引言
在配電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)過程中,最重要的是保障設(shè)備正常、可靠的運(yùn)行,不間斷地持續(xù)供電。眾所周知,外部運(yùn)行環(huán)境對配電設(shè)備有重要影響,惡劣的運(yùn)行環(huán)境容易造成設(shè)備出現(xiàn)故障,其中污穢和潮濕是尤為重要的兩大因素。開發(fā)配電房循環(huán)除塵裝置最主要的目的是減少配電房內(nèi)的污穢,保證通風(fēng),盡量減少外部環(huán)境對配電設(shè)備造成的不良影響。合理運(yùn)用配電房循環(huán)除塵裝置,能夠保障配電設(shè)備正常運(yùn)行,確保其供電可靠性。
1研發(fā)背景
電網(wǎng)分為電壓等級(jí)在110kV及以上的輸電網(wǎng)和電壓等級(jí)在10kV以下的配電網(wǎng)。輸電網(wǎng)設(shè)備數(shù)量少、集中度高、建設(shè)周期長、供電范圍可達(dá)數(shù)百公里,從其規(guī)劃、建設(shè)到投入生產(chǎn)具有成熟的設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),可以避免多方面的不利因素。特別是其項(xiàng)目選址,會(huì)考慮地質(zhì)結(jié)構(gòu)、交通條件、周邊環(huán)境等因素,避免生產(chǎn)設(shè)備受外界不良因素的干擾,所以其選址一般屬于比較偏遠(yuǎn)地區(qū)。
配電網(wǎng)的設(shè)備電壓低,供電范圍僅為3～4km,一般都是直接在用電負(fù)荷附近建造。城市的各個(gè)角落有不同的用電負(fù)荷,其周邊的運(yùn)行環(huán)境多種多樣。在多樣的運(yùn)行環(huán)境下,對配電網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)變得相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性。特別是在工業(yè)區(qū)和城市道路兩側(cè),如果不定時(shí)清掃,配電房的門窗和室內(nèi)會(huì)沾附大量污穢。以禪城供電局的張力坑片工業(yè)園區(qū)為例,該區(qū)域?yàn)橹募徔棶a(chǎn)業(yè)連片集中區(qū),區(qū)域內(nèi)的紡織工廠產(chǎn)生的飛絮較多,如果沒有清掃防護(hù)措施,久而久之會(huì)在配電設(shè)備上粘附明顯的污穢,當(dāng)空氣變得潮濕,這些飛絮就會(huì)吸收水分,降低設(shè)備的絕緣強(qiáng)度,形成強(qiáng)烈的局放現(xiàn)象,甚至炸柜,導(dǎo)致線路跳閘。
2循環(huán)除塵裝置的設(shè)計(jì)方案
循環(huán)除塵裝置不同設(shè)計(jì)方案的系統(tǒng)運(yùn)行方式如圖1所示。
2.1總體設(shè)計(jì)方案
配電房循環(huán)除塵裝置的設(shè)計(jì)方案為:在配電房設(shè)置4處(視配電房具體構(gòu)造而定）通風(fēng)點(diǎn),分別安裝上大功率風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)的外邊設(shè)置有不銹鋼通過管道,管道截面安裝有孔徑合適的過濾網(wǎng),通風(fēng)機(jī)在溫控箱及繼電器的控制下可以正常通風(fēng)并過濾外部飛絮及灰塵。通風(fēng)機(jī)在溫控箱的控制下可以反轉(zhuǎn)通風(fēng),在反轉(zhuǎn)工況下可以自動(dòng)清掃過濾網(wǎng)上的灰塵及飛絮,達(dá)到自動(dòng)清潔的效果。
2.1.1溫度對除塵裝置的影響
根據(jù)配電設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律及當(dāng)?shù)靥鞖獾淖兓绊?配電房的循環(huán)通風(fēng)裝置不需要24h長時(shí)間開啟,而是會(huì)依據(jù)配電設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境溫度進(jìn)行條件觸發(fā)。從年度周期來說,通風(fēng)系統(tǒng)在夏天的開啟頻率明顯高于其他季節(jié):從一天來說,負(fù)荷高峰會(huì)出現(xiàn)在10:00一15:00這個(gè)時(shí)間段內(nèi),而且這個(gè)時(shí)間段也是每天氣溫最高的時(shí)間,通風(fēng)系統(tǒng)被觸發(fā)開啟的概率會(huì)比其他時(shí)間段大,所以在通風(fēng)系統(tǒng)需要被開啟的時(shí)段,設(shè)計(jì)其應(yīng)該處于運(yùn)行狀態(tài)1,正常通風(fēng),在其他峰谷期或者運(yùn)行環(huán)境溫度較低未達(dá)到觸發(fā)值的時(shí)段,設(shè)計(jì)系統(tǒng)擇機(jī)啟動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)2,開始自動(dòng)清洗濾網(wǎng)。因此,設(shè)計(jì)系統(tǒng)的啟動(dòng)溫度為高于35℃時(shí)開啟。
2.1.2濕度對除塵裝置的影響
在南方特有的梅雨天及回南天,空氣濕度特別大,這時(shí)即使溫度未達(dá)到裝置設(shè)定的啟動(dòng)溫度,但是由于空氣流動(dòng)性差,也必須開動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng),保證配電房內(nèi)的空氣流通,降低濕潤空氣與冰冷墻壁及設(shè)備外殼的接觸時(shí)間,使其表面保持干爽。因此,系統(tǒng)設(shè)定當(dāng)周邊環(huán)境的濕度大于90%時(shí)開啟。
2.2濾塵網(wǎng)的選擇
為了同時(shí)保障通風(fēng)系統(tǒng)換風(fēng)量及濾塵效果,對濾塵網(wǎng)進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)、安裝,最終實(shí)現(xiàn)在保障配電房設(shè)備散熱的基礎(chǔ)上,大幅降低空氣中的污染顆粒物。
過濾網(wǎng)由直徑為較小的細(xì)過濾網(wǎng)和直徑較大的粗過濾網(wǎng)組成,粗過濾網(wǎng)安裝在通風(fēng)管道的最外層,直接與外界空氣接觸,主要目的是把較大的飛絮及污染漂浮顆粒物阻擋在這一層外面,與粗過濾網(wǎng)相距一定距離的細(xì)過濾網(wǎng)可以將粗過濾網(wǎng)不能阻擋的灰塵阻擋下來,提高進(jìn)入配電房的空氣質(zhì)量。
2.2.1通風(fēng)量
首先測量通風(fēng)系統(tǒng)在沒有安裝任何過濾網(wǎng)的情況下,風(fēng)速為8.5m/s,我們要求在加裝過濾網(wǎng)之后,風(fēng)速不能小于原風(fēng)速的80%。
2.2.2污穢過濾
在滿足風(fēng)速要求的情況下,我們檢測裝置對飛絮的過濾效果。收集現(xiàn)場飛絮l00g,通過模擬風(fēng)道,試驗(yàn)不同規(guī)格過濾網(wǎng)的過濾效果。
3控制電路的設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)要求:(1）當(dāng)時(shí)間達(dá)到指定時(shí)間,sJ時(shí)間繼電器切換到位置2,啟動(dòng)通風(fēng)裝置,系統(tǒng)控制風(fēng)機(jī)正轉(zhuǎn),配電站內(nèi)正常通風(fēng)。(2）如果未到指定時(shí)間,但是如果可手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)sB,啟動(dòng)除塵裝置正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn):溫度達(dá)到設(shè)定溫度值,除塵裝置開啟:達(dá)到指定濕度值,通風(fēng)裝置開啟。
經(jīng)過設(shè)計(jì),系統(tǒng)的控制電路如圖2所示。
4循環(huán)除塵裝置的應(yīng)用
為了檢驗(yàn)循環(huán)除塵裝置的實(shí)際效果,我們選取了佛山禪城供電局的一間公用開關(guān)站和一間公用配電站作為試點(diǎn)。
上朗聯(lián)八公用開關(guān)站內(nèi)設(shè)備全部為10kV高壓柜,沒有低壓電源,電房內(nèi)的照明、風(fēng)機(jī)所需的0.4kV電源取自l0kV自動(dòng)化高壓柜的站用配變柜。該開關(guān)站原設(shè)計(jì)為兩臺(tái)進(jìn)風(fēng)機(jī)及兩面出風(fēng)百葉窗,是一個(gè)典型的運(yùn)行在高污穢地區(qū)的配電網(wǎng)開關(guān)站。經(jīng)過改造,我們封堵了兩面出風(fēng)百葉窗,并在百葉窗原有位置安裝了兩臺(tái)出風(fēng)風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)全部由控制箱按照設(shè)計(jì)邏輯進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控。
大富小布4號(hào)公用配電站與上朗聯(lián)八公用開關(guān)站的情況稍有區(qū)別,其內(nèi)部除了高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、直流屏以外,還有兩臺(tái)干式變壓器。兩臺(tái)變壓器發(fā)熱量比較大,需要按照設(shè)計(jì)方案2對其加裝延伸通風(fēng)管道,強(qiáng)化通風(fēng)效果。該配電站有穩(wěn)定的低壓電源,所以將控制箱整體更換為PLC設(shè)備,用PLC代替繼電箱為系統(tǒng)提供相應(yīng)的開啟關(guān)閉控制,并為今后遠(yuǎn)程控制預(yù)留空間。
循環(huán)除塵裝置安裝好后,經(jīng)過實(shí)地試驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)除塵系統(tǒng)外濾網(wǎng)為8mm、內(nèi)濾網(wǎng)為lmm,并且兩個(gè)濾網(wǎng)之間的距離為3cm時(shí),系統(tǒng)滿足關(guān)于通風(fēng)量和除塵效果的兩項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。
通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)速為7.3m/s,被隔絕在過濾網(wǎng)外的飛絮為90g,過濾效果良好。
5循環(huán)除塵裝置的使用效果
5.1安裝前后效果對比
在使用配電房循環(huán)除塵系統(tǒng)以前,我們對配電房的運(yùn)維規(guī)則是每一季度需要對配電房
進(jìn)行清掃,每次配電房內(nèi)平均每平方米約有50g的揚(yáng)塵及飛絮。
安裝配電房循環(huán)除塵系統(tǒng)后,我們?nèi)耘f按照原運(yùn)維規(guī)則對配電房進(jìn)行巡視,發(fā)現(xiàn)在同等條件下,電房內(nèi)的環(huán)境衛(wèi)生有了明顯改善,每平方米揚(yáng)塵約為5g。
安裝循環(huán)除塵裝置的前后效果對比如圖3所示。
5.2經(jīng)濟(jì)效益
按照以前的運(yùn)維規(guī)則,每個(gè)公用配電站及開關(guān)站每季度都要清掃一次,禪城供電局約有l(wèi)500間配電站,清掃一次費(fèi)用為l50元,全年的清理費(fèi)用約為90萬元。配電房循環(huán)除塵裝置全部配件如果量產(chǎn),成本為l000元左右,實(shí)際使用壽命可達(dá)5年以上。5年內(nèi),如果全部配電房都安裝循環(huán)除塵系統(tǒng),可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益,項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益=項(xiàng)目節(jié)省成本-項(xiàng)目發(fā)生成本=90×5-l50=300萬元。
5.3社會(huì)效益
禪城供電局每年約有l(wèi)5起左右的l0kV配網(wǎng)故障是由開關(guān)柜故障導(dǎo)致的,大部分原因是由于配電房環(huán)境惡劣,導(dǎo)致其絕緣下降,發(fā)生炸柜事故,每次的修復(fù)費(fèi)用約為l0萬元,停電時(shí)間約為l0h,如果配電站全部更換成循環(huán)除塵系統(tǒng),每年可節(jié)省的搶修費(fèi)用約為l0萬元,同時(shí)可大大提高供電可靠性,降低停電時(shí)戶數(shù)。
6結(jié)語
隨著城市發(fā)展,保障配電設(shè)備長久正常、良好的運(yùn)行是配電運(yùn)維人員的職責(zé),配電房循環(huán)除塵裝置的普及應(yīng)用,為建立良好的配電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境提供了強(qiáng)有力的支持,不僅大大節(jié)省了運(yùn)維人員的時(shí)間、精力,節(jié)省了供電公司的運(yùn)行成本,還降低了設(shè)備故障率,滿足供電可靠性和配電自動(dòng)化設(shè)備對運(yùn)行環(huán)境的高要求。
