預(yù)制式二次設(shè)備在智能變電站中的應(yīng)用研究

劉群

(安徽省電力設(shè)計院，安徽 合肥 230601)

1 引言

隨著國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)與深入，所有新建變電站均按照智能變電站設(shè)計。為了提高智能變電站的建設(shè)水平，提高工程安全及工藝質(zhì)量，降低全壽命周期成本，國家電網(wǎng)公司正逐步開展標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站的建設(shè)模式，大力推行“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化加工、裝配式建筑”的設(shè)計建設(shè)新方法。

智能變電站整合了二次設(shè)備功能，所需二次設(shè)備屏柜也相應(yīng)減少，同時信息傳輸?shù)臄?shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化，減少了設(shè)備間連接電纜。本文提出采用預(yù)制式二次設(shè)備的建設(shè)模式，實現(xiàn)二次設(shè)備集中化生產(chǎn)，減少變電站的建設(shè)周期，以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站的建設(shè)要求。

2 智能變電站二次設(shè)備建設(shè)現(xiàn)狀

(1)現(xiàn)場施工量大

變電站常規(guī)建設(shè)方案中二次設(shè)備均布置在二次設(shè)備室或繼電器小室內(nèi)，需要土建專業(yè)完成設(shè)計、施工、安裝等工作，現(xiàn)場施工量較大;

(2)施工周期長

由于現(xiàn)場施工量大，二次設(shè)備必須等到土建專業(yè)完工后方可進(jìn)場安裝調(diào)試，周期較大，不利用工程進(jìn)度控制;

(3)建設(shè)質(zhì)量難以掌控

變電站中土建需要完成場地平整、道路鋪設(shè)、設(shè)備基礎(chǔ)制作等工作，施工人員繁雜，現(xiàn)場施工隊伍較多，質(zhì)量難以保證;

(4)二次設(shè)備接線工作量大

變電站內(nèi)二次設(shè)備安裝接線工作量大，尤其是智能變電站中，屏柜間主要采用光纜連接，而光纜較電纜更為容易受損，導(dǎo)致二次設(shè)備接線任務(wù)繁重。

3 預(yù)制式二次設(shè)備的特點

預(yù)制式二次設(shè)備即將二次設(shè)備集中布置在預(yù)制艙內(nèi)，由設(shè)備廠家統(tǒng)一集成安裝后，整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，就地布置在配電裝置區(qū)，減少了一、二次設(shè)備間的電纜長度。其主要特點有:

(1)由廠家集成安裝，有利于二次設(shè)備功能的整合，提高了設(shè)備的集成度;

(2)在廠內(nèi)完成二次設(shè)備的安裝接線，減少了現(xiàn)場的工作量;

(3)可實現(xiàn)二次設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量;

(4)設(shè)備布置就地化，減少了變電站二次光纜的長度。

4 預(yù)制式二次設(shè)備選型

為滿足變電站內(nèi)運(yùn)行要求，遵循“安全性、適用性、通用性、經(jīng)濟(jì)性”協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則，預(yù)制式二次設(shè)備主要從以下幾個方面來配置。

4.1 外形尺寸

根據(jù)《超限運(yùn)輸車輛行駛公路管理規(guī)定》，預(yù)制艙運(yùn)輸橫向尺寸不宜超過2500mm，長度不宜超過13000mm。為方便廠家采購及運(yùn)輸，采用以下三種行業(yè)中通用規(guī)格:

表1 標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙規(guī)格

4.2 艙體材料

(1)艙體采用不銹鋼材料加工，提高集裝箱抵抗腐蝕能力;通過定期檢查與修補(bǔ)，避免長期損傷造成的材料與結(jié)構(gòu)上的破壞;封閉的金屬六面體保證了艙體的電磁屏蔽性能;艙體整體防護(hù)等級應(yīng)達(dá)到IP54。

(2)由于艙體置于戶外，艙壁夾層應(yīng)附著保溫材料(如巖棉等)，材料的防火性能應(yīng)不低于V2級。艙內(nèi)壁附保溫材料厚度約為45mm，具有很好的隔熱保溫性能。

4.3 艙體結(jié)構(gòu)

(1)考慮風(fēng)荷載及抗震要求，主體結(jié)構(gòu)采用H型鋼柱和H型鋼梁，梁柱間采用焊接或螺栓連接。艙體底部可加設(shè)水平或縱向工字鋼或槽鋼，加強(qiáng)艙體的整體性。

(2)兩端采用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙雙開門，作為設(shè)備輸入通道，門寬滿足設(shè)備搬運(yùn)的要求，耐火等級二級。艙體不設(shè)置窗戶，在墻面設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)外設(shè)置防護(hù)罩，防止雨水、灰塵及生物進(jìn)入。

(3)頂部增加斜頂，斜頂與箱頂保持15°度角，預(yù)防積水;對于北方地區(qū)，需要增大斜頂與箱頂?shù)慕嵌龋A(yù)防積水和積雪;減少箱頂陽光照射。

4.4 其他要求

(1)配置門控?zé)簟⒄彰鳌⒖照{(diào)、換氣扇等電氣設(shè)施，布置走線槽及配電盒、開關(guān)面板、插座等。另外，應(yīng)為消防、安防監(jiān)控系統(tǒng)留有安裝位置及預(yù)鋪設(shè)電纜。

(2)艙體與地網(wǎng)接地點的接觸面面積不應(yīng)小于100mm×80mm，接地電阻不大于0.1Ω，接地導(dǎo)體采用截面不小于30mm2的銅帶。

5 預(yù)制式二次設(shè)備布置方案

5.1 屏柜布置

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙尺寸大小，有兩種布置方式:5.1.1 單列布置

屏柜布置于艙體中間，屏前預(yù)留1000mm距離作為操作維護(hù)通道，屏后為750mm距離保護(hù)檢修更換插件的空間。以40尺艙體為例，可以布置17面屏柜。此方案技術(shù)成熟，可作為現(xiàn)階段實施方案。

5.1.2 雙列布置

屏柜雙列靠邊布置，采用前開門旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)柜體，中間預(yù)留1150mm作為操作維護(hù)通道。以40尺艙體為例，可以布置26面屏柜。此方案屏柜需調(diào)整結(jié)構(gòu)，柜內(nèi)走線較繁雜，可以試點使用。

5.2 預(yù)制式二次設(shè)備布置

以220kV某變電站為例，建設(shè)規(guī)模為3臺主變，220kV側(cè)8回出線，110kV側(cè)12回出線，按電壓等級分區(qū)配置。

(1)220kV區(qū)配置1個預(yù)制式二次組合設(shè)備，集中布置220kV側(cè)保護(hù)、測控、計量、錄波及直流柜等間隔層設(shè)備，共15面柜，選擇40尺艙體。

(2)110kV區(qū)配置1個預(yù)制式二次組合設(shè)備，集中布置110kV側(cè)保護(hù)、測控、計量、錄波及直流柜等間隔層設(shè)備;共12面柜，選擇30尺艙體。

(3)主變區(qū)配置1個預(yù)制式二次組合設(shè)備，集中布置主變保護(hù)、測控、計量、錄波及直流柜等間隔層設(shè)備;共16面柜，選擇40尺艙體。

6 結(jié)語

采用預(yù)制式二次設(shè)備，可以有效減少施工工期，土建施工與二次屏柜安裝、接線同時進(jìn)行，現(xiàn)場僅需安裝預(yù)制艙即可，其工業(yè)化生產(chǎn)，集約化施工符合變電站“二型一化”的建設(shè)要求。隨著國網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站的深入實施，預(yù)制式二次設(shè)備的應(yīng)用也將越來越廣泛。

［1］ 劉振亞.國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計110(66)kV～750kV智能變電站部分［M］.北京中國電力出版社，2011.

［2］ DL/T5136－2001火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計技術(shù)規(guī)程［Z］.