水电站电气设备运行环境监测技术规范编制说明.docx

水电站电气设备运行环境监测技术规范（征求意见稿）编制说明一、工作简况a）项目来源水电站由于选址等原因，电站所在的区域内可能存在某些特殊的环境条件，如高温、高湿、高腐蚀污染、高辐射等特点，目前涉及到水电站的相关标准和规范大多数是针对水电站基础、设备以及设施的设计要求、运行维护等方面制定的，水电站除了设计和普通的运行维护需考虑外，还应考虑电站内部环境条件对电气设备正常运行的影响，电气设备种类繁多，结构复杂，但仅从电气设备产品的改进和优化是无法彻底解决环境对电气设备运行带来的实际影响问题，从可行性和经济性来讲，从运行环境的整体水平进行具体要求的提出，更符合已投入生产的水电站的运维实际需求。而针对水电站内电气设备运行环境的监测方法和评价技术规范，目前国内尚未制定相关标准，需填补空白。因此本文件的牵头单位结合已有的研究成果，于2019年1月向国家能源局提出本文件的制定计划建议。本项目是国家能源局综合司关于下达2019年能源领域行业标准制（修）订计划及英文版翻译出版计划的通知（国能综通科技201958号）的新制定项目,项目编号为能源20190646,由中国长江电力股份有限公司、中国电器科学研究院股份有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司、龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂等多家单位联合负责起草。b）主要工作过程2020年1月接到标准任务后，中国长江电力股份有限公司组织标准参编单位成立标准编写工作组，召开标准大纲讨论会，形成标准大纲，明确各起草单位的分工任务。2020年6月，中国长江电力股份有限公司、中国电器科学研究院股份有限公司等起草单位共同完成了初稿编写工作。2020年7月，中国长江电力股份有限公司、中国电器科学研究院股份有限公司等起草单位召开了标准初稿讨论会，对标准章节进行优化调整，并完成各章节的主要内容。2020年11月，中国长江电力股份有限公司、中国电器科学研究院股份有限公司等起草单位召开标准咨询会，特邀2位咨询专家对本次标准技术内容进行专业技术指导。2021年4月，中国长江电力股份有限公司、中国电器科学研究院股份有限公司等起草单位根据标准编写工作分工，分小组对初稿分章节讨论，进一步完善初稿。2021年11月，中国长江三峡集团有限公司组织水电站电气设备运行环境监测技术规范初稿评审会，会议对标准初稿进行了详细讨论并形成征求意见稿。2022年6月，向行业内相关单位广泛征求意见，标准起草工作组根据征集到的技术性和编辑性意见对标准文本进行了第一轮修改完善。2023年1月，召开标准研讨会，对暂未达成一致的修改意见进行讨论，并完成征求意见回复。2023年8月，标准起草工作组内部对标准制定进度进行梳理，对标准文本再次研读讨论。8月下旬，标准研讨会在成都召开，根据会议讨论内容及各专家提出的修改意见，对标准进一步修改完善，包括对标准文本结构进行了调整，梳理了水电站设备运行环境的通用监测项目和通用监测项目的顺序；明确了建议的各环境条件监测方法与监测频次；增加了“雷电监测”一章等。c）标准主要起草单位和工作组成员本文件起草单位：中国长江电力股份有限公司、中国电器科学研究院股份有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司、龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂以及广州擎天实业有限公司。本文件主要起草人：。二、标准编制原则和主要内容1、标准的编制原则本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写的规定编写。2、标准的主要内容在内容结构上具体分为前言、范围、规范性引用文件、术语和定义、总体要求、监测项目和监测点设置，以及对各环境条件的具体监测方法、评价和防护等部分。本文件的核心章节为第4章总体要求，主要提出本文件针对水电站电气设备运行环境监测技术内容的概括性描述和总体要求；第5章监测项目和监测点设置，对水电站设备运行环境监测内容和监测点的布置提出要求和参考建议；以及第6至13章，规定了电气设备运行环境监测的具体方法、评价技术要求和防护措施。为水电站电气设备安全可靠运行提供技术指导。三、主要试验情况分析水电站电气设备运行环境检测技术规范试验验证所涉及的主要环境因素为：温度和相对湿度、腐蚀环境、机械活性物质、生物环境、机械环境、电磁辐射环境、盐雾和腐蚀性气体。其试验验证项目包括：温湿度测量、标准金属试样腐蚀环境严酷等级测试、铜标准表征测试片腐蚀速率测试、粉尘质量浓度测量、霉菌覆盖面积测量、振动参数测量、电磁辐射参数测量、盐雾含量（大气采样法）测量、盐雾沉降率（干片法）测量、腐蚀性气体成分及浓度检测等。具体试验验证见附录。四、专利处理说明无。五、预期达到的社会效益本文件为通用基础类标准，规定了水电站电气设备生产运行的主要环境条件的监测和评价技术要求，填补了我国该领域现存的技术要求空白。六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平对比情况本文件不是直接采用国际标准或国外标准，而是我国自主研制的标准；但本标准的技术内容与相关国际标准相互协调，达到国际同类标准水平。七、与现行相关法律、法规规章及相关标准的协调性本文件与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准是协调一致的。八、重大分岐意见的处理经过和依据暂无。九、标准性质的建议说明建议本标准为推荐性标准。十、贯彻标准的要求和措施建议本文件作为一种推荐性标准，提供了影响水电站电气设备生产运行的主要环境条件的监测指导，描述了主要环境参数监测和评价方法，主要涉及温湿度、盐雾、腐蚀性气体、机械活性物质浓度、振动、电磁辐射等主要环境因素的监测，适用于指导水电站电气设备运行和维护。因此在本文件的贯彻过程中应组织各水力发电站内从事电站内电气装置和电气设备运行维护、检验工作的人员和监测装备生产企业相关人员进行学习。并对标准进行宣讲，组织经验交流，保证本文件的准确性和适用性。卜一、废止现行相关标准的建议无相关标准废止建议。十二、其它应予以说明的事项暂无。附录：试验验证为给本文件的制定提供切实可靠的技术支持和数据参考，标准起草单位收集并整理了已有的相关试验数据。现提供案例如下，以供参考。A.温湿度监测案例AJ试验概述在向家坝电站环境监测项目中，对所选监测点进行了温湿度监测，统计分析最高、平均、最低值、高温时间、温湿度变化率等特征值，并根据GB/T19292.12018金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类中的潮湿时间进行分级。A.2监测数据举例部分监测数据如下列表格及图片所示：表A.1温湿度监测原始数据监测点温湿度9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月平均向复I线PT端子箱温度平均温度23.618.615.310.510.411.916.924.524.027.828.932.020.1最高温度29.122.321.613.714.717.123.932.730.334.635.440.626.3最低温度20.716.411.98.68.39.113.019.219.823.624.526.016.8湿度平均湿度78.783.872.279.273.276.069.662.269.469.072.360.772.2监测点温湿度9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月平均最高湿度88.090.983.686.482.886.283.878.583.382.485.877.084.1最低湿度62.771.354.968.759.862.150.942.151.551.454.140.855.9左岸线路及温度平均温度25.227.327.123.521.523.427.825.625.425.927.129.025.7最高温度25.728.428.424.422.324.328.826.826.226.528.229.926.7最低温度24.726.326.022.720.822.626.824.724.825.126.128.124.9机组同步向量采集柜湿度平均湿度55.547.435.134.836.236.134.850.253.253.749.645.444.3最高湿度60.550.437.736.838.738.037.254.657.758.855.150.848.0最低湿度52.344.232.432.933.834.032.346.119.I50.746.242.611.4表A.2温湿度监测数据统计监测点温湿度统计9月10月U月12月1月2月3月4月5月6月7月8月平均向复I线PT端子箱温度大于40时间(h)0.00.00.00.00.00.00.011.70.013.735.061.010.1每小时平均温度变化25°C(h)18.019.049.016.026.049.054.070.031.038.036.064.039.2每小时湿度变化率大于5%(h)88.8144.0214.892.4128.4177.6214.8280.8259.2270.0273.6228.0197.7左岸线路及机组同步向量采集柜温度大于40时间(h)0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0每小时平均温度变化力5(h)0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0每小时湿度变化率大于5%(h)4.81.20.00.02.40.00.012.022.831.268.432.414.6表A.3环境温湿度等级评价监测点平均温度。C最高温度最低温度。C平均湿度%最高湿度%最低湿度5温度大于40C时间(h)每小时平均温度变化25。C(h)潮湿时间%(湿度80%以上)潮湿等级每小时湿度变化率大于5%(h)环境温湿度等级向复I线PT端子箱20.426.316.872.284.155.910.139.236.2T4197.7IIX左岸线路及机组同步向量采集柜25.726.724.944.348.041.40.00.00.0114.6H2B.腐蚀监测案例B.1试验概述在向家坝电站环境监测项目中，选择典型监测点根据GB/T19292.1-2018金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类要求使用标准金属挂片进行大气环境腐蚀监测，并通过分析金属挂片的腐蚀速率从而评定大气环境腐蚀等级。选择典型监测点使用标准铜测试片进行电气设备运行环境腐蚀(腐蚀微环境)监测并评级，监测时长约一个月。项目期间进行了三次监测，时间分别为2018.9-2018.10、2019.2-2019.3和2019.7-2019.8oB.2监测数据举例部分监测数据如下表所示：表B.1大气环境腐蚀监测监测点周期右岸GIS楼顶右岸地下厂房坝基廊道水轮机房左岸出线场纯铜腐蚀速率g(m2a)5个月15.410.8518.575.0013.07等级C4ClC4C2C4纯铜腐蚀速率g(m2a)12个月12.000.5615.927.538.41等级C4ClC4C2C4H62黄铜腐蚀速率g(m2a)5个月7.013.023.764.815.68等级C3C2C2C2C3H62黄铜腐蚀速率g/(m2a)12个月4.183.915.313.254.46等级C3C2C2C2C3H80黄铜腐蚀速率g/(m2a)5个月6.951.422.171.267.48等级C3C2C2C2C3H80黄铜腐蚀速率g/(m2a)12个月4.590.893.882.204.27等级C3C2C2C2C3碳钢腐蚀速率g(m2a)5个月362.2826.733.8221.15272.69等级C3C2ClC2C3碳钢腐蚀速率g/(m2a)12个月378.0244.4335.9152.77263.15等级C3C2C2C2C3纯锌腐蚀速率g/(m2a)5个月13.162.402.343.1213.46等级C3C2C2C2C3纯锌腐蚀速率g/(m2a)12个月8.501.121.121.418.44等级C3C2C2C2C3表B.2腐蚀微环境监测监测点样品编号批次Cu20CuOCu2S监测天数腐蚀膜厚(A/月)等级（八）（八）（八）右岸坝基202渗漏排水启动柜(CP2)(1)3152.41681.56688.027.012802.1GX(2)275.6443.910314.726.012731.7GX(3)215.945.91368.931.01578.1G31号机组消防控制柜(1)42.033.20.027.077.6Gl(2)113.418.869.928.0206.4Gl(3)215.137.00.040.0231.2Gl1号机组油泵启动柜(1)66.121.30.027.090.2Gl(2)110.041.10.026.0157.7Gl(3)373.395.0279.741.0639.8G2右消力池渗漏排水控制柜(1)158.2125.3313.527.0629.3G2(2)659.4616.38416.227.010768.7GX(3)181.368.7154.843.0338.1G2向复Iv线PT端子箱(1)90.233.50.027.0127.7Gl(2)109.452.20.026.0168.6Gl(3)177.0242.8115.940.0463.9G2C.振动监测案例CJ试验概述在向家坝电站环境监测项目中，选择典型监测点进行振动监测,并根据ANSI/ISA-S71.03要求评定振动等级。C.2监测数据举例部分监测数据如下表所示：表c.1振动监测监测点加速度ms2位移mm等级90th95th99th90th95th99th01水淹厂房水位计21.7712.122.850.1050.1320.172VA-Z304-7E机组水轮机层调速器控制柜-油泵启动柜-启动前0.3140.3640.4590.1090.1260.184VA-Zl04-7F机组水轮机层调速器控制柜-油泵启动柜-启动后1.4311.7162.3270.0830.0990.074VA-Z205-4FB故障录波柜0.23().27：拓0.1390.1710.203VA-Zl06右岸机组旁盘（7F机组调速器电器柜B柜）启动前0.2560.2960.3670.0960.1150.159VA-Zl06右岸机组旁盘（7F机组调速器电器柜B柜）启动后1.4661.6033.2610.1270.1490.19VA-Z207左岸机组继保室-左岸故障录波中心分析柜0.1180.1370.4550.1390.2260.531VA-Zl07左岸gcb启动前0.3270.3610.4330.1140.1430.181VA-Zl07左岸gcb启动后0.370.4350.5520.1150.1480.197VA-Zl08左岸1-2F机组直流第一组蓄电池0.1090.1310.1720.1190.1460.192VA-Zl09未启动Ihz0.7380.8541.0730.1140.1270.218VA-Zl09启动后Ihz0.7280.8481.Ill0.1260.1360.189VA-Zl10左岸4号机组直流分屏0.6790.7670.9250.1150.130.151VA-Z111右岸机组励磁调节器柜1.2891.5492.0440.1090.130.172V-Z215右岸GIS未启动0.3330.3510.3770.1330.1580.21VA-Zl15右岸GlS启动后0.0970.110.1310.1070.1850.267VA-Zl16左岸厂高变-3F励磁变端子箱1.6241.9362.5430.120.1560.21VA-Z2D.电磁环境监测案例D.1试验概述在向家坝电站环境监测项目中，选择典型监测点进行电磁环境监测，并评定电磁环境等级。D.2监测数据举例部分监测数据如下表所示：表D.1电磁环境监测监测地点布点位置工频磁场A/m射频电场V/m工频电磁环境等级射频电磁环境等级右岸计算机房UPS主机柜旁0.090.42EplErl网络柜4旁0.150.41EplErl配电柜与网络柜之间0.080.54EplErl配电柜旁0.040.34EplErl系统主机柜内0.110.92EplErl网络柜4内部0.170.84EplErl右岸LCU控制盘柜8E机组LCU本地柜Al外2.702.31Ep2Er28F机组LCU本地柜4外4.601.82Ep3Er28F机组LCU本地柜Al内3.181.84Ep3Er28F机组LCU本地柜A4内5.061.55Ep3Er2左岸继保室10.200.26EplErl20.200.24EplErl30.480.21EplErl左岸开关站LCU本地柜Al内0.350.25EplErl左岸开关站LCU本地柜A4内0.320.25EplErl5-本地柜Al内部0.170.72EplErl6-电能计量屏0.061.95EplEr27-电能量采集终端屏0.060.52EplErl右岸机组励磁调节器柜7F励磁调节器柜外0.391.33EplEr27F励磁调节器柜内0.350.50EplErl右岸主变低压侧1346.Ol0.33EpXErl255.800.30Ep5Erl353.560.20Ep5Erl4主变油面温度计旁217.330.36EpXErlE.化学活性物质监测案例E.1试验概述在向家坝电站环境监测项目中，采用便携式多功能气体检测设备，检测典型电气设备区域中腐蚀性气体成分及含量，检测精度高于0.01ppm,并评定腐蚀性气体浓度等级。腐蚀性气体的现场检测内容主要为硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和氨气等。E.2监测数据举例部分监测数据如下表所示：表EJ腐蚀性气体监测监测点机组号加试结果（PPm）测试时间等级H2SS02N02NH3水轮机动力柜IF-0.01-2018-9-14P22F-0.01-2018-9-14P23F0.02-一2018-9-14P34F-0.02-2018-9-14P3调速器启动柜IF0.020.12-0.122018-9-14PX2F-0.01-2018-9-14P23F-0.01-2018-9-14P24F-0.01-2018-9-14P2机端PT柜（B相）IF0.010.01一2018-9-13P22F0.020.00-2018-9-13P33F0.010.01-2018-9-13P24F0.010.01-一2018-9-13P2技术供水施水器控制箱IF0.020.12-0.272018-9-14PX2F0.030.12-0.222018-9-14PX3F0.020.12一0.272018-9-14PX4F0.020.120.322018-9-14PX