智能新風系統方案
變電站（配電房）智能新風系統
一、產品背景
隨著電力工業的飛速發展，電力供需矛盾發生了很大的變化，特別是隨著電力企業改革的進一步加速，如何利用高新科技手段來適應市場經濟，如何提高效率、降低成本、實現高效優質服務，已經成為實現電力生產全產業鏈現代化的重要任務。
變電站（配電房）高壓室設備作為電力傳輸環節中的重要組成部分，其運行是否正常直接關系到電網的安全穩定。目前，大部分變電站（配電房）高壓室均設置有玻璃窗、軸流風機和百葉窗，用來通風散熱。但這種設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，上半年多雨，在梅雨季節即使門窗關閉，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，嚴重危及電力設備的安全運行。
變電站（配電房）環境質量問題越來越受到重視，南京順泰科技有限公司經過多年經驗積累，根據不同地區的氣候環境和需求而研發的新型產品——智能新風系統，是改善電房空氣質量、降溫除濕的重要手段。適時啟動新風系統是保證變電站（配電房）內環境滿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題。
二、溫濕度對開關柜設備效能的影響
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，一旦進入臨界濕度后，腐蝕性由化學腐蝕變成電化學腐蝕，銹蝕進程發生質變，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。銹蝕對開關柜內設備主要存在以下影響：
1.開關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，是導致設備發熱缺陷的一個重要原因。
2.對開關柜內操動機構而言，金屬零部件的銹蝕是導致機械轉動部分卡澀的主要原因，同時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.潮濕會引起開關柜內的輔助開關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.開關柜殼體銹蝕將降低開關柜的整體防護性能，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生凝露時，引起柜內二次設備絕緣性能下降，如柜內平時不帶電的繼電器線圈，長期工作在濕度較高的環境下，水分會滲入線圈絕緣部分，使線圈受潮，絕緣性能下降；繼電器的常開節點也可能由于受潮導致短路，引起設備誤動。
2.開關柜集成度高，柜內一次設備的絕緣強度相對較小，當空氣濕度增大時，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故障的概率。
2.3濕度過低影響自動化設備的正常工作。
三、電力行業目前主要降溫除濕方法
（一）配電房室內安裝工業除濕機，對室內整體環境進行整體除濕，從而降低設備內部的濕度。這種工業除濕機功率大、耗能高，除濕機頻繁啟動，使用壽命有限。
（二）柜內安裝電加熱器，對設備內部進行加熱，通過提高柜內溫度，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.開關柜體數量眾多，每個柜體都需要安裝，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的概率提高。
3.部分開關柜內部空間狹窄，設備安裝緊湊，沒有預留空間專門用于安裝除濕器，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都帶有難以克服的問題。建議對整個房間內部進行整體除濕，從根本上解決電力設備內部的潮濕問題，大大延緩電力設備銹蝕進程，增加設備可靠性，延長運行壽命。
四、開關柜溫濕度控制的標準
查閱相關資料，開關柜運行環境濕度的控制并沒有具體的要求，但可參考以下相關標準：
1.《220kV—750kV變電站設計技術規程》（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。空調房間的室內溫度、濕度應滿足工藝要求，工藝無特殊要求是，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.《火力發電廠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.《國家電網公司變電運維管理規定（試行） 第5分冊 開關柜運維細則》（國家電網企管〔2017〕206號），第1.4.1條規定：“應在開關柜配電室配置通風、除濕、防潮設備，防止凝露導致絕緣事故”。第1.4.3條規定：“運行環境較差的開關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除濕機等措施，空調的出風口不應直接對著開關柜柜體，避免制冷模式下造成柜體凝露導致絕緣事故。”第1.4.4條規定：“開關室長期運行溫度不得超過50℃，否則應采取加強通風降溫措施（開啟開關室通風設施）。”第1.4.5條規定：“高壓開關柜配電室內相對濕度保持在70％以下，除濕機應定期排水，防止發生柜內凝露現象,空調應切換至除濕模式。”
五、智能新風系統
5.1系統簡介
5.2系統原理
智能新風系統充分利用電房內外的環境條件溫差，引入室外清潔的冷空氣對電房內進行自然降溫，同時排出電房內的熱空氣，依靠大量的空氣流通，有效地將電房內的熱量迅速向外輸出，實現室內散熱。通過減少空調的使用時間，從而大幅度降低電能消耗和營運成本、延長空調使用壽命。
5.3系統功能
5.3.1實時監測電房內外溫濕度
當室外溫度低于室內設定值，控制器開啟新風機引入室外新風，同時關閉室內空調達到節能效果。
在確保室內環境的前提下，依據室內外溫濕度，控制風機、空調的切換運行。
當室內溫濕度與要求值差距較大且通過新風系統不能滿足要求時，系統開啟制冷、制熱功能，同時系統關閉進出風口風閥起保溫功能。
5.3.2與輔助設備聯動功能
新風系統可以接入煙感、紅外、門磁、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，且可以聯動控制或上傳信號。
5.3.3延時啟動功能
系統具備有效防止風機與壓縮機頻繁切換的功能，新風系統與制冷（熱）壓縮機切換設置有延時功能，延時時間可調。
5.3.4顯示與查詢功能
系統具備8寸真彩觸摸屏顯示屏顯示功能，操作清新簡便，并可進行參數設置。
5.3.5系統平臺功能
通信接口選用RS-485智能接口，遠程實時讀取和設置系統運行狀況、告警信息、操作信息、運行時間以及機房環境、壓縮機運行狀態、供電狀態等信息。
遙信：電力智能新風系統進排風風機的運行狀態，系統的工作狀態，故障狀態；
5.3.6噪音小
我司新風系統風機選用低噪音風機，進風裝置噪音小于64db，排風裝置噪音小于60db。
5.3.7節能效果顯著
5.3.8防塵效果好
5.3.9具有故障告警功能
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上傳到后臺數據庫，可通過TCP/IP協議傳送數據。
5.3.11系統擴展功能
5.4系統技術參數
5.4.1工作電壓：AC220V/（DC48V/DC24V）/380V
5.4.2進風量：200-4500 m3/H（可按要求調整）
5.4.3排風量：4000 m3/H（可按要求調整）
5.4.4制冷（熱）量：380V/12kW
5.4.5風機換風量：≥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通訊方式與協議：RS485/GPRS/RJ45
5.4.10噪音：進風機＜64dB，排風機＜60dB
5.4.11可接入設備：煙感、紅外、門磁、水浸、SF6氣體等
5.5系統核心技術
5.5.1優化邏輯控制技術
連續采集晝夜、季節、室外、室內區域環境溫濕度值的變化。準確計算電房內各“區域”平面與外部環境溫濕度值之間的關系。
5.5.2控制算法可設定
動態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時運行狀況，配以智能化的控制算法軟件，優化壓縮機運行周期，平衡空調設備供冷量與目標溫濕度值之間的關系。
5.5.3通風效率高
根據電房內外溫差，使電房內外兩側氣體進行熱量交換，降低室內溫度。主要采用直接混合熱方式，只將室外新風作為冷源，直接降低室內溫度。
5.5.4自動除塵技術
濾網長期過濾空氣，需要定期除塵，本產品自帶智能凈化除塵功能，免維護，安全高效。
5.6系統優點
5.6.1智能新風系統從根本上對室內環境降溫除濕，這種方法直接減少整體環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。由于不會對設備加熱，增加銹蝕速度，延長設備的壽命。
5.6.2智能新風系統直接對眾多開關設備等所在的室內整體降溫除濕，相當于同時對每個開關設備降溫除濕。
5.6.3智能新風系統安裝在開關設備外部，空間富裕，不用專門預留出空間專門用于安裝智能新風系統，導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智能新風系統可控制所有設備完全處于《220kV—750kV變電站設計技術規程》、《火力發電廠電子計算機監視系統設計規定》、五通開關柜運維細則、ABB廠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：智能新風系統是通過除濕使相對濕度降低，所以當出現問題時，室內濕度仍然比較低，在密封性經過處理情況下，可保持幾十個小時不凝露。同時智能新風系統安裝在在室內，柜體外，所以維護很方便，不需要斷電。
6.3節能減排，效率高：智能新風系統是一種系統方案，通過傳感器信息采集，控制智能新風系統主機工作狀態，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，低濕保持時間越長，能耗越低。
七、系統效益分析
7.1維護成本低。
智能新風系統安裝維護無需停電，不存在停電成本。
7.2運行成本低
常規工作狀態，當環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；當環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。
同時電力設備的運行狀態好壞直接決定電力系統的安全和效益，無論哪種設備出現不正常工作狀態若不及時處理很可能會發展成故障，導致設備損壞、人身事故，電網停電事故，進而造成不可估量的后果。對設備進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，直接經濟效益十分顯著。
八、引用標準
智能新風系統符合以下標準：
GB 2900.1-82 電工名詞術語:基本名詞術語
GB/T 2423.1-2008 電工電子產品基本環境試驗規程，試驗A：低溫試驗方法
GB/T 2423.2-2008 電工電子產品基本環境試驗規程，試驗B：高溫試驗方法
GB/T 2423.17 電工電子產品基本環境試驗規程
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 電工電子產品自然環境條件溫度和濕度
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 運輸包裝收發貨標志
GB 6999-2006 環境試驗用相對濕度查算表
GB/T 1122-1999 高壓開關設備和控制設備標準的共同技術要求（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程中應注意以下問題，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變電站的門窗應注意保持關閉，為保證檢修和操作安全，可在操作和巡視時打開，防止開關柜故障氣壓傷人；
9.3變電站空調在冬天宜關閉，且出氣口不得正對開關柜柜體，防止制冷模式下造成開關柜凝露；
9.4所有風機除采用自動開啟模式外，還應有手動開啟模式，避免SF6開關漏氣，且手動電源開關必須設置在戶外；
9.5應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、系統配置方案
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序號 |
名稱 |
型號 |
圖片 |
數量 |
備注 |
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1 |
智能新風系統 |
STXF05B/STXF03B |
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1套 |
根據設備散熱量/室內空間選型 |
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2 |
電動百葉窗 |
ST-BY |
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1只 |
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3 |
室內溫濕度變送器 |
STB-20N |
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4 |
室外溫濕度變送器 |
STB-20W |
|
1只 |
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5 |
系統電源箱 |
JXF1 |
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1套 |
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6 |
室內封堵 |
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1項 |
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十一、現場安裝圖
公司名稱：南京順泰科技有限公司
公司網址：ratimake.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：025-52638900
