模塊化預制倉式變電站在110kV配網中的應用

摘要：在電力網絡發(fā)展的過程中，城市110kV配網系統的建立與運行存在變電站落地困難的問題，導致變電站的建設經常面臨嚴峻考驗。在進行配網建設時，可以將模塊化預制倉式變電站應用在110kV配網的建設中，應用具有較強緊湊型的全密封方案來解決其中的電磁干擾以及噪聲干擾等方面的問題。文章對模塊化預制倉式變電站在110kV配網中的應用進行了分析。

關鍵詞：模塊化；預制倉式變電站；110kV配網；電力網絡；變電站建設；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2017）11-0080-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.041

1 概述

隨著我國城市化進程的不斷進行，城市的用電負荷也隨之不斷增加，110kV配網中需要建設更多的變電站。但是，由于城市的人口相對密集，土地面積緊張，想要在市區(qū)建設這些變電站，就必須考慮到變電站的占地面積以及電磁干擾噪聲干擾等方面的問題。近年來，在我國應用的預制倉式變電站中，能夠實現二次自動化設備的預制，但變電站的占地面積與工作量仍然很大，因此選擇建設結構更加緊湊的變電站是未來發(fā)展的目標，而模塊化預制倉式變電站就是能夠滿足這些需求的變電站結構。

2 模塊化預制倉式變電站的建設要求

在城市區(qū)域內建設變電站，最基本的要求就是要滿足其自身的美觀性、可靠性以及經濟性，所以模塊化預制倉式變電站的具體建設要求包括以下六個方面：第一，變電站能夠在戶外正常運行，并需要具有較強的抗沖擊能力、防盜能力以及防破壞能力；第二，具有優(yōu)秀的防腐性能，確保正常使用40年后不得產生銹蝕；第三，變電站的防腐這標準必須達到國家標準以上；第四，運行噪聲能夠得到有效的控制，避免影響市民的正常生活；第五，占地面積應控制在設計范圍以內，保證整體結構的緊湊型性；第六，能夠實現一體化安裝，以縮短工程施工周期。

3 模塊化預制倉式變電站建設方案

3.1 變電站整體方案

在模塊化預制倉式變電站的結構設計中，通常會包括110kV的GIS預制倉、二次自動化預制倉、無功補償預制倉、消弧線圈預制倉以及變壓器預制倉等。這些預制倉的股價結構均為異地式，能夠滿足較高的剛度與機械強度要求，選用的材質以優(yōu)質碳素結構鋼為主。預制倉的防護要滿足IP33D的要求，而倉體接縫處防護等級要保證在IP54以上，倉體內部應使用鋼板與阻燃材料分成不同的隔室，這些隔室之間的防護等級達到IP2X。預制倉中的門板、框架以及上蓋據需要使用優(yōu)質冷軋鋼板作為材料，并對表面進行噴砂等方式的防腐處理，框架處鋼板的厚度必須保證在2.5毫米以上，門板以及上蓋板的厚度必須保證在2毫米以上。倉體內部的填充物可以選用聚氨酯防火材料，保證倉體具有較強的防火性能。倉體中使用的金屬構件的防腐處理必須保證40年不出現銹蝕，外側的冷軋鋼板必須經過處理，以確保其防腐性能。由于倉體內部需要設置變壓器、計算機等自動化控制設備，必須保證具有良好的防潮與防塵性能。預制倉的外形應符合其應用要求，必須做到不易積水，頂蓋應保證有一個大于5°的散水坡度。倉體的設計中必須減少緊固件的外露數量，防止出現水經過緊固件進入殼體內部，對于已經穿透外殼的孔，必須采取有效的密封措施，如果無法避免出現緊固件外露，則應選擇不銹鋼材質的緊固件，防止出現銹蝕。為了保證倉體具有良好的隔熱性，必須保證一般周圍空氣溫度下電器設備的溫度低于最高溫度，同時必須保證高于最低溫度。每個倉體的內部都應在頂部安裝自動煙感系統，煙感系統與自動化系統接通，一旦出現火災，能夠避免火災的進一步

蔓延。

3.2 變電站整體建設模式

在選擇模塊化預制倉式變電站的建設模式時，需要根據其占地面積與位置的需求來選擇，一般選擇落地平鋪的建設模式，也可以選擇立體建設模式，可以將倉體安裝在基礎層的置頂位置，其設計時必須對倉體承重以及減震系統進行處理。上下兩層的倉體間必須設立有效的隔震設施，用戶消除震動與噪音。上層的倉體結構的總重量要控制在100噸以下，最下層倉體的框架必須能夠承受100兆帕以上的應力。

4 模塊化預制倉式變電站主要技術要求

4.1 倉體防輻射性能要求

預制倉的防輻射主要采取工頻輻射防護的方式，對110kV的預制倉進行防護相對簡單，當時進出線接頭處比較容易出現問題，所以變壓器預制倉需要采取以下防護方案：第一，選擇合適的線路接入方式與路徑，盡可能使用地下電纜；第二，變電站中應減少分相設備數量，使用三相設備取代，以便可以應用三相電的優(yōu)勢來消除電磁場；第三，應用適當的方法來屏蔽電磁場，對工頻電磁輻射采取屏蔽的措施效果非常明顯，站內的高壓設備與分立式輸電設備在運行時會產生電磁場，因此高壓設備應使用GIS裝置，利用建筑中的技術結構建立屏蔽網，實現對電磁場的屏蔽。與此同時，在變電站的防雷設計中，可以增加金屬網鋼筋的數量，使用截面較大的主筋進行連接，還可以通過增加接地極數量，增加金屬網的截面等措施提高屏蔽效果。

4.2 變電站隔音性能要求

為了保證變電站在工作過程中發(fā)出的噪音不會對居民的正常生活造成影響，在進行模塊化預制倉式變電站設計時，必須采取以下隔音措施：第一，在設計中選擇低噪聲軸流風機與消聲百頁，從源頭減小噪聲的產生；第二，將變電站設計為具有形狀規(guī)整、密封隔音等特點的雙側結構箱體；第三，在變電站周邊做好環(huán)境保護工作，種植相對高大的數木，在美化環(huán)境的同時能夠起到隔離噪音的效果。

4.3 倉體防腐性能要求

為了增強倉體表面的防腐性能，需要對其使用熱噴鋅、噴砂、噴鋅加涂料等方式進行處理，對于不銹鋼彩板，則需要使用噴砂、噴戶外高檔聚氨酯面漆的方式提高防腐性能。在這些金屬材料經過防腐處理后，必須保證其具有較高的附著力，確保倉體表面能夠達到40年不出現銹蝕的目的。與此同時，對于倉體的底架，則需要采用噴砂、噴鋅的處理方式，并使用瀝青漆進行重度防腐，確保40年不出現銹蝕。對于噴鋅表面的質量要求如下：必須保證涂層均勻，其中鋅層的厚度必須保證在55～65微米以上，并且不會出現裂紋、起皮、掉塊等

缺陷。

4.4 倉體保溫性能與耐寒性能要求

預制倉的倉體部分一般采用三層的金屬結構，應用與冰箱類似的保溫工藝。通常情況下，選用的是雙層優(yōu)質鋼板，將這兩層鋼板間填充聚氨酯等防火保溫材料，再與環(huán)保金屬裝修層組合在一起。倉體的門板結構中應用了斷橋隔熱的技術，其中內板與外板處于懸浮狀態(tài)，間距必須保證在3毫米以上，并在其中填充聚氨酯，保證門板的熱傳導率在2%左右。與此同時，倉體的內部還要設計安裝自動溫控裝置與能夠長時間加熱的裝置，確保倉內溫度的穩(wěn)定。高低壓倉必須擁有高濕排風設施與自動啟停空調設備，如果出現隔室內的溫度超出0℃～50℃這一溫度范圍時，空調設備就可以自動啟動，能夠實現對內部溫度的調控。如果相對濕度達到80%以上，高濕排風設施就會啟用，有效地降低倉內的濕度。

4.5 倉體密封性能及倉內通風性能要求

為了確保倉體的密封性能可以滿足變電站的要求，必須為倉體制作密封條，這些密封條可以使用硅橡膠或三元乙丙等材料制作完成，具有高彈性的特點，且必須保證其使用壽命可以達到10年以上。與此同時，如果倉體內部設有SF6這類電氣設備，必須為其設計專門的監(jiān)測裝置以及排風系統，對倉體上的電動進風風閥以及強制排風軸流風機進行有效控制，保證其能夠在需要的時候實現快速起停，電動風閥及軸流風機的總通風量需保證每2min將倉體內空氣換氣一次。此外，在倉體的設計中會存在倉體密封性能與通風性能的矛盾，為了解決這一問題，必須對排風系統采用嚴格的防塵處理，風機的數量必須能夠滿足排風與除濕操作的實際需求。

4.6 倉體的抗內燃弧性能要求

預制倉的倉體必須采取抗內燃弧措施，并為其設置專用燃弧泄壓通道。燃弧通道的最佳位置應處于單元柜的上方，并且需要與所有功能隔室的泄壓通道形成連接，以確保在電氣設備出現故障時的人身安全。此外，在設置泄壓通道時，開關柜頂部不應設置泄壓板。

5 結語

總而言之，在我國電力系統的發(fā)展過程中，模塊化預制倉式變電站已經成為110kV配網中的重要組成部分，這類變電站具有占地面積小、投入成本低、施工周期短以及可靠性高的優(yōu)勢，是推動電力系統進一步發(fā)展的關鍵因素。

參考文獻

[1] 周佳，貝新宇.輸變電設施電磁輻射環(huán)境影響評價方法探討[J].世界核地質科學，2010，（4）.

[2] 趙璐，王友輝.預制倉式全金屬密封變電站在城市中心變電站中的應用[J].東北電力技術，2015，（12）.

[3] 王青.智能變電站設計中存在的問題及改進[J].科技創(chuàng)新與應用，2015，（18）.

[4] 李勤.關于變電站設計中存在的關鍵問題探究[J].硅谷，2013，（19）.

[5] 李平，林永清，張海岸.110kV縣城變電站設計[J].自動化應用，2014，（12）.

作者簡介：尹宇春（1981-），男，湖南洞口人，國網湖南省電力公司衡東縣供電分公司工程師，研究方向：變電

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（責任編輯：蔣建華）