智能變電站預制艙防風沙門斗設計分析

常州博瑞電力自動化設備有限公司 顧曉賀 吳俊輝 李雪城 袁孟佼 陸朝陽

在我國西北地區，由于環境條件比較惡劣，因此在預制艙的設計過程中就需要對這些環境因素加以考慮。本文針對風沙環境對預制艙的影響，提出了防風沙門斗的設計方案，并進一步對防風沙門斗進行分類說明。在防風沙門斗的作用下，使得預制艙內設備功能的正常運行能夠得以保障。

隨著國民經濟的快速發展和城鎮化建設速度的加快，對能源的需求也在與日俱增，這就相應促使智能電網工程建設的速度進一步加快。在智能變電站的建設過程中，其中預制艙式二次組合設備的應用，可以滿足“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”的要求，能夠有效的縮短生產周期，減少現場施工工作量，進而提高智能變電站的整體建設效率。

在我國西北地區，由于其具有高海拔、大風沙、多粉塵等一些惡劣的環境條件，這些惡劣的環境嚴重的會影響到變電站的安全性能，因此在預制艙的生產過程中就需要考慮這些環境因素。

1 風沙環境對預制艙的影響

由于我國西北地區的風沙灰塵等都是具有一定機械活性的顆粒物質，一旦這些顆粒物質進入到電力電氣設備中，就有可能出現設備磨損或者阻塞的情況，這些風沙灰塵等進入到電氣設備中，還有可能會發生一定的酸堿等相關化學反應，而如果某些絕熱性物質粘附于冷卻系統等的表面，也會對散熱造成一定的影響，這些都會增加設備出現故障的可能性。

2 預制艙防風沙方案設計

風沙環境對預制艙的影響主要在預制艙的對外接口部分，包括風扇的進出風口、空調以及艙門處。對于風扇的進出風口處，統一采用自垂百葉窗加過濾網模式，能夠有效地防止沙塵通過進出風口進入艙內；而空調這一塊，統一要求對應廠家做到空調能夠滿足防風沙的要求。

對于預制艙艙門的密封處理，是整個艙體密封的最薄弱環節。由于預制艙的長期使用，艙門在不斷開合過程中密封圈處就會逐漸堆積一些粉塵，這些粉塵會侵蝕腐化密封圈，使其密封性逐漸減弱。而且在大風沙的環境中，當預制艙艙門在開啟的時候，一些沙塵也能順勢進入到艙內，影響預制艙里面設備的正常使用。針對這種情況，我們采用在預制艙艙門處增加防風沙門斗的設計方案，如圖1所示，防風沙門斗相當于一個緩沖隔斷區，能夠有效的防護艙內不被風沙侵擾。而門斗的設計有外門斗和內門斗之分，門斗數量又有單個門斗、兩個門斗以及多個門斗之分，具體需要選用哪種設計方案，這就需要根據艙內所具有的可用空間以及對應業主需求來設計。

圖1 防風沙門斗

2.1 外門斗設計方案

外門斗，就是一種把防風沙門斗置于艙外的設計方案，如圖2所示，此種情況是由于艙內空間不足，不足以在艙內放置一個門斗，或者在艙內放置一個門斗后，會與艙內二次設備出現干涉的情況。此種情況如果工作人員要進入到艙內，就要先打開外門斗的門，進入到門斗內，在關閉外門斗的門，然后在打開艙體的門進入到艙內。這樣的話，在外門斗的隔斷緩沖作用下，沙塵只能進入到外門斗內，而不會進入到艙內，進而能夠使得艙內的環境條件得到保證。

圖2 外門斗設計方案

此種方式的好處是，門斗不會占用艙內有效空間，艙內空間能夠最大化利用，缺點是門斗放到艙體外側，使得艙體的整體尺寸有所增加，而且由于門斗凸出艙體一部分，使得美觀性方面有些差，而且為了不影響運輸，外門斗需要到施工現場安裝固定，相對增加了一定的現場工作量。

2.2 內門斗設計方案

內門斗，就是一種把防風沙門斗置于艙內的設計方案，此方案又分為內門斗門正開設計方案（如圖3(a)所示）和內門斗門側開設計方案（如圖3(b)所示）。當采用內門斗的設計方案時，工作人員想要進入到艙內，首先就要打開預制艙艙門，進入到門斗內部，在關閉預制艙艙門，然后在打開內門斗的門進入到艙體內部。這樣的話，在內門斗的隔斷緩沖作用下，沙塵只能進入到內門斗內，而不會進入到艙內，進而能夠使得艙內的環境條件得到保證。

圖3 內門斗設計方案

采用內門斗設計方案的前提是艙內空間足夠，能夠放的下門斗。當艙內二次屏柜數量相對較多，沒有側放的服務器柜的情況下，可采用內門斗門正開的方案；當艙內二次屏柜的數量相對較少，或者有側放的服務器柜的情況下，一般可采用內門斗門側開的方案。

采用內門斗的好處是預制艙整體尺寸沒有改變，內門斗在出廠前都會安裝固定好，不會增加施工現場的工作量，其中內門斗門正開設計方案的好處是，預制艙艙內屏柜數量可以盡量多放，但是門斗的門在打開時，會與預制艙側壁上的空調等元器件有有些微干涉，采用內門斗門側開設計方案的好處的，門斗的門，以及服務器的門打開都會很方便，不會有干涉情況出現，但是這種情況，艙內放置二次屏柜的數量相對少一點。

結語：本文結合我國西北地區大風沙等惡劣環境條件，提出了防風沙門斗的設計方案，防風沙門斗的使用，能夠有效的減少風沙灰塵等惡劣環境對預制艙內設備的影響，降低出現安全隱患的概率，而選擇合理的防風沙門斗的形式以及數量，也能進一步達到優化艙體設計的目的，為智能變電站的建設提供一個更加良好的運維環境。