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技術文章 | Technical articles
最近，國網江蘇省電力有限公司調控中心順利完工江蘇蘇州 500 千伏太倉變電站繼電保護改造工程，先在華東地區實現了全電壓等級繼電保護裝置國產化率 100%的成就，帶領了繼電保護裝置國產化的新征程。讀完這則消息，筆者生出許多感慨來。
以往，江蘇的繼電保護裝置大多依賴進口。但隨著時間的推移，設備老化，行業技術標準不斷提升，進口繼電保護裝置已難以適應國內電網復雜的工況。備品備件的停產導致運維難題重重，嚴重威脅著電網的安全運行。為了打破這一困境，避免在核心技術上被“卡脖子"，自 2011 年起，國網江蘇省電力有限公司發展部大規模實施全省繼電保護裝置國產化改造。
由于被保護設備無法同時停電，部分變電站出現國產和進口保護同時運行的狀況。而兩者在功能和回路設計理念上的差異，使得國產保護與進口保護的配合成為了一道難題。他們以 2016 年龍王山變 500 千伏斷路器保護改造為例，通過認真比對中外說明書與圖紙，憑借著專業的知識和敏銳的洞察力，成功發現并解決了國產保護與進口保護失靈回路無法配合的問題。
經過14 年的砥礪前行，14 年的不懈努力，見證了無數次的挫折與失敗，見證了無數次的突破與成功，國網江蘇電力繼電保護裝置國產化改造工作終于圓滿完成。如今，國產化率 100%的實現，不僅全部解決了進口設備“水土不服"的問題，保障了電網的安全穩定運行。這一成就的取得，在能源關鍵領域設備國產化方面作出了重要示范，為其他領域的國產化進程注入了強大的信心和動力。
一、設計施工依據（LYPBS-V國家電網新標無局放實驗室主要特點介紹）
GB-T 12190 電磁屏蔽室屏蔽效能的測量方法
GB50205 鋼結構工程施工質量驗收標準
GJB20219 屏蔽機房通用技術要求檢測
GB/T 51103 電磁屏蔽室工程施工及質量驗收規范
GB50174 電子計算機房設計規范
GB 9361 計算機場地保障要求
GB/T2887 計算機場地通用規范
BMB3 處理涉密信息電磁屏蔽技術要求和測量方法
GB50116 火災自動報警系統設計規范
相關電磁兼容技術原理和國家保障的現行規定
二、系統主要技術指標（其中涉及的尺寸誤差±1%）（LYPBS-V國家電網新標無局放實驗室主要特點介紹）
屏蔽室整體尺寸：長7米×寬5米×高4米
控制室整體尺寸：長3米×寬2米×高4米
手動雙開旋轉屏蔽門門洞尺寸：寬2米×高3米 1扇（試品進出，有門聯鎖）
手動單開鎖緊屏蔽門尺寸：寬0.9米×1.9米 1扇（人員進出）
控制室小門（非屏蔽）尺寸：寬0.9米×高1.9米 1扇（人員進出，有門連鎖）
絕緣地坪尺寸：長7.5米×寬5.5米（不挖地）
屏蔽性能（在大門內1米處測量）
磁場：10KHz-100KHz時≥60dB 電場：100KHz-1GHz時≥60dB
在空載測試回路條件下局部放電背景噪音≤1pC
局放試驗主回路設備濾波器：380V/63A/2P 1路
儀器用電電源濾波器：220V/16A/2P 1路
照明/空調用電電源濾波器：220V /32A /2P 1路
屏蔽殼體機械性能：鋼板不平度≤4mm/M2，屏蔽體垂直度≤5mm
二年內變形程度： 頂部下陷 ≤8mm 底部凹陷 ≤3mm
三、屏蔽系統的設計安裝方案（LYPBS-V國家電網新標無局放實驗室主要特點介紹）
3.1、屏蔽室屏蔽系統的總體設計方案
3.1.1、屏蔽殼體
屏蔽殼體是保證屏蔽室屏蔽性能的基礎，是裝飾材料和大部分附屬系統的載體，是屏蔽室很基本的組成部分，這些都要求屏蔽室的墻體有足夠的強度和穩定性。經過計算，該屏蔽室整體理論重量約為4t，要求車間地面承受壓力為110kg/m2左右（此重量不含人員、設備、試品、運輸工具和其它）。屏蔽體的使用壽命是20-30年，屏蔽殼體的抗震等級按照8級計算。
綜合考慮底層的承重量、屏蔽室的設計壽命、成本和生產工藝及鋼板的結構強度，屏蔽室頂板和墻體屏蔽模塊均采用厚度2mm鍍鋅鋼板，鋼板通過剪切、沖孔、折彎、應力處理等工藝制作而成。組裝時用鍍鋅螺栓、螺母、墊片進行固定，中間夾壓導電襯墊組裝而成，側墻屏蔽模塊采用自支撐結構。為了減少屏蔽體頂部中間部分的下沉，在頂部上方設置若干根槽鋼加強梁，有效地減少頂部鋼板的變形。
屏蔽室底面采用3mm鋼板，鋼板經過剪切成形，形成單元拼接成標準模塊。將鋼板貼附壓鉚在龍骨框架上，地面龍骨采用方管或其他型鋼焊接；做好后，表面要做防銹處理。
屏蔽室及隔離區域平面示意圖，
圖1 屏蔽室及隔離區域平面示意圖
圖2 屏蔽室三維示意圖，供參考
圖3屏蔽室實物圖（屏蔽室外墻集成護墻板裝修，室內墻面噴塑處理）
屏蔽室底面設計
由于屏蔽室的底面長期承受一定的載荷（如設備的搬運，產品出入等），為減少地板屏蔽體不應有的顫動和變形，屏蔽室底面采用3mm鋼板+方管龍骨制作而成。車間地面設計受力為600kg/m2。
絕緣地坪采用5mmPP絕緣板焊接組成的隔離層，絕緣地坪尺寸：長7.5米×寬5.5米，試驗區域與外界的絕緣電阻要求10kΩ以上，確保整個試驗系統與車間沒有任何電氣連接，防止生產車間中其他電氣設備的干擾信號通過靜電耦合的方式傳導到試驗區域的地表或地下的金屬件（如鋼筋等），然后通過地線傳入到測試回路中。
屏蔽室墻體設計
屏蔽墻體是用屏蔽模塊連續拼接組成的六面體結構。墻體屏蔽模塊采用鍍鋅鋼板和矩形管型鋼制作而成，屏蔽模塊可以自行支撐。
屏蔽室頂部結構設計
屏蔽室頂部結構是由2mm鍍鋅鋼板制作成屏蔽模塊，屏蔽室的頂板安裝在側板內側上方。為了分散屏蔽體的重量和減少屏蔽體頂部中間部分的下沉，在頂部上方設置若干根加強梁，有效地減少頂部鋼板的變形，保證頂部兩年內下陷 ≤8mm。
屏蔽室門設計
手動雙開旋轉屏蔽門尺寸：寬2米×高3米（一扇，試品進出）
1、 結構采用鉸鏈轉動，左右門扇均為旋轉式，門設內外拉手，門的推拉開啟力為150N。單層電磁密封片，密封片采用鈹青銅材料加工成形，經真空熱處理后達到較好的彈性和耐磨性。屏蔽密封片為可拆卸式每段長190mm，局部如有損壞易于更換，無需專業人員維修。
2、門扇關閉運行10000次無機械故障，屏蔽效能指標不下降。
3、屏蔽門關閉時，先關閉一扇后用插銷固定，然后再關閉另一扇，左右門扇之間接縫也要加鈹青銅密封片進行屏蔽處理。
4、屏蔽門門檻高度約50mm。
門上裝有進出門電源控制通斷開關。門關閉后，才能合閘做試驗。試驗中，門一旦打開，內部自動斷電。
手動單開鎖緊屏蔽門凈尺寸：寬900mm×高1900mm（一扇，人員進出）
屏蔽室門是影響整個屏蔽室屏蔽效果的很重要部位，是保持屏蔽系統總性能免于退化的很薄弱部件，也是系統中單獨可動部分，因此保持屏蔽門屏蔽效能的穩定性尤為重要。
（1）、結構采用鉸鏈轉動，插刀式手動式屏蔽門，雙點鎖緊機構，雙層電磁密封密封片，密封片采用鈹青銅材料加工成形經真空熱處理后達到較好的彈性和耐磨性。屏蔽密封片為可拆卸式每段長小于198mm，局部如有損壞易于更換，無需專業人員維修。
（2）、插刀式屏蔽門的刀口采用黃銅板制作。
（3）、由于密封片和其接觸部分（屏蔽門的刀口）均屬同性材料，電位差一致，所以在互相接觸點上不會產生電腐蝕，確保長時間的屏蔽效能。
（4）、鎖緊裝置按裝在門框上部，在門框左邊裝有雙點斜楔鎖緊機構，斜楔座架的運行采用滾輪滑槽結構。
（5）、鎖緊操作裝置按裝在門板中部，其齒輪機構大大減輕開啟屏蔽門的力度，在門框左邊裝有雙點斜楔鎖緊機構，斜楔座架的運行采用軸承滑槽結構，運行平穩輕巧。
（6）、鎖緊屏蔽門設計聯動開啟，室內外均可操作。
手動門材料：普通黃銅和鈹青銅。
3.1.2、接地系統
屏蔽室的接地系統采用與工廠電網接地系統分開的單獨接地的方式，即用絕緣地坪隔離和單獨打接地極的單點接地。要求接地電阻不大于1Ω。（地線由需方負責，供方給予技術支持）
3.1.3、截止波導窗及通風系統
本方案選用六角形波導300×300，孔距4.2mm，截止頻率為20GHz的波導窗2只。
在截止波導窗位置安裝強制進出通風，實現屏蔽室內外的空氣交換。整個屏蔽室采用1進風，1出風的方式。安裝在控制室內。
3.1.4、屏蔽室內供配電及照明系統
電氣設計施工原則：
根據屏蔽室使用要求及國家有關的設計標準，充分考慮屏蔽室內系統工作的性質和任務，以電源供配電的質量、可靠性和技術上的*性、人員工作環境的舒適性等為設計原則。
按照各設備用電負荷的大小，選擇合適線徑的電力電纜和不同容量的電源濾波器；選用低泄漏電流的電源濾波器，插入衰減與整個屏蔽室的綜合效能一致；室內的電源采用穿管走線，按要求位置配置電源插座。
三相Yyn0連接，可以輸出380V和220V電壓，適應不同設備的需要。
電源經濾波器進入屏蔽室需要穿過屏蔽室墻面，穿墻的屏蔽管結構按照圖4要求制作。
圖4屏蔽管穿墻示意圖
電源經電源濾波器，配電柜輸送到屏蔽室內照明及各種用電設備。
按照使用要求，在屏蔽室的適當位置安裝配電盒（PZ30—8~10P），內置設備用電源空開1只（380V/63A），儀器用電源空開1只（220V/16A），照明/空調用電源空開1只（220V/32A）。
照明開關2只（兩組合式，把控制室燈和試驗區域燈分開控制），試驗區電源2+3插座（10A）3只，控制室空調電源專用插座（16A）1只，其它用電電源2+3插座2只。具體安裝位置現場定。
屏蔽室頂部安裝6只無電磁干擾的燈，其中試驗區5盞，控制室1盞。供方根據安裝高度，合理地確定燈具的間隙。保證屏蔽室內光線的均勻性。
3.1.5、室內裝飾
裝修設計依據
GB/T2887 《計算機場地通用規范》
GB50174 《電子信息機房設計規范》
GB/T9361 《計算站場地保障要求》
GB50222 《建筑內部裝修設計防火規范》
機房樓層及現場實際情況
裝修主要材料的選擇
根據《電子計算機房設計規范》室內裝修要求，所選材料應為阻燃或難燃
1、頂：噴塑處理；
2、墻面
室外墻面：上等潔凈板裝修；見圖5。
室內墻面：噴塑處理；見圖6。
地面：刷防銹漆；見圖6。
控制室
控制室尺寸：長3米×寬2米×高3.5米，控制室面向試驗區域設700mm（高度）×1000mm（長度）觀察窗2套，觀察窗采用通透的5mm+5mm厚度鋼化玻璃夾不銹鋼網，見圖7。控制室隔斷采用上等潔凈板制作，另配備人員進出門一扇，尺寸為寬900mm×高1900mm。門上裝有進出門電源控制通斷開關。門關閉后，才能合閘做試驗，如果在試驗中，一旦打開，內部自動斷電。
圖5室外上等潔凈板裝修
圖6室內噴塑處理+地面刷防銹漆
圖7觀察窗
室內電器照明系統
1、工作區域采用無電磁干擾照明燈具照明。
2、照明控制選用開關箱，開關控制。
3、屏蔽室內配置開關插座，合理安排燈具開關、插座、數量及位置，以確保照度達到要求。
4、試驗區壁掛式空調需方提供，須在供方施工期間安裝，放置于不影響設備位置，具體由雙方商定。
四、雙方合作事宜（LYPBS-V國家電網新標無局放實驗室主要特點介紹）
1、屏蔽室的選址須在雙方共同協商下進行，屏蔽室在需方現場的位置須盡量避開大型強干擾源50米以上。
2、供方派員完成屏蔽室及底部絕緣地坪的制作。
3、供方在需方現場施工，安裝調試過程中，需方應盡量提供供方無法攜帶的工具設備，如電焊機、氧氣乙炔、起吊設備，以及其它材料、如設備連接電源線等。
4、需方把電源線引到局放屏蔽室所在位置。
5、需方盡量提供供方安裝人員的工作餐。
6、若有需要，由需方、供方及有資質檢測單位組成聯合驗收小組，對屏蔽室的屏蔽效能進行復測，性能應符合合同中有關規定的指標。
7、為保證測試公正性，如需第三方測試屏蔽室，測試結果合格，測試費用由需方負責；若測試結果不合格，測試費用由供方負責且供方須整改至合格，其產生的整修和二次測試費均由供方負責。
8、屏蔽室安裝結束后由需方派出專人按雙方制訂的合同有關要求，對該工程的電氣、裝飾及其它配置設備進行驗收。
9、在上述項目驗收均合格后，供方將該工程交付給需方，驗收工作結束。
10、屏蔽室部分需方負責項目
序號 | 需方負責項目內容 | 備注 |
1 | 擬建區域場地和周轉區域各35m2左右，共計70m2左右 | 供方進場前需方應清空擬建區域的場地，便于供方放置材料和施工。 |
2 | 獨立電源，從二次配電柜至屏蔽室擬建區域 | 需方負責，須在供方進場前完成。 |
3 | 獨立地線（接地電阻不大于1Ω，地線需要引至屏蔽室擬建區域） | 需方負責，供方給予技術支持。須在供方屏蔽室完工前完成制作。 |
4 | 壁掛式1.5P空調 | 需方負責，在供方施工期間安裝。 |
國網北京市電力公司創新應用“電網一張圖"配網停電研判場景，依托光明電力大模型，在北京通州試點開展“人工智能（AI）+電力"主動搶修服務，精準研判故障原因和影響范圍，實現電力搶修服務由接訴即辦向未訴先辦轉變，故障研判效率提高90%以上，搶修時間較過去平均節省20分鐘。
“電網一張圖"是國家電網有限公司在數字化轉型中應用的創新技術，可以實時感知電網運行狀態，一圖呈現電網設備數據與地理地圖，就像電力網絡路況的“實時導航"，為電網生產運行提供圖形化、可視化服務。光明電力大模型是國家電網有限公司發布的我國電力行業的第1個千億級人工智能大模型，面向電力全產業鏈提供專業化智能化服務。
國網北京電力立足首都供電服務保障實際，深化“電網一張圖"建設，拓展配網停電研判應用場景。今年1月，國網北京電力將光明電力大模型嵌入“電網一張圖"停電研判場景，并在通州區試點應用，實現了用電情況實時感知、故障原因精準研判、復電情況及時跟進，打通了供電服務的“最后一百米"。
當有電力故障發生時，“電網一張圖"停電研判可立即捕捉故障事件，發出報警，依托光明電力大模型分析用電客戶位置分布，精準研判故障原因和影響范圍，并“一鍵派單"至運維搶修隊伍。搶修人員根據故障原因和電力設備產權關系開展復電處置，對于物業公司管理的小區樓內單元門開關設備跳閘，則直接聯系物業公司處理。
“您好，這里是北京通州供電公司環球供電服務中心運維班，我們遠程監測到您小區5號樓2單元28戶現在處于停電狀態，經過系統研判，是物業管理的單元門開關跳閘所致，提示您盡快處理。大風天氣請您注意安全，如有困難請與我聯系。"4月12日11時，北京出現惡劣大風強降溫天氣，通州區頤瑞東里社區物業田經理接到這樣一個提示電話。隨后，物業人員迅速到現場查看情況，不到10分鐘，28戶居民就恢復了正常用電。
“以前我們只能到達現場后，才能排查停電原因。如今在AI技術的輔助下，我們在客戶報修前就精準識別到了故障原因，并及時通知物業快速處置。"環球供電服務中心運維班班長湯東達說。
今年一季度以來，國網北京電力在通州地區累計為物業、社區、街道等提供故障研判服務2688次，搶修時間較過去平均節省20分鐘，實現了搶修由被動報修向主動服務轉變，故障處置效率顯著提升。
據國網北京電力數字化部副主任王艷松介紹，該公司將持續深化“AI+電力"試點應用，逐步在全市范圍內推廣，有效提升搶修效率，縮短居民用電受影響時間，打造主動搶修服務新模式，讓科技力量轉化為實實在在的民生溫度，用智慧守護首都萬家燈火。
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