监控行业

注册

 

发新话题 回复该主题

行业干货浅谈配电室智能化运维标准化演进趋 [复制链接]

1#

摘要:配电室作为用户侧负荷终端的供电单元,一方面承担起与电网相连接的电源引入职能,另一方面,作为负荷分配节点在具体的生产及生活中扮演者电能供应不可替代的功用;运行维护是不可或缺的一环,目前,配电室的日常维护很大比重上仍以值守电工进行,但近年来市场上出现了“无人值班、少人值守”的智能化运维趋势,其运维标准化演进过程,呈现了一定的特点,并可作为预见趋势发展的参考依据。

1.概述:

配电室自建设完成后就进入运行维护阶段,运行状态是关系配电室运行“指标”良好的关键,普遍关心的问题就是不发生或少发生停电事件,期间还伴随着能效和安全运行两个维度;二者相比,能效体现的是经济指标,安全体现的生产指标,在新的刑法修正案和新版安全生产法相继颁布的大背景下,参与方的主体责任越发的清晰,事件以及事故的处理更具有针对性,从而有效的保障了安全生产的稳定大局;能效指标更具有自发性,功率因数偏低、会是电力企业的直接罚款;变压器损耗大,意味着同等容量下多支出电费;从具体实践中,更大的促进了各产权单位积极主动采取节能措施,经济性运行。

作为发现问题的环节,运行阶段就应秉持“实事求是”原则,第一时间发现问题,及时干预,在消除缺陷阶段尽早改变原有之不足,从技术上使配电室达到干预后的安全及经济预期,长期以来,此类工作都依靠值守电工的专业技能及职业操守来完成,如何定性及量化的问题应成为地方或者国家标准来进一步规范的范畴。

2.配电室智能化运维的普遍采用的现行标准:

现行配电室的运行维护标准由国家、地方以及行业标准三个部分组成,其中伴随着国家部委及地方政府相关职能机构的改革,其颁布主体也有调整。

国家层面的目前共有两个,分别是GB/T-《高压电力用户用电安全》,其颁布主体为中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局与中国国家标准化管理委员会;以及GB/T-《电力用户供配电设施运行维护规范》,其颁布主体为国家市场质量管理总局与中国国家标准化管理委员会;

地方层面,尤以北京市的最为代表,并且在6年来进行了再版,体现了北京市对于配电室运行维护的重视,以及积极社会化实践取得的成果,走在了全国前列。其标准号分别为DB11/-《变配电室安全管理规范》颁布主体为北京市质量技术监督局以及DB11/-《变配电室安全管理规范》颁布主体为北京市市场监督局;

行业性标准以预防性试验标准为主体并且根据不同发展时期进行了再版,体现了时代特征:DL/T-《电力设备预防性试验规程》颁布主体为中华人民共和国电力工业部;DL/T-《电力设备预防性试验规程》颁布主体为国家能源局;

3.以现行最早的国家标准看配电室人员值守的相关规定:

年GB/T的颁布,在《高压电力用户用电安全》中以推荐性国家标准对于35kV以下的配电室人员值守数量及情形做了明确的规定:

“标准8.3电气工作人员配备”

8.3.1电气工作人员的配备应符合下列要求:

a)用户可根据变(配)电站的设备规模、自动化程度、操作的繁简程度和用电负荷的级别,设置相应的集控站或监控中心,变(配)电站采用无人值班、少人值守的运行管理模式。集控站或监控中心应安排全天24h专人值班,每班不少于2人,且应明确1人为值长。

b)未设置集控站或监控中心的用户:

1)35KV及以上电压等级的变电站,应安排全天24h专人值班,每班不少于2人,且明确其中1人为值长;

2)10KV电压等级且变压器容量在KVA以上的配电室,应安排全天24h专人值班,每班不少于2人,且明确其中1人为值长;

3)10KV电压等级且变压器容量在KVA以下的,宜安排专人值班,不具备值班条件的,应每日巡视。

4.以时间为主线看标准的演进化趋势以及配电室智能化运维的大体功能:

当前最新版的北京市地方标准DB11/-《变配电室安全管理规范》对于判断配电室的智能化运维趋势具有可借鉴性:

其中相关标准如下:

3.3智能运维系统intelligentoperationandmaintenancesystem

建立在物联网、大数据、云计算、移动应用、人工智能等现代信息技术发展基础上,结合传统电气、自控、通信等领域新技术对配电室设备和环境进行监测,用于支撑配电室智能化运维的综合管理系统。

3.4智能化运维intelligentoperationandmaintenance

依托配电室智能运维系统,以实时监测数据为基础,以可视化为手段,以智能化功能为依托,利用智能化数据分析技术,实时监控配电室运行状态,结合线下巡检、抢修等工作,共同保障配电室的安全运行,提高运维效率,降低运维成本,可实现配电室无人值班、少人值守的运维模式。

3.5智能运维中心intelligentoperationandmaintenancecenter

依托智能运维系统,具备对所辖各高压电力用户配电室相关设备及其运行情况进行远方监控、调度、运行管理、数据分析、设备操作与维护、隐患排查与消除、巡视、抢修等功能的指挥中心,可由电力用户建立也可由第三方运维服务公司建立。

3.6智能运维操作队intelligentoperationandmaintenanceteam

依托智能运维系统,负责所辖配电室现场运行维护工作的团队,包括但不限于配电室的设备操作与维护、隐患排查与消除、巡视、抢修等工作。

3.7有人值班配电室manneddistributionroom

按照相关安全运行规范和标准中对配电室安全运行的岗位和人数要求,需要设置固定运行维护值班岗位的配电室。

3.8无人值班配电室unattendeddistributionroom

在智能运维中心的管辖范围内,具备向智能运维中心上传相关设备的电气、环境、视频等信息及其运行情况等功能,不设置固定运行维护值班岗位,由智能运维中心和智能运维操作队负责完成运维工作的配电室或10/6kV电压等级且变压器容量在kVA及以下的配电室。

5.同在供配电行业,数据中心对于配电室智能化运维的范围及深度有所不同,并可成为日后趋势主流方向:

同样处于供配电行业的运行维护,IDC数据中心对于运行维护提出高于配电室的现行标准,并对配电室的智能化运维的深化具有前瞻性与可借鉴性。

依据《数据中心基础设施运行维护标准》GB/T-,颁布主体为中华人民共和国住房和城乡建设部、国家市场监督管理总局;该标准的术语定义,数据中心的维护分为预防性维护和预测性维护。

预防性维护是指:为降低数据中心基础设施系统和设备发生失效或者功能退化的概率,按照规定时间间隔或既定的准则实施的维护。

预测性维护是指:通过各种技术手段进行数据和信号的采集、分析,同时结合设备运行的寿命期统计规律或历史数据,预测可能后果,提前采取的有针对性的维护活动。

依据《数据中心综合监控系统工程技术标准》GB/T-,颁布主体为中华人民共和国住房和城乡建设部、国家市场监督管理总局;该标准再次对数据中心的监控深度与广度做了进一步明确,具体如下:

4.1电气系统

4.1.1高压配电系统的监控范围应包括高压开关设备、干式变压器。

4.1.2高压开关设备的监控内容应符合表4.1.2一1的规定,

高压开关设备:

进线断路器柜:开关状态、电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、故障信息、报警信息;

馈线柜:开关状态、电流、功率因数、有功功率、无功功率、故障信息、报警信息;

母联断路器柜:开关状态、电流、故障信息、报警信息;

直流信号屏:开关状态、充电电压、电流、操作电压、控制电压;

干式变压器的监控内容应符合表4.1.2一2的规定。

干式变压器:

绕组温度:温控器显示的绕组温度、报警信息;

风扇:风扇启/停状态、报警信息;

4.1.3低压配电系统的监控范围应包括低压设备、UPS、直流系统、蓄电池组、配电列头柜和母线系统。

4.1.4低压开关设备的监控内容应符合表4.1.4的规定。

低压开关设备:

进线柜:开关状态、电压、电流、频率、有功功率、无功功率、有功电度、电流谐波总畸变率、报警信息;

馈线柜:开关状态、电流、功率因数、报警信息;

母联柜:开关状态、电流、电压、报警信息

电容补偿柜:功率因数、电流、温度、报警信息

谐波治理柜:开关状态、谐波电压、谐波电流、报警信息、集中手动维修;

旁路柜:开关状态、电压、电流、频率。

4.1.5UPS的监控内容应符合表4.1.5的规定。

表4.1.5UPS监控内容

UPS

UPS输人:开关状态、电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率

UPS输出:开关状态、电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、负载率;

旁路输入:开关状态、电压、电流、频率;

4.1.6直流系统的监控内容应符合表4.1.6的规定。

表4.1.6直流系统监控内容

直流系统:三相输入电压、直流输入电压、输出电压、输出电流放电电压、故障报警;

4.1.7蓄电池组的监控内容宜符合表4.1.7的规定。

表4.1.7蓄电池组监控内容

蓄电池组:蓄电池组总电压、每只蓄电池电压、每组充放电电流、每只蓄电池的内阻

蓄电池组总电压高、低,每只蓄电池电压高、低,充电电流高、低;

4.1.8配电列头柜的监控内容宜符合表4.1.8的规定。

表4.1.8配电列头柜监控内容

配电列头柜:

输入回路:开关状态、电压、电流、频率、功率因数、谐波、有功功率、无功功率、有功电度、故障信息、报警信息;

输出回路:开关状态、电流、有功功率、故障信息、报警信息;

4.1.9母线的监控内容宜符合表4.1.9的规定。

母线

输入:电压、电流、频率、有功功率、故障信息;

输出:开关状态、有功功率、电流、故障信息;

4.1.10柴油发电机组的监控内容应符合表4.1.10的规定。

表4.1.10柴油发电机组监控内容

4.1.11照明系统应具有监测一般照明、备用照明和消防应急照明的开关状态的功能,宜具有对主要回路的开关控制功能。

4.1.12防雷系统的监控内容应符合表4.1.12的规定。

防雷系统

电涌保护器:电涌保护器工作状态、泄漏电流、雷击次数;

可见,IDC因其负荷特点,对于运维需要使用的工具较配电室更为先进,几乎采集到所有回路,并对于其“预防与预判”功能做了进一步明确,以趋势性技术手段作为分析依据,进一步采取干预措施,保障用电安全更为有效。

6.配电室智能化运维的技术与经济性分析举例:

6.1北京地区某配电室概况:

A.本项目的三个配电室电压等级均为12KV,单台变压器容量均≥KVA,按照标准应采用有人值守方式(配电室配置8个人进行日常值守,工作包括24h值班,必要的分合闸操作及日常地面清洁;设备运行状态依靠电工从业技能和敬业精神来保障,隐患发现及排查主要依靠外包的预防性试验来进行;试验必要性及所作周期以及取费随意性大,措施不到位及周期的任意性致使对设备存在一定危害,有可能会加剧报废;突发性停电,基本处于无快速解决问题的应急保障状态;年配电室经济投入大,更多的聚集于值班人员工资花费,其中不包括其他配电室设备损害更换,亦不包括抢险费用。对于能源损耗的数据分析及专业性的问题处理仅少数人员具备此能力,突发性事件处理处于被动状态。)但在经过智能化改造后设立建立智能化运维系统,通过“线上---智能化运维系统”与“线下---智能运维操作队”组合方式,可以实现“无人值班,少人值守”方式,并且符合国家及北京市的标准与规范;

6.2改造后该项目的配电室运维方式:

6.2.1)“线下---智能运维操作队”模式:

A.以4名电工驻场值守方式,单班次运行---提供日常巡查、抄表、低压配电柜操作和地面卫生清洁、乃至初期火灾扑灭、雨季防汛等单一性工作;

B.将配电室的维修、检修、年度清扫、预防性试验(可以灵活安排周期)、应急抢修工作外包给属地化公司,提供应急性保障工作;

6.2.2“线上---智能化运维系统”:

A.该部分通过智能化改造通过对“电量”与“非电量”的采集,可视化手段,可以实时监测配电室的运行状态,数据分析、趋势判断,可以做到一定程度上的隐患早期发现,将监测中心建立在第三方运维公司既便捷又经济。模式具备可实施性;

6.3智能化运维前后经济性对比:

6.3.1“线下”部分:

A.将原来的8个值班电工变为4人值守电工年度人员性支出:;

B.智能运维操作队(线下部分):3个配电室,单体6万年度18万;

6.3.2“线上”年度部分:

第一年:智能化改造费用(每个配电室改造的成本可能有差异)年度监管费用6万;

第二年起:每年年度监管费用6万;

6.3.3原模式“传统运维”运行方式年度费用统计为.4万:

A.按照8个值守电工,年度支出;

B.配电室的维修、检修、年度清扫、预防性试验、应急抢修工作年度按照20万计算;

6.4“智能化运维方式”与“传统运维模式”经济指标对比:

A.第一年智能化运维运维模式,合计,年度节省费用;

第二年起智能化运维运维模式,合计;年度节省费用;费用支出约为原费用的60%;

B.图形化表示(见下页空白):

综上,可见配电室的智能化运维模式不仅提高了安全属性,同时对于预见问题的方式及手段越发的显得丰富,“线上”与“线下”手段的结合,更有助于安全,同时以技术手段体现了节省费用的社会化属性,具有很强的推广意义。

展望:

智能化运维技术的应用,一方面通过替代人工重复劳动,提高工作效率,节省人力成本,另一方面通过精细化控制,寻找最优运行点,实现绿色节能的目的。智能巡检机器人已成功应用于机房和配电间,在数据中心领域阿里和腾讯等企业已推出可完成服务器故障维修、服务器上下架动作的智能运维机器人。数据中心设备及机房基础设施的智能化运维目前处于单一场景开发阶段。在不远的将来,这一领域将实现多场景协同,通过建设一套强大的数据中心基础设施智能运维系统,实现设备和机房运维的自动驾驶,建设真正的“无人机房”。

对于供配电系统会逐渐从繁向简,从极致安全到节能兼顾,从复杂设计到模块积木,从被动运行向智能运行,从重量级向轻量级,从市电到绿色电力+储能来提升供配电系统能效,降低供配电系统成本及运营费用,实现供配电系统的绿色节能和智能化运营。

参考文献:DL/T-《电力设备预防性试验规程》中华人民共和国电力工业部;

DL/T-《电力设备预防性试验规程》国家能源局;

DB11/-《变配电室安全管理规范》北京市质量技术监督局;

DB11/-《变配电室安全管理规范》北京市市场监督监督局;

GB/T-《高压电力用户用电安全》中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局与中国国家标准化管理委员会;

GB/T-《电力用户供配电设施运行维护规范》国家市场质量管理总局与中国国家标准化管理委员会;

GB/T-《数据中心基础设施运行维护标准》,中华人民共和国住房和城乡建设部、国家市场监督管理总局;

GB/T-《数据中心综合监控系统工程技术标准》,中华人民共和国住房和城乡建设部、国家市场监督管理总局;

分享 转发
TOP
发新话题 回复该主题