預制艙式變電站在新能源發電系統中的應用探討

單永波

（國電電力江西新能源開發有限公司，江西 南昌 330000）

我國風力發電、光伏發電等新能源行業發展十分迅速，變電站是新能源發電項目順利投產的重要保證，預制艙式變電站的諸多優勢有利于促進新能源產業的發展，因此，研究預制艙式變電站在新能源發電系統中的應用具有重要的意義。

1 預制艙式變電站的優勢

1.1 設計標準化

統一標準、全國通用；滿足國網110kV新一代智能化變電站標準。

1.2 占地小型化

因地制宜、節約用地；滿足城市中心站“小半徑，多布點”的建設要求；節約土地，布局靈活，不受建站地形限制，解決“選址難、落地難”的問題。

1.3 建站模塊化

模塊生產、快速投運；積木模塊化設計，3～6個月建站周期，1個月內快速投運。

1.4 系統集成化

系統集成、模塊組合；整站的模塊化、標準化設計、工廠化生產和調試、極大地提高了生產效率和產品質量，滿足了變電站快速建設的需求。

1.5 運行高可靠

安全可靠、靈活機動；技術先進，免維護預制艙結構，超越室內運行環境。

1.6 箱體高檔化

堅固美觀、保質百年；雙層鋼板發泡技術、六層防腐技術、斷橋隔熱等世界先進技術，完全滿足變電站主主體建筑60年的使用壽命要求。

1.7 環保綠色化

境友好、綠色環保，艙體彩繪裝飾，融入周邊環境；聲屏障、電磁屏蔽等技術，將變電站對周圍環境的噪聲污染及電磁輻射等降至最低，周邊居民安適愜意生活。

1.8 耐腐蝕性能好

箱體箱體采用了六道防腐工藝，采用冷軋鋼板電弧噴鋅工藝做為底層，鋅絲純度99.9%，鋅層厚度＞100μm，在鋅層上噴中涂漆，面漆為丙烯酸聚胺脂雙組份面漆。箱體底架槽鋼經過噴砂、噴鋅處理后，采用瀝青漆重度防腐處理，保證底架30年不銹蝕。

2 預制艙式變電站現場安裝方案與注意事項

2.1 吊車的選擇

認真核算每個艙體的重量，綜合分析現場的地形及空間狀況，結合吊車的作業半徑等因素，選雇適當噸位的吊車。

2.2 各艙體的吊裝方案

依據個艙體的外形尺寸，專門制作相應的吊裝撐桿、防護護邊、選擇相應的鋼絲繩等。特銳德售后服務人員將全程指導設備的整個吊裝過程，直至所有艙體完全就位，拼裝完成。

2.3 現場拼接方案

現場拼接流程：

（1）箱體吊裝前需對地基進行平整度驗收及校驗，平整度按照0.3/1000mm，如不滿足時需準備箱體墊片、墊塊等保證艙體安裝面的水平度。

（2）箱體按照發貨編號對應地基依次吊裝至地基上，吊裝時兩艙體如無法一次吊裝到位時，注意縮短兩箱體間距至100～300mm，便于用手拉葫蘆將兩艙體并接到位。

（3）如艙體為雙層站模式時，一層并接完成后，需將各模塊間的拼接螺栓并緊，并將底座與地基預埋槽鋼進行焊接，焊接方式采用段焊，焊長不低于50mm，兩焊點間距不大于1000mm；根據布置圖的要求確定二層艙體的起始位置，并在需疊裝二層艙體的一層艙體表面涂抹黃油、潤滑脂等措施后，將二層艙體吊裝至指定位置，各艙體如一次吊裝無法就位時，采用手拉葫蘆將艙體并接到位。

（4）安裝艙體附件、接地等各功能模塊，實現艙體完整性功能。

2.4 拼接處防水措施

箱體拼接處采取“設置防水翻邊+加裝硅橡膠密封膠條+阻燃泡料+防水扣板的模式”確保拼接位置的密封和防水。箱體拼接處采取“設置防水翻邊+加裝硅橡膠密封膠條+阻燃泡料+防水扣板的模式”拼接處采用機械結構+密封材料的雙保險處理，實現防水密封的雙重保證，拼接處就位前接縫處粘貼密封條，拼接壓緊后拼合處縫隙填充耐候性強力防水膠，打膠后采用特殊密封條將拼接結構裹緊，然后安裝防水扣板，最后在縫隙處填充發泡料，完全填充扣板內部空間，實現密封防水，確保殼體拼接處防護等級不低于IP54。

拼接縫隙的防水處理：一般采用黏貼密封條、涂抹密封膠、縫隙較大處填注填縫劑，最后將扣板安裝到位，完成艙體、頂蓋等拼接縫隙的防水處理。

2.5 頂蓋的拆裝

艙體上方的頂蓋為螺栓連接，頂蓋四角螺栓拆卸后即可吊開頂蓋，更換內部設備。

3 預制艙式變電站在新能源發電系統中的應用前景分析

3.1 預制艙式變電站在風電應用

由于風電項目工期緊張，以往現澆混凝土變電站模式存在較多的弊端，風電項目一般都處在風資源豐富地區，項目建設容易受天氣影響，同時施工后的廢料不利于環境保護，對周圍環境危害大，預制艙式變電站的應用就能夠有效地避免上述弊端。

預制艙式變電站在工廠加工，現場濕作業少，施工廢料少，能夠滿足綠色節能的要求，與風力發電的綠色能源、清潔能源理念一致，同時能夠滿足風電項目建設工期緊迫的要求。

預制艙式變電站的構件設計、加工以及安裝都比較簡單，成本低；在安裝構件時，主要依靠機械作業，能夠大幅度減少人工費，節約風電場建設成本。由此可見，預制艙式變電站在風電項目的應用是可行的，很有發展前景。

3.2 預制艙式變電站在光伏發電中的應用

近年來，我國光伏產業開始步入健康發展的軌道，在外部政策的刺激和市場需求的雙重驅動下，光伏系統在成本、技術、運營等方面逐步得到了進一步的改善。在光伏電站建設過程中，傳統型土建敞開式變電站涉及房屋土建、多包件設備購置、設備安裝、現場一二次電纜接線、設備聯調聯試等關鍵環節，往往一座110kV變電站的建設需要1～3年，短則8、9個月，110kV并網升壓主站的建設速度往往制約整站的建設進程。

采用110kV積木式模塊化智能變電站解決方案，全工廠預裝式理念，所有一二次設備包括，高壓110kV GIS組合電器、35kV開關設備、二次綜自保護、無功補償裝置以及主變（如果有需要），均放置于雙層、密封、隔溫、防腐的預制艙箱體內，艙體設計滿足國家標準以及IEC標準要求，在工廠內完成所有電器設備的安裝、接線與聯調聯試工作，實現配送式運輸。

設備抵達現場后一周內即可完成變電站的整站搭建工作，實現快速建站。設備加工生產周期3個月，現場施工1個月即可完成送電，解決了并網主站建站周期長的難題，國內國家電網陜西榆林供電公司采用預制艙變電站方案實現了100天完成一座110kV變電站的目標，并一次性成功送電投運，得到了陜西電網的好評。

圖1 陜西榆林110kV變電站實景圖

3.3 節能環保意義

預制艙式變電站運行過程可以為電力系統提供良好的節能降耗環境。新能源發電項目一般建設在環境較為惡劣的地區，如戈壁、山區、草原、沙漠、海上等。預制艙式變電站的外殼通常應用防火性隔熱保溫材料，可以起到夏天隔熱冬天保溫的效果；預制艙式變電站的箱體密封性能要高于傳統變電站，同時具備較好的防腐性能。預制艙式變電站內部借助機械通風系統就可以實現對基本元件的綜合處理，維護預裝箱的通風效果。這些優點都可以確保在戶外環境較為惡劣的情況下能夠安全穩定運行。此外，預制艙式變電站的生產加工都在工程完成，整個生產過程材料浪費少，能源消耗少，實現了綠色變電站施工。

4 結語

綜上所述，把預制艙式變電站引入新能源產業將給新能源項目的建設帶來有力變革，能夠縮短項目建設的周期，提高經濟效益，從而推動我國新能源產業的快速發展。