預制式二次組合設(shè)備艙在變電站中的應用

王淑靜

摘 要：新一代智能變電站的廣泛推廣，預制二次設(shè)備艙變電站工作建設(shè)中的作用越來越重要。為滿足預制艙內(nèi)相關(guān)設(shè)備的安全生產(chǎn)及運行需要，必須跟電氣、暖通、消防、給排水各系統(tǒng)專業(yè)的配合。

關(guān)鍵詞：預制式二次組合設(shè)備艙：新一代智能變電站；應用；必要性

1 概述

1.1 工程概況

依托設(shè)計競賽課題“商丘睢縣110kV城南輸變電工程”，設(shè)計思路為：在“三通一標”、“兩型一化”設(shè)計總體原則基礎(chǔ)上，設(shè)計出“標準化設(shè)計”、“模塊化建設(shè)”的新一代智能變電站。

1.2 新一代智能變電站理念

從2013年國網(wǎng)公司提出創(chuàng)新變電站工程建設(shè)模式，裝配式智能變電站建設(shè)大力推行，新一代智能變電站應運而生。采用集成化智能設(shè)備和一體化業(yè)務系統(tǒng)，采用一體化設(shè)計、一體化供貨、一體化調(diào)試模式，實現(xiàn)“占地少、造價省、可靠性高”的目標，打造“系統(tǒng)高度集成、結(jié)構(gòu)布局合理、裝備先進適用、經(jīng)濟節(jié)能環(huán)保、支撐調(diào)控一體”新一代智能變電站。而為了實現(xiàn)新一代智能變電站，采用預制二次設(shè)備艙就勢在必行了。本專題報告就是為了重點論述本站預制二次設(shè)備艙應用的必要性。

2 預制式二次組合設(shè)備艙概念及應用

2.1 概念

預制式二次組合設(shè)備由設(shè)備艙、艙體輔助設(shè)施、二次設(shè)備、二次設(shè)備屏柜（或機架）組成，并在工廠內(nèi)完成相關(guān)調(diào)試、配線等工作；且作為一個整體運輸至工程現(xiàn)場。預制艙采用集裝箱式構(gòu)造，可由一個或多個分艙體拼接而成，可根據(jù)電氣布置選擇箱體橫向或者縱向拼接，艙內(nèi)可根據(jù)需要配置安防、消防、照明、通信、暖通等輔助設(shè)施，滿足變電站二次設(shè)備運行條件及變電站運行調(diào)試人員現(xiàn)場作業(yè)的要求。

2.2 國內(nèi)外應用

國內(nèi)外集裝箱式通信機房、集裝箱式活動房、集裝箱式公共設(shè)施等由于其運輸方便，現(xiàn)場安裝簡單等得到廣泛應用。

2.3 電力行業(yè)應用

在電力行業(yè)中，35kV、10kV箱式變電站已在工程中等到廣泛應用，集裝箱式SVG設(shè)備、集裝箱式電容器、集裝箱式光伏逆變器等也得到廣泛應用。

3 預制式二次組合設(shè)備艙艙型研究

3.1 預制式二次組合設(shè)備艙尺寸的選取

依據(jù)變電站屏柜布置需要，同時根據(jù)《超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定》 ，預制式組合二次設(shè)備艙橫向尺寸不宜超過2500mm，長度不宜超過13000mm；即建議主要選擇以下三種集裝箱柜：

20尺集裝箱：外部尺寸：6058mm×2438mm×2896mm

30尺集裝箱：外部尺寸：9125mm×2438mm×2896mm

40尺集裝箱：外部尺寸：12190mm×2438mm×2896mm

3.2 預制式二次組合設(shè)備艙整體結(jié)構(gòu)型式

預制艙整體結(jié)構(gòu)設(shè)計保持集裝箱原結(jié)構(gòu)，最少化改動集裝箱本體的結(jié)構(gòu)設(shè)置軸流風機、排氣孔、艙門等，盡可能多的在電力工程建設(shè)中優(yōu)化其配置。預制艙內(nèi)必須設(shè)置緊急逃生門，且安裝電子門鎖，無論任何情況下都可以緊急啟動。預制艙內(nèi)配置有手提式滅火器。預制艙內(nèi)還需設(shè)置軸流風機、空調(diào)采暖通風設(shè)施，空調(diào)選用遠程故障告警的分體空調(diào)，軸流風機通風則在通道的選用應滿足除塵防水功能要求。

3.3 預制式二次組合設(shè)備艙的配置

預制式二次組合設(shè)備艙按照各設(shè)備對象模塊化設(shè)置布置，方便生產(chǎn)運行、檢修維護。站內(nèi)共配置間隔設(shè)備預制艙、公共設(shè)備預制艙。間隔設(shè)備預制艙內(nèi)配置有該站間隔層設(shè)備，包含有主變壓器保護屏、主變壓器測控保護屏、公共測控裝置屏、電度表、直流分屏、交換機等設(shè)備。公共預制艙內(nèi)配置有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、二次系統(tǒng)安全防護、站區(qū)計算機監(jiān)控系統(tǒng)站控層設(shè)備、通信設(shè)備、智能輔助控制系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、交直流一體化電源等設(shè)備。

3.4 預制艙內(nèi)部屏柜尺寸選擇

通用設(shè)備戶內(nèi)屏（柜）外形尺寸可選用2260mm×800mm×600mm（高×寬×深，高度中包含60mm眉頭）；通信設(shè)備屏（柜）外形尺寸可選用2260mm×600mm×600mm（高×寬×深，高度中包含60mm眉頭）。

3.5 多集裝箱內(nèi)部屏布置方案

本站預制艙內(nèi)二次屏柜采用單排布置，柜前后及兩側(cè)均留置完全滿足規(guī)程及安全運行要求的維護通道。

3.6 預制艙線纜接口

艙內(nèi)外光纖聯(lián)系采用預制式光纜聯(lián)系。預制艙內(nèi)應設(shè)置配電盒、插座盒、開關(guān)面板、組合開關(guān)箱，均選用嵌入式安裝且選用暗敷管線安裝，且滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)程要求。

3.7 電纜橋架設(shè)計

電纜橋架通過行線架，上機柜統(tǒng)一從上行行線架走線，下機柜通過底部行線架出線，達到走線集中，整齊優(yōu)化。

4 多預制艙的拼接方案

預制式二次設(shè)備艙頂部采用彩鋼瓦或其他結(jié)構(gòu)的瓦均為層層相扣形式，以防止雨水滲透；箱體外部在接縫處兩側(cè)至少外延300mm，內(nèi)部還考慮了防潮的薄膜，以有效防止雨水和灰塵進入箱體。

5 方案比選

一臺12米預制艙（屏柜雙列布置、含兩側(cè)防雨側(cè)壁、含艙體空調(diào)、通風、預制光纜接頭等）造價約40萬元。按本設(shè)計方案，選用兩臺6米預制艙（含艙體空調(diào)、通風、預制光纜接頭等），造價每臺20萬元。通過比選，集裝箱結(jié)構(gòu)造價投入為47.5萬元，而裝配式預制混凝土墻板結(jié)構(gòu)成本造價為60萬元，集裝箱結(jié)構(gòu)就節(jié)省12.5萬元，節(jié)約了20.8%投資。

通過比選，集裝箱結(jié)構(gòu)只需現(xiàn)場基礎(chǔ)澆制完成，吊裝箱體就位，即可投入使用。裝配式預制混凝土墻板結(jié)構(gòu)除現(xiàn)場基礎(chǔ)澆制完成以及墻板吊裝就位后，仍需二次現(xiàn)場混凝土搭接澆筑工作，之后混凝土凝固與養(yǎng)護，待主體結(jié)構(gòu)完成，還需室內(nèi)外裝飾工程。雖比傳統(tǒng)混凝土工程工期有所縮短，但是后期設(shè)備調(diào)試安裝都需大量人力物力以及時間。

6 結(jié)束語

隨著生產(chǎn)力飛速發(fā)展，變電站建設(shè)模式必須走向減少土地占用、降低造價、縮短建設(shè)周期，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)、提高運行可靠性和較少的設(shè)備維護發(fā)展模式，同時相關(guān)的行業(yè)的技術(shù)發(fā)展也推動了變電站建設(shè)模式的發(fā)展。

預制式二次設(shè)備組合設(shè)備艙箱體整合照明、通風管線、外墻保溫隔熱材料，箱體采用標準集裝箱尺寸，工廠一次成型，不拼接，整體性能較好，尤其針對設(shè)備小型化特別適合采用。從根本上縮短了生產(chǎn)及安裝工期，大力提高了工作效率，有利于新一代智能化變電站的“標準化設(shè)計”、“模塊化建設(shè)”。采用預制艙，最大程度地節(jié)約了施工場地以及現(xiàn)場設(shè)備材料占地面積，節(jié)約了土地資源。預制式二次設(shè)備組合設(shè)備艙的投入使用，勢在必行，有利于電力建設(shè)機械化、工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

參考文獻

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