配电室环境监控系统 智能化改造技术方案设计

10-35kV配电室环境监控系统智能化改造技术方案电科恒钛智能科技2020年4月目录1 10-35kV配电室环境控制要求 (1)2 10-35kV配电室辅助设施现状及存在问题 (1)3 10-35kV配电室辅助设施目标功能 (1)4 配电室环境监控改造方案 (3)4.1 配电房综合监控装置 (3)4.2 传感器采集单元 (4)4.3 环境控制单元 (4)4.4 排水单元 (6)4.5 消防系统接口 (6)4.6 照明控制单元 (6)4.7 其它辅助设施 (6)5典型10kV配电室改造布置图 (7)1 10-35kV配电室环境控制要求根据国网公司10～35kV的户主要设备长期运行环境要求及变电运行相关管理规定，变电站配电室的环境要求包括：2 10-35kV配电室辅助设施现状及存在问题现有已建成的常规变电站均未配置辅助控制系统及环境控制系统，变电站环境参数未考虑数据采集及在线监测，配电室环境控制均采用人工控制方式，由运行人员根据外部环境条件，到变电站现场巡视及操作，在各配电室通过人工控制空调运行模式、风机启停、百叶窗开关等方式就地控制配电室环境，无法实现自动控制和在线监测。

现有常规变电站风机均为普通通风机，空调为普通民用空调，进风窗为普通通风百叶。

通过人工控制空调运行模式、风机启停、百叶窗开关等方式就地控制配电室环境，无法自动控制及和在线监测。

3 10-35kV配电室辅助设施目标功能针对目前变电站配电室运行环境现状，需在配电室配置一套配电房综合监控装置，该装置包含环境数据采集单元、环境控制（温湿度）单元、照明控制单元、火灾报警与消防系统接口及一体化智能控制管理平台，实现对配电室对站的温度、湿度、水浸、SF6浓度（选配）、灰尘（选配）等环境信息进行实时采集、处理和上传，对配电室环境状态、空调、风机及照明等辅助设施实现在线监测，根据各种环境条件及运行环境要求，通过一体化环境管理平台实现站辅助设备的联动，完成变电站站端的环境智能控制。

1)系统平台采用云部署模式，采用统一的系统管理应用；2)实现参数配置管理、权限管理、日志管理、数据管理和接口标准管理。

3)实现在线监控数据管理，具备通过在线检测模块采集电力设备运行状态和参数、环境、安防、消防状态检测数据。

4)实现配电场所的设备在线监测、环境温度、湿度、SF6气体浓度、臭氧浓度、含氧量、烟雾火灾、水位、粉尘、噪声、震动、防小动物等信息的采集和告警，电力环境调控机、风机、空调、除湿机、灯光等设备的控制管理等；5)通过视频监控以及安防入侵检测实现配电房安防状态检测；6)通过对配网变压器、中压开关柜、低压配电柜和电缆等设备的现在检测实现设备的状态在线检测以及局放、测温等检测。

7)系统平台具备配电房设备在线检测数据浏览功能，包括，综合环境检测、安防状态检测、设备状态检测等在线检测数据的浏览功能，8)实现在线检测数据综合分析功能、设备实时状态分析评估功能，实现检测数据完整性、一致性、采集及时性的统计分析功能。

4 配电室环境监控改造方案4.1 配电房综合监控装置配电房综合监控装置通过统一的管理平台将室环境参数、辅助设备状态、智能控制各单元状态均统一采集、处理，具备实时上传远端监控端的功能，站端对控制设备及辅助设备进行定时巡检，当站端环境或控制设备出现告警状态情况下及时上传告警信息，实现对配电室环境的综合调节，确保运行环境满足设备安全运行的需要。

4.2 传感器采集单元（1）温湿度传感器配电室环境温湿度传感器安装数量根据室面积、空间体积、空调、除湿机安装数量等具体状况确定，并考虑冗余和室环境分区域控制，同时需要考虑室外实时环境温湿度状态。

根据配电室环境控制要求需按实际工程在室安装温湿度传感器5～6台，室外再配置温湿度传感器1～2台。

（2）水浸传感器配电室电缆沟应配置1～2台水浸传感器，对于设有电缆夹层的户变电站，在夹层应布置2台水浸传感器。

水浸传感器应选用支持告警输出功能的工业级产品。

4.3 环境控制单元基本原则：（1）空气循环应能实现配电室室室外空气循环、室空气循环。

排风机应与空调、除湿机等设备联动，开启排风机的同时应人工开启百叶窗，防止室产生负压，且不应与空调或除湿机同时开启。

排风机应在高压室大门外的显著位置布置手动控制开关，用于事故通风，控制逻辑应按照手动优先于远程遥控和自动控制。

对于高压室有低于地平面的电缆层（沟）的站所，应安装轴流风机促进电缆层（沟）与室的空气循环，避免电缆沟湿度过大影响高压开关柜的湿度。

（2）温度调节一般情况下，室外配置2台温湿度传感器，由于室外环境恶劣，可以互为备用，避免由于损坏造成控制装置误判。

高压室，每80m²配置一台，大约3到6台，这样配置可以避免局部的环境状态的不均衡。

如有特殊需要高压室的一次电缆沟，每隔20米安装一个温湿度传感器，一般在2台到4台。

为了保证室温度能够有效控制，配电室应安装工业级大功率冷暖双制型空调。

空调应至少具备制冷、制热、除湿、送风四种工作模式，发生故障时能自动检测，并可通过远程通讯，将自身状态上传至主站。

发生断电后，一旦供电恢复，空调应能按照原有设定继续运行。

每匹空调的制冷量大约对应100-150M3空间体积，对于配电室有电容器室和站用变室等发热量较大的空间，应增大空调容量或调整控制参数。

空调启动应以室温度作为主判据，在未安装除湿机的条件下，室湿度也应作为辅助启动判据，空调应支持与室循环安装的轴流风机联动。

（3）湿度调节由于湿度对高压设备的影响更加显著，对于监测湿度较大的变电站可考虑在高压室配置除湿机。

除湿机应选择循环风量大、除湿量大、速度快、适宜空间比较大的工业除湿机。

除湿机容量应按照240升/24H除湿量（标准测试条件）大约对应300-400 M3空间体积进行选择。

除湿机的启动应以室湿度作为主判据，在室湿度超过设定值后启动，当室湿度低于返回值时关闭，除湿机应支持与室循环安装的轴流风机联动。

4.4 排水单元为防止出现电缆层（沟）出现积水的状况，配置2台水位传感器分别作为上水位和下水位条件，当上水位信号动作后，启动排水泵（潜水泵或普通离心泵）的电源开始排水，当下水位信号消失后，关闭排水泵。

系统应具备排水泵的保护装置和告警信息采集。

排水泵应根据现场状况选择使用，排水泵应该固定安装，排水管应选用耐用并适合固定安装，水管口径应与排水泵匹配。

4.5 消防系统接口环境控制装置应具备与变电站火灾自动报警装置的接口，报警主机应自带通讯接口，并对消防报警装置厂家提供通讯协议，可实现该装置与火灾报警装置联动功能。

4.6 照明控制单元智能辅助控制平台通过照明控制单元与照明回路的接触器配合，可以实现照明回路的状态监测及远方遥控功能，满足配电室环境控制目标。

4.7 其它辅助设施需对变电站配电室空调、风机、百叶窗、照明、墙（地）面等进行综合整治，确保满足环境控制装置的联动控制需要。

5典型10kV配电室监控改造布置图附件二、xxx配电室环境综合整治后的效果1 整体布局图：高压室包括:8个温湿度传感器、3个电动窗、2个排风机、2台10P工业空调、2台240L/天的工业除湿机2 室外温湿度传感器，当室外环境满足要求时，联动电动窗、排风机，通过室外空气循环达到环境控制目的。

3 室温湿度传感器间隔安装，保证控制区域温、湿度均衡，为控制系统提供控制依据4 空调、除湿机：与区域温湿度传感器联动，达到预设的控制围5 电动进气窗：与排风机联动，需要室外空气循环时，排风机开启时，电动窗自动开启进气，排风机停机时，进气窗关闭6 排风机：比较室外温湿度状况，与电动窗联动，需要室外空气循环达到降温除湿目的时，排风机开启。

7 高压室电缆层设备安装图XXX变电站电缆层在建筑上共分隔成6个隔间，共计安装6个温湿度传感器、6个烟感报警器、6对进排气端口、1个进气循环风机、1个排气循环风机、2个水泵。

7.1 电缆层空气循环通气口，系统通过经除湿降温处理的干燥空气循环，达到电缆层降温除湿目的7.2 安全保护：系统与烟感（消防系统）联动功能，当烟雾传感器动作时，发出告警信号并闭锁所有设备，关闭空气循环系统，避免事故扩大化。

所有的空调、除湿机、排风扇、电动窗、排水泵、循环风机等都有独立的电源控制，紧急情况下，工作人员可以直接手动退出或投入这些设备的运行7.3 电缆层进气、排气循环风道7.4 电缆层进气、排气循环风机：与电缆层隔间温湿度传感器联动，通过判断电缆层的温湿度信息循环风机通过，实现开停机。

循环风机配置有热继电器，故障时能够自动断电7.5 水泵控制器的信息采集：系统通过水泵控制器实现水泵的自动控制，有积水时自动开启排水，并且采集水泵的工作状态信息8 主控室安装控制系统主机、4个分散布置的温湿度传感器、普通空调控制器，预留到通讯网的接口和布线9 站控制装置9.1 实时数据显示、历史数据查询：系统可以实现不少于6个月时数据存储和查询，包括温湿度信息、空调、除湿机、循环风机、电动窗、排风机、水泵等的动作信息9.2 系统自检测：系统通过采样控制对象的动作信息，判断控制指令发出后，控制对象实际动作情况，可以及时判断、质检和电动窗、风机、排风扇、空调、除湿机、排水泵的运行状况，判断故障设备，及时闭锁相关设备和发出故障报告，避免事故扩大化。

电流反馈采样传感器、开关量反馈采样端子9.3 远程监视站端控制系统支持GPRS无线、网络、串口、短信等多种数据远传功能，GPRS无线数据传输采用SM2加密方式加密。

9.3.1 远程主站系统监视画面9.4 移动终端画面。