預制式二次組合設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，預制二次設備艙變電站工作建設中的作用越來越重要。為滿足預制艙內相關設備的安全生產及運行需要，必須跟電氣、暖通、消防、給排水各系統(tǒng)專業(yè)的配合。

關鍵詞：預制式二次組合設備艙：新一代智能變電站；應用；必要性

1 概述

1.1 工程概況

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

1.2 新一代智能變電站理念

從2013年國網公司提出創(chuàng)新變電站工程建設模式，裝配式智能變電站建設大力推行，新一代智能變電站應運而生。采用集成化智能設備和一體化業(yè)務系統(tǒng)，采用一體化設計、一體化供貨、一體化調試模式，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、結構布局合理、裝備先進適用、經濟節(jié)能環(huán)保、支撐調控一體”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備艙應用的必要性。

2 預制式二次組合設備艙概念及應用

2.1 概念

預制式二次組合設備由設備艙、艙體輔助設施、二次設備、二次設備屏柜（或機架）組成，并在工廠內完成相關調試、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造，可由一個或多個分艙體拼接而成，可根據電氣布置選擇箱體橫向或者縱向拼接，艙內可根據需要配置安防、消防、照明、通信、暖通等輔助設施，滿足變電站二次設備運行條件及變電站運行調試人員現(xiàn)場作業(yè)的要求。

2.2 國內外應用

國內外集裝箱式通信機房、集裝箱式活動房、集裝箱式公共設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 預制式二次組合設備艙艙型研究

3.1 預制式二次組合設備艙尺寸的選取

依據變電站屏柜布置需要，同時根據《超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定》 ，預制式組合二次設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 預制式二次組合設備艙整體結構型式

預制艙整體結構設計保持集裝箱原結構，最少化改動集裝箱本體的結構設置軸流風機、排氣孔、艙門等，盡可能多的在電力工程建設中優(yōu)化其配置。預制艙內必須設置緊急逃生門，且安裝電子門鎖，無論任何情況下都可以緊急啟動。預制艙內配置有手提式滅火器。預制艙內還需設置軸流風機、空調采暖通風設施，空調選用遠程故障告警的分體空調，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 預制式二次組合設備艙的配置

預制式二次組合設備艙按照各設備對象模塊化設置布置，方便生產運行、檢修維護。站內共配置間隔設備預制艙、公共設備預制艙。間隔設備預制艙內配置有該站間隔層設備，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、交換機等設備。公共預制艙內配置有調度數據網絡設備、二次系統(tǒng)安全防護、站區(qū)計算機監(jiān)控系統(tǒng)站控層設備、通信設備、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備。

3.4 預制艙內部屏柜尺寸選擇

通用設備戶內屏（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 多集裝箱內部屏布置方案

本站預制艙內二次屏柜采用單排布置，柜前后及兩側均留置完全滿足規(guī)程及安全運行要求的維護通道。

3.6 預制艙線纜接口

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

3.7 電纜橋架設計

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

預制式二次設備艙頂部采用彩鋼瓦或其他結構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至少外延300mm，內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、含兩側防雨側壁、含艙體空調、通風、預制光纜接頭等）造價約40萬元。按本設計方案，選用兩臺6米預制艙（含艙體空調、通風、預制光纜接頭等），造價每臺20萬元。通過比選，集裝箱結構造價投入為47.5萬元，而裝配式預制混凝土墻板結構成本造價為60萬元，集裝箱結構就節(jié)省12.5萬元，節(jié)約了20.8%投資。

通過比選，集裝箱結構只需現(xiàn)場基礎澆制完成，吊裝箱體就位，即可投入使用。裝配式預制混凝土墻板結構除現(xiàn)場基礎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，待主體結構完成，還需室內外裝飾工程。雖比傳統(tǒng)混凝土工程工期有所縮短，但是后期設備調試安裝都需大量人力物力以及時間。

6 結束語

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

預制式二次設備組合設備艙箱體整合照明、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，尤其針對設備小型化特別適合采用。從根本上縮短了生產及安裝工期，大力提高了工作效率，有利于新一代智能化變電站的“標準化設計”、“模塊化建設”。采用預制艙，最大程度地節(jié)約了施工場地以及現(xiàn)場設備材料占地面積，節(jié)約了土地資源。預制式二次設備組合設備艙的投入使用，勢在必行，有利于電力建設機械化、工業(yè)化、產業(yè)化的發(fā)展。

參考文獻

[1]GB50606-2010.智能建筑工程施工規(guī)范[S].2010.

[2]GB50339-2003.智能建筑工程質量驗收規(guī)范[S].2003.

[3]JGJ16-2008.民用建筑電氣設計規(guī)范[S].2008.

[4]GB50738-2011.通風與空調工程施工規(guī)范[S].2011.

[5]GB50229-2006.火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范[S].2006.

[6]GB50016-2014.建筑設計防火規(guī)范[S].2014.