探秘施耐德电气全新一代中压产品数字化解决方案：引领环网智胜 卓越价值先行

近年来,身为全球中压领域当仁不让的翘楚,施耐德电气已经将数字化技术在中压领域的深度融入,视为了最为关键的创新方向之一。今年6月,中压配电领域迈向数字化、低碳化的进程又迎来了一个具有里程碑意义的重要节点。施耐德电气在广受瞩目的2024年创新峰会上,重磅推出了全新一代中压产品数字化解决方案。

那么,这一代接过创新接力棒的“中压新锐”又将通过哪些途径,为用户带来实实在在的价值呢?今天,先从中压环网柜产品说起。

通过数智升级,有效应对防范设备故障风险

按照行业标准要求,中心城市供电区域的供电可靠率规划目标不低于99.999%。要确保供电可靠率符合如此严苛的行业要求,与包括中压环网柜在内的电力设备的安全、可靠、稳定运行紧密相关。然而,要达到这样的目标其实面临着不少挑战。对于环网柜来说,故障的发生和演变往往是循序渐进的过程,通过肉眼难以觉察,而通过监测设备温升异常、机械特性异常及局部放电等现象,可以第一时间发现故障,防范故障风险,有效预测和延长设备寿命。

开关设备过热是引发故障的关键原因之一,不合理的电气连接将致使开关运行温度过高,进而加速绝缘材料老化,情况严重时会引发绝缘事故。因此,实时且有效的电缆头温升监测能够更好地掌握开关设备的运行状况,保障设备稳定且持续地运行。施耐德电气的温升监测方案,其算法模型基于稳态或暂态下的热平衡关系,结合施耐德电气多年来对环网柜的研究和数据积累,在各种负载状况、开关柜不同组合以及不同绝缘气体类型下的温升故障下,均能实现提前预知,在降低风险的同时,可优化人工巡检的运维成本。

机械特性的监测,对于环网柜而言同样至关重要。合分闸线圈、储能电机故障或老化的操动机构会导致断路器无法投切负载或保护线路及设备,可能造成设备故障、非计划性停电甚至引发人身安全事故。而施耐德电气环网柜采用智能机械特性监测方案,能够在线测量机构分合闸时间、速度等关键参数,进而对机构的电气特性和机械特性展开实时动态诊断,识别设备的早期故障。通过针对性的维护可延长设备寿命,优化全生命周期成本。

而环网柜的局部放电现象,尤其是绝缘件表面的局部放电,极有可能造成绝缘性能劣化乃至击穿,在严重的情况下甚至会引发爆炸。在这方面,施耐德电气同样可以提供局放在线监测解决方案,采用脉冲电流法原理对局放进行监测,显著降低干扰。通过算法模型实现故障定位、趋势告警,辅助诊断配电设备常见局放类型,防范于未“燃”。

除三大主力之外,施耐德电气数字化家族还有丰富的监测方案,实现全方位、全场景、全平台监测。如环境温湿度传感器可实时监测环境温度和湿度。低功耗电压互感器采用电容分压技术,无磁饱和及铁磁谐振现象,可直接输出高精度小电压接入监控、测量回路中。远传气压监测方案,可实时监测气体压力,温度和密度,并上传后台,实现远程监测与告警。

数字化驱动运维转型,“察辨一体”稳赢未来

以“全+智”两大特性作为核心优势,施耐德电气全新一代中压产品数字化解决方案整合了互联互通的产品、边缘控制以及应用分析与服务这三个层面的专业能力,打造出了一套智能环网柜数字化整体解决方案,让数字化的价值得到自下而上的体现。

具体而言,在互联互通的产品这一层面,施耐德电气的环网柜产品可以利用一系列传感器,对温升、机械特性、气压及局放等设备状态数据进行实时采集、监测;在边缘控制层,则通过智能配网自动化终端、智能监测终端及主动运维智能单元等工具,实现就地监测、故障预警、环网自愈等功能。

最终,现场的设备数据可以被传输、汇总至最上层的应用分析与服务层,为电网建模仿真分析、千里眼专家顾问及数字孪生运维顾问等高级应用提供数据支撑,助力预测性维护、辅助决策及系统设计优化等功能的实现。

这些数字化、智能化的技术手段,不仅能够让环网柜更安全,运维更高效,用户还可以基于自身的具体情况和需求,灵活选择不同配置,从而实现最优的性价比,可谓将智能化在“安全、增效、全生命周期运维成本优化”这三维的价值展现无遗,施耐德电气将其形象地称为“智3”(智的三次方)。

广泛落地实际项目应用,促配电网智能低碳转型

2024年7月,国家发展改革委、国家能源局、国家数据局制定了《加快构建新型电力系统行动方案(2024-2027年)》,以进一步加大工作力度,以“小切口”解决“大问题”,提升电网对清洁能源的接纳、配置、调控能力,加快推进新型电力系统建设。

在政策支持和市场驱动的双重推动下,目前,施耐德电气这一拥有“智3”价值属性的全新一代中压产品数字化解决方案,已经开始在诸多项目中显现价值。

比如,对于不少老旧建筑和小区而言,一方面设备老化严重,环网柜缺少相应的监测装置,用户缺乏对设备运行状态和寿命的感知;另一方面,现有的传统环网柜普遍采用SF6作为绝缘气体,对于环境和维护人员来说,安全风险依然很大;同时,维护和回收的成本也会大幅增加。

针对这类应用场景,用户将其替换为配置了电缆头测温、局放监测、机械特性监测、T300配电终端以及本地HMI站控单元等数字化配件的Smart RM AirSeT方案,实现环网柜设备电气、温度、机械特性、局放等全方面监测。此举不仅能够大幅提升老旧建筑中压配电系统的数字化水平,实现系统运行状态实时监测和设备全生命周期管理能力的提升,还能更好地满足国家“双碳”战略的环保性要求,实现经济和社会效益的“双丰收”。

施耐德电气 RM AirSeT环网柜

此外,这一创新的环网柜解决方案,也在雄安新区实施的新一代配电物联网项目中大显身手。通过采用施耐德电气最新一代环保型气体绝缘开关设备,全面替代SF6绝缘气体,实现了100%环保化运管维;同时,采用高品质产品支撑关键区域配网建设,可靠性高达99.999%。不仅如此,施耐德电气在该项目中全面支持该新区的配电数字化能力,配合用户方将主动运维软件以APP模块的形式部署到云主站,也实现了全生命周期运维效率提升30%的成果。

城市电网的升级改造,同样可以受益于施耐德电气创新的环网柜解决方案。在南非的德兰肯斯坦市,旨在促进投资、开发和业务扩展的城市电网升级正如火如荼地开展着。应用于这一项目的施耐德电气RM AirSeT环保气体绝缘环网柜,集成数字化解决方案,对设备关键参数进行实时监控,实现预测性维护,减少运维成本,同时,有效消除温室气体带来的环境影响。

在这些案例中,施耐德电气通过“智3”施展的创新能力,不仅实现了设备的智能化主动运维模式,有效保障了供电连续性,还赋能用户实现了全生命周期运维成本优化,并全面助推配电系统的智能化管理水平升级。未来,相信施耐德电气的中压产品数字化解决方案还将不断创新升级,为配电网的智能化、低碳化发展带来更多新动能。