10kV配电室湿度典型时序分析_詹文.pdf

2023.05/10kV 配电室湿度典型时序分析詹文(国网晋江市供电公司)摘要:10kV 配电室作为配电传输环节中的重要组成部分，其运行是否正常直接关系到电网的安全稳定，为优化配电室湿度控制策略，提出基于典型时序分析的配电室湿度整治方法。首先介绍配电室湿度典型时序分析方法，明确数据来源、数据处理方法，阐述细化分析对象的选择依据。其次逐一论述山区、沿海、湖泊三种典型环境下的配电室湿度时序分析案例，通过时序分析方法研究配电室潮气来源与湿度超标时序分布规律。最后根据时序分析结果，针对潮气来源进行针对性治理，并在此基础上提升配电室湿度控制的高效节能策略，改善配电室运行的湿度指标，为设备的稳定可靠运行创造基本条件。关键词:配电室;湿度控制策略;时序分析0引言配电室内潮湿、凝露等现象经常发生，势必会影响到内部电气设备的正常运行，对供电可靠性造成严重影响，厘清配电室内部潮湿空气的来源是从根本上解决此问题的关键。目前专家学者普遍认为 10kV 配电室湿气来源的主要通道有两个，一是配电室电缆孔洞是室外水汽进入的主要通道，应进行全面封堵;二是配电室玻璃窗、轴流风机、百叶窗等设施使户外高湿度空气对室内环境湿度产生影响1。通过配电室室内湿度、配电室电缆沟湿度、配电室室外湿度的关联性分析可诊断配电室室内潮湿空气的来源，并根据其所处沿海、山区、湖泊等环境位置，结合降雨、湿度、昼夜温差等属地微气候特征，总结不同环境下的配电室湿度超标季节性分布规律与单日时间分布规律，提出潮气源头封堵、除湿装置高效节能控制策略等防潮整治优化方案2。1配电室湿度典型时序分析方法通过配电室环境监测系统获取配电室湿度传感器告警数据，通过气象系统获取配电室属地镇区气象站湿度、降雨量、温度等数据。通过对配电室湿度告警信号进行数据场景识别与切片，获得 10kV 配电室室内湿度告警频次，并对配电室室内、室外湿度、配电室电缆沟湿度及所属镇域气象站湿度进行数据相关性分析，得出 10kV 配电室湿度整体概况的初步结果。根据初步分析结果选取部分配电室进行细化分析，选择的依据主要有以下两点:一是受限于目前配电室环境监测系统仅能提供湿度传感器告警开始时刻与告警结束时刻的数据，无法提供历史连续采样点的遥测数据，因此研究对象应具备一定数量的湿度告警历史次数。二是配电室站址若位于海边、山区、湖泊等特殊环境，室内湿度跟随环境变化更为显著，具备更强的典型性。根据上述选取依据，对泉州地区 2020 年 7 月至2022 年 9 月的 10kV 配电室室内湿度告警信号、配电室室外湿度告警信号、配电室电缆沟湿度告警信号进行初步时序分析，选取了山区型-后溪配电室、沿海型-蓬山配电室、湖泊型-西湖配电室这三个配电室进行细化分析。通过配电室室内湿度、室外湿度、电缆沟湿度及配电室属地气象站湿度、降雨量、昼夜温差数据进行多维时序数据关联分析，获得配电室室内潮气来源诊断结果，并针对不同的典型环境优化除湿策略。2典型环境下的配电室湿度时序分析案例2.1山区型-后溪配电室对 2020 年 7 月至 2022 年 9 月的后溪配电室电缆沟湿度告警数据、配电室室内湿度告警数据进行数据切片与整理统计，与后溪属地湖头镇气象站的湿度、降雨量数据在统一坐标体系下进行分析。2020 年 7 月至 2022 年 9 月后溪配电室电缆沟在夏季暴雨时段、春秋冬季节小雨时段易出现湿度超标情况，传感器(传感器 WS14、WS16、WS17)全年雨季湿度超标(75%H)情况严重，电缆沟湿度超标告警信号时间分布范围涵盖配电室室内湿度超标(75%H)告警信号时间分布范围。对后溪配电室室12电气技术与经济/研究与开发/2023.05内湿度告警时间月度分布情况进行分析，湿度超标分布情况相对集中，全年季节性特征较为明显，秋季降雨易导致配电室室内湿度超标。从单日时间分布规律来看，后溪配电室室内单日湿度超标告警次数分布情况随时间的变化规律与配电室电缆沟单日湿度超标告警次数分布情况的变化规律相关性较高，与外部环境单日湿度超标告警次数分布情况相关性较低。配电室室内单日湿度整体变化趋势在晨间 6 时到达第一次高峰，在上午 8 时到达低谷，经历先升后降的变化后于下午 4 时达到第二次高峰，夜间缆沟潮气整体维持在较高水平。后溪配电室位于安溪县湖头镇山区，相较于沿海地区而言，湖头镇山区昼夜温差较大，与同地区位于沿海的东石镇(约 2km)进行昼夜温差对比，湖头镇秋季(7 8 月)昼夜温差最为显著。较高的昼夜温差使得日间室外温度较高时，电缆沟水汽蒸发进入室内，空气中的水分在温度较高的中午达到饱和状态，在温度较低的傍晚、夜间处于过饱和状态，秋季(7 8月)显著的昼夜温差加剧湿度超标与凝露现象，强化山区型变电站季节性湿度超标分布规律，损害设备安全稳定运行3。2.2沿海型-蓬山配电室近三年夏季至初秋(5 9 月)时段的每一次中高强度降雨，几乎都伴随着蓬山配电室(传感器 WS6，WS7)出现湿度超标(75%H)，蓬山配电室湿度超标告警时间与属地降雨情况相关性较高(湿度及降雨量数据取自英林镇洪塘小学气象站)，季节性周期变化特征显著，说明蓬山配电室湿度超标的主要原因是受到外部降雨的影响。蓬山配电室未配置电缆沟湿度传感器与水浸监测，或相关信号未上传至环境监测系统，故无法进行室内湿度与缆沟湿度相关性分析。对 2020 年 7 月至 2022 年 9 月的配电室室内湿度告警时间月度分布情况进行分析，蓬山配电室室内湿度超标季节性分布相对集中，每年夏季与初秋(5 9月)易出现湿度超标现象。从单日湿度超标时间分布规律来看，蓬山配电室单日湿度超标时间分布规律特征明显，湿度超标频次在凌晨至清晨逐步上升，并于上午 8 时达到顶峰，而后逐渐下降，趋于平缓。蓬山配电室室内单日湿度超标时间分布规律与室外单日湿度超标时间分布规律相关性低，可见蓬山配电室室内湿度不与室外湿度进行即时跟随变化。蓬山配电室位于晋江县东石镇沿海区域，距离海边直线距离约 0.5km 左右，其 10kV 配电室墙面装有百叶窗、抽流风机，并已采取百叶窗安装铝合金推拉窗、轴流风机户外通风口套装铝合金常闭百叶窗等规范密闭措施，使室内湿度不随室外高湿环境发生跟随变化。2.3湖泊型-西湖配电室对 2020 年 7 月至 2022 年 9 月的西湖配电室湿度告警信号、配电室室外湿度告警信号及配电室属地气象站(龙湖镇气象站，距离西湖约 2 公里)温度、湿度数据进行时序分析。西湖配电室电缆沟共设 5 个湿度传感器，2020 年 7 月至 2022 年 9 月未出现湿度超标报警信号，且西湖配电室室外单日湿度变化情况与龙湖镇气象站单日湿度变化情况相关性较小。对配电室内与配电室外相对湿度两者数据进行回归与相关性分析，西湖配电室室内空气湿度和室外空气湿度近似的呈线性相关关系，可见西湖配电室室内空气湿度主要是受到室外湿度的影响。从湿度超标告警信号全年月度分布规律来看，西湖配电室湿度告警信号分布相对分散，月度分布规律不明显，除 5、6 月超标频次较高外，3 4 月、7 9 月均有一定分布。西湖配电室距离西湖湖泊水体直线距离约200m，城市中的小型园水体在炎热潮湿的夏季白天对周边一定范围内有着显著的“增湿”效果。西湖配电室受周边湖泊的微地型小气候影响，因此出现了室内湿度与室外湿度相关度较高，但与属地气象湿度相关性较低的湖泊型湿度超标情况分布特点，如图 1 所示。图 1配电室室内与室外相对湿度相关性分析22电气技术与经济/研究与开发2023.05/3基于典型时序分析的优化运维策略后溪配电室在夏季暴雨时段、春秋冬季节小雨时段易出现湿度超标，室内湿度与电缆沟湿度相关性较高，单日超标湿度分布特征显著，近三年多个传感器(传感器 WS6、WS7)分别于 2020 年 8 月下旬、2021年 8 月下旬、2022 年 8 月下旬出现湿度超标(75%H)告警。基于典型时序分析结果，提出后溪配电室优化运维策略，后溪配电室应提升秋冬降雨前配电室电缆沟及室内湿度超标的预防措施，一是在秋冬降雨前提前采取除湿措施，特别是确保上午 6 时与下午4 时湿度易超标时段除湿装置处于开启状态;二是加强潮气源头封堵，检查进出配电室电缆孔洞封堵情况，降雨时段开展特巡，检查电缆沟是否存在积水。若电缆沟已采取防火泥、砌砖墙措施后室内湿度仍不达标，应在砖墙外部(或紧贴砖墙)增设一道沙墙，提高潮气封堵能力;三是加强开关柜电缆孔洞密封，柜内侧用防火泥、防火隔板封堵，以豆腐块形式“明”堵。电缆之间的小空隙应填堵防火泥。孔洞直径大于 50mm 的必须用防火隔板衬底，再以防火泥封堵，不得仅使用防火泥封堵4。图 2配电室结构墙下的砖墙、沙墙及电缆孔洞封堵示意图蓬山配电室湿度超标的主要原因是受到外部降雨的影响，但从单日时间分布规律来看不发生即时跟随的变化，基于未配置的电缆沟湿度监测情况使潮气来源分析诊断结果有待进一步考证。基于典型时序分析结果，提出蓬山配电室优化运维策略，蓬山配电室应做好夏季至初秋(5 9 月)湿度易超标时段的预防工作。一是确保夏季至初秋(5 9 月)降雨高湿度时段紧闭配电室的门窗，不宜开启通风装置，并确保早晨(6 9 时)湿度易超标时段除湿装置处于开启状态;二是加强配电室电缆湿度与水浸监测，配置电缆沟湿度与水浸监测传感器，若已配置传感器应将相关信号上传至环境监测系统;三是检查环境监测系统智能控制模块对除湿装置、空调、轴流风机的自动启停、除湿、制冷等自动切换控制策略是否正常实施;32电气技术与经济/研究与开发/2023.05四是进行频繁告警传感器的维修更换，蓬山配电室WS6、WS7 传感器存在偏离阈值的频繁告警现象，开始告警值与结束告警值偏离阈值较多，应进行维修或更换。西湖配电室受湖泊水体“增湿”作用，室内湿度易受室外湿度的影响，水体的存在一定程度上弱化了季节性湿度分布规律，使西湖配电室春、夏、秋季均易出现湿度超标的情况。基于典型时序分析结果，提出西湖配电室湿度优化运维策略，一是加强季节性湿度超标预警与单日湿度易超标时段防范，春季至初秋(3 9 月)时段紧闭配电室的门窗，不宜开启通风装置，并确保上午 8 时与下午 5 时湿度易超标时段除湿装置处于开启状态;二是落实轴流风机通风口百叶窗控制策略，根据环境监测系统实时画面显示，西湖配电室轴流风机未工作期间金属窗仍长期处于开启状态。应做好门窗密封和室内湿度控制，轴流风机户外通风口应套装铝合金常闭百叶窗，轴流风机正常应处于关闭状态，可在需要时短时开启;三是加强轴流风机通风口防尘、防水与穿墙管线防水处理，配电室通风窗应在百叶扇基础上，增加铝合金推拉窗;进入配电室的管线应结合停电或在基建阶段对其四周接缝、穿透螺栓部位涂防水胶。4结束语通过配电室湿度典型时序分析，明确山区、沿海、湖泊三种典型环境下的配电室湿度超标的潮气来源、季节性湿度超标分布规律、单日易超标时段，并剖析配电室所在环境的微地形小气候对配电室室内湿度产生的影响。根据配电室湿度典型时序分析结果，针对潮气来源制定针对性的治理措施，提出“一站一策”高效节能的配电室湿度控制策略，为配电室设备的稳定可靠运行创造良好的条件，提升配电室精益运维水平。参考文献 1刘兴栋 浅谈湿度对站房类设备的影响及应对措施 J 电子制作，2016，312(16):67-68 2吴思昊 配电房运行环境综合监测评估方法研究 D 厦门:厦门理工学院，2020 3陈洋 高压配电室热湿环境模拟与通风优化设计研究 D 郑州:郑州大学，2021 4邹奇烽 变电站高压配电室环境控制技术研究及应用 D 广州:华南理工大学，2019(收稿日期:2023-03-31)42电气技术与经济/研究与开发