致短路,引起設(shè)備誤動。

2.開關(guān)柜集成度高,柜內(nèi)一次設(shè)備的絕緣強度相對較小,當(dāng)空氣濕度增大時,電氣設(shè)備的絕緣強度大幅度下降,如果在設(shè)備絕緣表面或內(nèi)部形成結(jié)露,將大大增加電氣設(shè)備的絕緣閃絡(luò)故障的概率。

2.3濕度過低影響自動化設(shè)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(nèi)安裝工業(yè)除濕機,對室內(nèi)整體環(huán)境進行整體除濕,從而降低設(shè)備內(nèi)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,使用壽命有限。

(二)柜內(nèi)安裝電加熱器,對設(shè)備內(nèi)部進行加熱,通過提高柜內(nèi)溫度,降低柜內(nèi)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,并沒有將柜內(nèi)的水汽排出。由于設(shè)備內(nèi)部加熱,翻倍增加銹蝕速度,大大縮短設(shè)備的壽命。

2.開關(guān)柜體數(shù)量眾多,每個柜體都需要安裝,導(dǎo)致前期安裝費用高,后期維護困難,除濕器眾多導(dǎo)致除濕設(shè)備出現(xiàn)故障點的概率提高。

3.部分開關(guān)柜內(nèi)部空間狹窄,設(shè)備安裝緊湊,沒有預(yù)留空間專門用于安裝除濕器,導(dǎo)致裝置取電及安裝存在難題。

(三)柜內(nèi)添加驅(qū)潮劑,在柜體內(nèi)懸掛硅膠袋,或者是其他的吸水材料,吸收柜內(nèi)濕氣。然而實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(jù)以上分析,上述各方法在預(yù)防凝露的同時都帶有難以克服的問題。建議對整個房間內(nèi)部進行整體除濕,從根本上解決電力設(shè)備內(nèi)部的潮濕問題,大大延緩電力設(shè)備銹蝕進程,增加設(shè)備可靠性,延長運行壽命。

四、開關(guān)柜溫濕度控制的標(biāo)準(zhǔn)

查閱相關(guān)資料,開關(guān)柜運行環(huán)境濕度的控制并沒有具體的要求,但可參考以下相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):

1.《220kV—750kV變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程》(DL/T5218-2012)8.3.2中規(guī)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(shè)備要求的房間宜設(shè)置空調(diào)??照{(diào)房間的室內(nèi)溫度、濕度應(yīng)滿足工藝要求,工藝無特殊要求是,夏季設(shè)計溫度為26-28度,冬季設(shè)計溫度為18-20度,相對濕度不宜高于70%。

2.《火力發(fā)電廠電子計算機監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定》(NDGJ 91-1989)第11.2.4條規(guī)定:“計算機室應(yīng)保證室內(nèi)相對濕度在45%-70%范圍內(nèi),任何情況下不許結(jié)露?!?

3.ABB廠家對中壓柜的運行維護要求中規(guī)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(guī)定(試行) 第5分冊 開關(guān)柜運維細(xì)則》(國家電網(wǎng)企管〔2017〕206號),第1.4.1條規(guī)定:“應(yīng)在開關(guān)柜配電室配置通風(fēng)、除濕、防潮設(shè)備,防止凝露導(dǎo)致絕緣事故”。第1.4.3條規(guī)定:“運行環(huán)境較差的開關(guān)柜配電室應(yīng)加強房間密封,在柜內(nèi)加裝加熱驅(qū)潮裝置并采取安裝空調(diào)或工業(yè)除濕機等措施,空調(diào)的出風(fēng)口不應(yīng)直接對著開關(guān)柜柜體,避免制冷模式下造成柜體凝露導(dǎo)致絕緣事故?!钡?.4.4條規(guī)定:“開關(guān)室長期運行溫度不得超過50℃,否則應(yīng)采取加強通風(fēng)降溫措施(開啟開關(guān)室通風(fēng)設(shè)施)?!钡?.4.5條規(guī)定:“高壓開關(guān)柜配電室內(nèi)相對濕度保持在70%以下,除濕機應(yīng)定期排水,防止發(fā)生柜內(nèi)凝露現(xiàn)象,空調(diào)應(yīng)切換至除濕模式?!?

五、智能新風(fēng)系統(tǒng)

5.1系統(tǒng)簡介

5.2系統(tǒng)原理

智能新風(fēng)系統(tǒng)充分利用電房內(nèi)外的環(huán)境條件溫差,引入室外清潔的冷空氣對電房內(nèi)進行自然降溫,同時排出電房內(nèi)的熱空氣,依靠大量的空氣流通,有效地將電房內(nèi)的熱量迅速向外輸出,實現(xiàn)室內(nèi)散熱。通過減少空調(diào)的使用時間,從而大幅度降低電能消耗和營運成本、延長空調(diào)使用壽命。

5.3系統(tǒng)功能

5.3.1實時監(jiān)測電房內(nèi)外溫濕度

當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)設(shè)定值,控制器開啟新風(fēng)機引入室外新風(fēng),同時關(guān)閉室內(nèi)空調(diào)達到節(jié)能效果。

在確保室內(nèi)環(huán)境的前提下,依據(jù)室內(nèi)外溫濕度,控制風(fēng)機、空調(diào)的切換運行。

當(dāng)室內(nèi)溫濕度與要求值差距較大且通過新風(fēng)系統(tǒng)不能滿足要求時,系統(tǒng)開啟制冷、制熱功能,同時系統(tǒng)關(guān)閉進出風(fēng)口風(fēng)閥起保溫功能。

5.3.2與輔助設(shè)備聯(lián)動功能

新風(fēng)系統(tǒng)可以接入煙感、紅外、門磁、水浸、SF6氣體泄漏報警系統(tǒng)、PM2.5監(jiān)測、灰塵監(jiān)測等設(shè)備或信號,且可以聯(lián)動控制或上傳信號。

5.3.3延時啟動功能

系統(tǒng)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(tǒng)與制冷(熱)壓縮機切換設(shè)置有延時功能,延時時間可調(diào)。

5.3.4顯示與查詢功能

系統(tǒng)具備8寸真彩觸摸屏顯示屏顯示功能,操作清新簡便,并可進行參數(shù)設(shè)置。

5.3.5系統(tǒng)平臺功能

通信接口選用RS-485智能接口,遠(yuǎn)程實時讀取和設(shè)置系統(tǒng)運行狀況、告警信息、操作信息、運行時間以及機房環(huán)境、壓縮機運行狀態(tài)、供電狀態(tài)等信息。

具體包括:

遙測:室外溫度、室內(nèi)溫度等;

遙信:電力智能新風(fēng)系統(tǒng)進排風(fēng)風(fēng)機的運行狀態(tài),系統(tǒng)的工作狀態(tài),故障狀態(tài);

遙控:開/關(guān)機控制,遠(yuǎn)程設(shè)置系統(tǒng)運行控制參數(shù)等;

5.3.6噪音小

我司新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機選用低噪音風(fēng)機,進風(fēng)裝置噪音小于64db,排風(fēng)裝置噪音小于60db。

5.3.7節(jié)能效果顯著

節(jié)能30%-60%,經(jīng)濟效益顯著。

5.3.8防塵效果好

利用三級防塵:

第一級用于阻擋昆蟲;

第二級為中高效過濾器,用于滿足機房環(huán)境要求。

第三級為百葉窗進風(fēng)口。

5.3.9具有故障告警功能

產(chǎn)生告警時可通過顯示界面查詢告警內(nèi)容。

5.3.10具有超低溫,超高溫告警功能

控制板中存儲的數(shù)據(jù)能自動上傳到后臺數(shù)據(jù)庫,可通過TCP/IP協(xié)議傳送數(shù)據(jù)。

5.3.11系統(tǒng)擴展功能

對于各種不同房間可選擇不同配置功能新風(fēng)系統(tǒng)。

5.4系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

5.4.1工作電壓:AC220V/(DC48V/DC24V)/380V

5.4.2進風(fēng)量:200-4500 m3/H(可按要求調(diào)整)

5.4.3排風(fēng)量:4000 m3/H(可按要求調(diào)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平均無故障時間: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:進風(fēng)機<64dB,排風(fēng)機<60dB

5.4.11可接入設(shè)備:煙感、紅外、門磁、水浸、SF6氣體等

5.5系統(tǒng)核心技術(shù)

5.5.1優(yōu)化邏輯控制技術(shù)

連續(xù)采集晝夜、季節(jié)、室外、室內(nèi)區(qū)域環(huán)境溫濕度值的變化。準(zhǔn)確計算電房內(nèi)各“區(qū)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(shè)定

動態(tài)調(diào)整空調(diào)的設(shè)定溫度、濕度、修正等數(shù)值,根據(jù)電房空調(diào)設(shè)備的實時運行狀況,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(diào)設(shè)備供冷量與目標(biāo)溫濕度值之間的關(guān)系。

5.5.3通風(fēng)效率高

根據(jù)電房內(nèi)外溫差,使電房內(nèi)外兩側(cè)氣體進行熱量交換,降低室內(nèi)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(nèi)溫度。

5.5.4自動除塵技術(shù)

濾網(wǎng)長期過濾空氣,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系統(tǒng)優(yōu)點

5.6.1智能新風(fēng)系統(tǒng)從根本上對室內(nèi)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。由于不會對設(shè)備加熱,增加銹蝕速度,延長設(shè)備的壽命。

5.6.2智能新風(fēng)系統(tǒng)直接對眾多開關(guān)設(shè)備等所在的室內(nèi)整體降溫除濕,相當(dāng)于同時對每個開關(guān)設(shè)備降溫除濕。

5.6.3智能新風(fēng)系統(tǒng)安裝在開關(guān)設(shè)備外部,空間富裕,不用專門預(yù)留出空間專門用于安裝智能新風(fēng)系統(tǒng),導(dǎo)致取電及安裝存在難題,前期安裝簡單,無需停電,后期維護方便。

5.6.4智能新風(fēng)系統(tǒng)可控制所有設(shè)備完全處于《220kV—750kV變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程》、《火力發(fā)電廠電子計算機監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定》、五通開關(guān)柜運維細(xì)則、ABB廠家對中壓柜的運行維護要求中規(guī)定的設(shè)備所處的溫度及濕度范圍。

六、系統(tǒng)效果分析

6.1防凝露,防銹蝕:智能新風(fēng)系統(tǒng)的除濕功能是直接除去水分子使?jié)穸冉档?,并且設(shè)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,大大延長設(shè)備壽命(包括室內(nèi)柜體在內(nèi)的所有設(shè)備)。

6.2高可靠,易維護:智能新風(fēng)系統(tǒng)是通過除濕使相對濕度降低,所以當(dāng)出現(xiàn)問題時,室內(nèi)濕度仍然比較低,在密封性經(jīng)過處理情況下,可保持幾十個小時不凝露。同時智能新風(fēng)系統(tǒng)安裝在在室內(nèi),柜體外,所以維護很方便,不需要斷電。

6.3節(jié)能減排,效率高:智能新風(fēng)系統(tǒng)是一種系統(tǒng)方案,通過傳感器信息采集,控制智能新風(fēng)系統(tǒng)主機工作狀態(tài),始終保證室內(nèi)濕度在凝露閾值以下。室內(nèi)密封情況越好,室內(nèi)外濕度交換越少,低濕保持時間越長,能耗越低。

七、系統(tǒng)效益分析

7.1維護成本低。

智能新風(fēng)系統(tǒng)安裝維護無需停電,不存在停電成本。

7.2運行成本低

常規(guī)工作狀態(tài),當(dāng)環(huán)境濕度在凝露閾值下限以下時,停止工作,在濕度高于凝露閾值上限后重新開始除濕;當(dāng)環(huán)境溫度在凝露閾值下限以下時,停止工作,在溫度高于閾值上限后重新開始降溫。

同時電力設(shè)備的運行狀態(tài)好壞直接決定電力系統(tǒng)的安全和效益,無論哪種設(shè)備出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)若不及時處理很可能會發(fā)展成故障,導(dǎo)致設(shè)備損壞、人身事故,電網(wǎng)停電事故,進而造成不可估量的后果。對設(shè)備進行有效的防凝露和防銹蝕,可使設(shè)備維修費大大減少,設(shè)備壽命增加,事故率降低,直接經(jīng)濟效益十分顯著。

八、引用標(biāo)準(zhǔn)

智能新風(fēng)系統(tǒng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):

GB 2900.1-82       電工名詞術(shù)語:基本名詞術(shù)語

GB/T 2423.1-2008  電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)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(guī)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(guī)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)的規(guī)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:露點法

GB/T 6388         運輸包裝收發(fā)貨標(biāo)志

GB 6999-2006      環(huán)境試驗用相對濕度查算表

GB/T 1122-1999    高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共同技術(shù)要求(eqv iec60694:1996)

GB/T 191-2000     包裝儲運圖示標(biāo)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程中應(yīng)注意以下問題,避免密封失效等問題:

9.1進出高壓室大門管理,不能長期將大門敞開;

9.2變電站的門窗應(yīng)注意保持關(guān)閉,為保證檢修和操作安全,可在操作和巡視時打開,防止開關(guān)柜故障氣壓傷人;

9.3變電站空調(diào)在冬天宜關(guān)閉,且出氣口不得正對開關(guān)柜柜體,防止制冷模式下造成開關(guān)柜凝露;

9.4所有風(fēng)機除采用自動開啟模式外,還應(yīng)有手動開啟模式,避免SF6開關(guān)漏氣,且手動電源開關(guān)必須設(shè)置在戶外;

9.5應(yīng)加強進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物事件;

9.6如該變電站后期有改擴建工程,應(yīng)要求施工單位在破除電纜溝進出高壓室處進行臨時封堵。

十、系統(tǒng)配置方案

序號

名稱

型號

圖片

數(shù)量

備注

1

智能新風(fēng)系統(tǒng)

STXF05B/STXF03B

1套

根據(jù)設(shè)備散熱量/室內(nèi)空間選型

2

電動百葉窗

ST-BY

1只



3

室內(nèi)溫濕度變送器

STB-20N

1只



4

室外溫濕度變送器

STB-20W

1只



5

系統(tǒng)電源箱

JXF1

1套



6

室內(nèi)封堵





1項



十一、現(xiàn)場安裝圖


公司名稱:南京順泰科技有限公司

公司網(wǎng)址:www.huojiatech.com

公司郵箱:shuntai@jsshuntai.com

公司地址:南京市江寧區(qū)恒潤路2號

公司電話:025-52638900


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