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 (7)
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
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。