不少电力运维团队近期咨询,如何通过配电房监测降低电力设备的非计划停机风险,以及温湿度、SF6气体在线监测的合规要求有哪些。作为配电房安全防控的核心环节,环境参数的实时监测直接关系到供电稳定性与人员安全,目前已有多地的工商业用户、市政供电单位完成智能化监测方案的落地,有效将配电房故障发生率降低近40%【1】。
对于工业、商业等各类用电主体来说,配电房内的电力设备长时间处于高负荷运行状态,温湿度波动直接影响绝缘件的性能,当相对湿度超过80%时,绝缘件表面容易形成凝露,导致爬电距离缩短,引发闪络、击穿故障,而SF6气体作为高压电力设备的常用绝缘介质,一旦发生泄漏,不仅会导致设备绝缘性能下降引发短路故障,还会造成温室气体排放,不符合环保管控要求,因此在配电房监测体系中,温湿度与SF6气体是必须覆盖的核心参数。
目前主流的配电房监测方案中,温湿度的采集大多采用壁挂式温湿度传感器,这类传感器专门适配配电房内复杂的运行环境,防护等级达到IP65,可抵御灰尘、水汽的侵蚀,同时通过EMC三级电磁兼容检测,不会受到高压电力设备的电磁干扰,测量精度稳定在±0.3℃、±2%RH,数据上传频率可根据运维需求灵活调整,对于一级负荷的配电房可设置为1s上传一次,实时掌握温湿度变化趋势,当温湿度超过预设阈值时,系统可自动联动除湿机、排风设备,调整配电房内的环境参数,保障电力设备处于适宜的运行环境。
针对配置有SF6绝缘电力设备的配电房,需要部署SF6气体检测仪实现泄漏的实时监测,目前常用的非色散红外原理SF6气体检测仪,检测范围覆盖0~1000μL/L,检测精度可达±5%F.S,同时集成氧气浓度检测模块,可同时监测配电房内的氧气含量,当SF6气体浓度超过1000μL/L或者氧气浓度低于19.5%时,设备会*地触发声光告*,同时将告*信息上传至配电房环境监控系统,自动联动排风系统,降低SF6气体浓度,保障运维人员进入配电房巡检时的人身安全【2】。
所有采集到的温湿度、SF6气体、水浸、烟感、门禁等多类监测数据,都会统一汇总到配电房环境监控系统,系统支持PC端、移动端多端口访问,运维人员可随时查看所有参数的实时数据、历史曲线,还可根据自身需求设置不同的告*阈值、告*推送对象,实现配电房监测的全流程数字化管理。
对于B端的工商业用户来说,配电房监测方案的落地成本、运维难度是核心关注点,多数中小型企业的配电房没有配备专职的运维人员,日常巡检依赖兼职电工的定期走访,故障发现滞后,容易造成长时间停电损失,而部署一套轻量化的配电房环境监控系统,可将温湿度传感器、SF6气体检测仪、水浸、烟感、门禁等多类监测设备的数据统一汇聚,运维人员通过手机APP即可随时查看所有参数,异常告*会通过短信、APP推送、语音电话多渠道同步给对应的责任人,不需要24小时专人值守,大幅降低运维管理的人力成本。从落地成本来看,10kV等级的中小型配电房,全套配电房监测设备的采购加部署成本在2-5万元区间,采用无线LoRa通讯方案的话不需要重新布设通讯线缆,施工周期仅需3-7天,不会影响现有电力设备的正常运行,投资回报周期通常在2-3年,主要来自于故障停电损失的减少、电力设备使用寿命的延长。
对于G端的政府、公用事业类用户来说,配电房监测方案的合规性、资质完整性是首要考核指标,根据《电力安全工作规程 高压配电部分》的要求,装有SF6设备的配电房必须配置SF6气体泄漏报*装置,排风系统的风口需要设置在室内底部【3】,同时SF6气体的排放需要符合《温室气体排放核算与报告要求 *部分:发电企业》的相关管控要求,因此采购的SF6气体检测仪、温湿度传感器需要具备CNAS认可的第三方检测机构出具的检测报告,以及电磁兼容、防爆等相关资质认证,项目验收时需要提供完整的设备校准记录、试运行报告、运维管理流程规范。在运维管理层面,G端用户的配电房监测数据需要对接政务安监平台、电网统一运维平台,满足监管部门的定期数据上报要求,配电房环境监控系统支持标准化的接口对接,所有运维操作、异常事件都有完整的日志记录,可追溯、可审计,符合政务类项目的管理要求。
在配电房监测方案的落地过程中,不少用户容易走入选型误区,首先是参数选择的问题,部分用户为了压缩成本,仅配置温湿度传感器,忽略SF6气体的监测,对于装有SF6绝缘电力设备的配电房来说,这种配置存在明显的安全隐患,不符合行业规范要求;其次是设备选型只看价格,忽略环境适配性,配电房内存在强电磁干扰、多尘、温差大的问题,如果选用普通的商用温湿度传感器,容易出现数据漂移、传输中断的问题,无法满足长期稳定运行的要求;还有部分用户部署了监测设备之后没有和现有运维管理流程打通,告*信息无人处理,监测系统沦为摆设,建议在部署配电房监测方案的同时,同步梳理运维响应流程,明确不同等级告*的响应时限、责任人,将告*信息直接对接内部工单系统,实现监测、告*、处理、闭环的全流程管理,充分发挥配电房监测的价值。
另外还有部分用户认为配电房监测只需要覆盖核心参数即可,不需要关联电力设备的运行数据,实际上温湿度、SF6气体的变化和电力设备的运行状态高度相关,将环境监测数据和电力设备的负荷、触头温度、局部放电等运行数据结合分析,能够大幅提升故障预判的准确率,进一步降低电力设备的故障风险。
配电房监测方案部署完成后,还需要做好长期的运维优化,首先是设备的定期校准,温湿度传感器每年需要进行一次计量校准,SF6气体检测仪每两年需要进行一次浓度校准,校准工作可以委托具备CMA资质的第三方计量机构完成,保证监测数据的准确性;其次是数据的关联分析,运维团队可以将温湿度、SF6气体的监测数据,和电力设备的负荷电流、局部放电、触头温度等运行数据做关联分析,提前预判故障风险,比如某高压开关柜的SF6气体浓度缓慢下降,同时触头温度持续高于同负荷等级的其他设备,*可以预判可能存在密封失效、接触不良的问题,提前安排停电检修,避免故障扩大;*后是运维管理流程的持续优化,根据不同季节的环境特点,调整监测阈值和巡检频次,比如夏季高温高湿季节,可以适当提高温湿度的采样频率,提前开启除湿设备,降低电力设备的故障风险【5】。
对于有多个配电房的集团用户或者区域供电管理部门,还可以通过配电房环境监控系统实现多站点的统一管理,通过数据看板直观查看所有配电房的运行状态,统一分配运维资源,进一步提升运维管理的效率,降低整体运维成本。
参考文献
【1】 配网智能化运维白皮书2023
【2】 SF6气体泄漏监测技术应用规范
【3】 电力安全工作规程 高压配电部分
【4】 温室气体排放核算与报告要求 *部分:发电企业
【5】 配电房运维管理导则