预制舱式全金属密封变电站在城市中心变电站中的应用

赵 璐，王友辉

（国网沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110003）

其它

预制舱式全金属密封变电站在城市中心变电站中的应用

赵 璐，王友辉

（国网沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110003）

城市配网系统一直存在落地难问题，随着经济发展，变电站建设面临越来越多的考验，因此，提出一种预制舱式全金属密封变电站，通过紧凑性的全密封方案，解决了电磁、噪声干扰、占地面积大及施工周期长的问题，从而有效解决了城市配网变电站落地问题。

预制舱式全金属密封变电站；城市中心变电站；智能变电站

随着城市用电负荷的快速增长，出于经济和系统安全考虑，需要在城市中心区新建大量变电站，而变电站建在城市中心区域需重点考虑市区人口密集程度、城市规划及建筑风格。建成的变电站应占地小，电磁、噪声干扰符合城市环境条件。本文主要研究预制舱式全金属密封变电站在城市中心变电站中的应用。

1 预制舱式全金属密封变电站的总体要求

a.户外运行，要求抗冲击能力强，防盗、防破坏能力强；

b.防腐能力强，保证40年不生锈；

c.防辐射，辐射标准远低于国家标准；

d.噪声低，适用于城市中心；

e.外形美观、大方、协调；

f.密封舱体防尘、防潮、防凝露；

g.体积小巧，结构紧凑；

h.一体化安装，施工周期短。

2 技术方案

2.1 整体结构方案

预制舱舱体骨架为焊装一体式结构，应有足够的机械强度和刚度，主要钢材材质应选用优质碳素结构钢，屈服强度不小于235 MPa。在起吊、运输和安装时不会变形或损伤。舱体内开关柜不会因起吊运输造成的变形影响断路器、隔离开关等设备的操作、运行。

预制舱防护等级达到IP33D，舱体接缝处防护等级不低于IP54，舱体内部采用钢板及阻燃绝缘隔板严格分成各个隔室，各个隔室之间的防护等级为IP2X。

舱体底架部件由型钢焊接而成，主要钢材材质应选用优质碳素结构钢，屈服强度不小于235 MPa。框架、门板及顶盖均采用优质冷轧钢板经喷砂、热喷锌防腐处理工艺或采用不锈钢材质，框架钢板厚度不小于2.5 mm；门和顶盖钢板厚度不小于2 mm；底板厚度不小于3 mm；不允许使用彩钢板、镀锌板等金属材料拼装式舱体或GRC、金邦板等非金属舱体。内部填充物采用建设部许可聚氨酯防火保温材料，确保整个预制舱的保温和防火性能。

舱体所有锁盒采用户外铝合金锁盒，并配置工程塑料电力专用锁。舱体金属构件应进行40年内不锈蚀的防腐处理，舱体外壳采用冷轧钢板经热喷锌防腐或不锈钢板制作，金属材料喷涂前必须经过喷砂处理，以增强防腐层的附着力，并均匀一致。

为确保舱体的高低压侧自动化设备及变压器设备的可靠运行，并实现防尘、防潮、防凝露，预制舱舱体均需要密封［1－2］。

预制舱外壳形状应不易积尘、积水，舱体顶盖应有明显散水坡度，不应小于5°，顶盖边沿应设有滴水沿，防止雨水回流进入舱体。舱体制作尽可能少用外露紧固件，以免螺钉穿通外壳使水导入壳内；对穿通外壳的孔，均应采取相应的密封措施，若实在无法避免使用外露紧固件，则必须选用不锈钢紧固件，防止紧固件生锈。

2.2 立体建站模式

依据变电站选址及占地面积要求，预制舱变电站可采用落地平铺方式，也可选择立体建站模式，舱体可在基础一层的舱体上置顶安装，投标厂家必须处理好一层舱体承重以及舱体间防震减震问题。

隔震系统要求：上层与下层舱体连接界面之间设置隔振装置，以消除噪音、震动；隔振效率不小于72%，投标厂家应提供隔震装置测试报告。

底层舱体承重要求：上层结构总重不超过100 t，底层舱体框架所承受的平均最大应力为100 MPa；所承受的应力集中最大值为193 MPa，最小安全系数为1.2。

3 关键技术要求

3.1 舱体防辐射设计

a.选取恰当合理的系统接入方式和线路路径。尽量采用地下电缆方式。

b.在变电站设计中，尽量减少分相设备的使用，多采用三相设备。这样可以充分利用三相电的特性，将其各相产生的电磁场相抵消。例如电容器组的串联电抗器选用三相一体式，若要采用分相设备，在设计时尽量缩短相间距离，即尽量紧凑化设计，最大限度地抵消各相设备产生的电磁场。

c.采用合理手段屏蔽电磁场，对工频电磁辐射，屏蔽的作用相当显著［3］。高压设备以及站内的分立式输电设备，如消弧线圈、电容器等，会在运行中产生电磁场。高压设备应选用GIS成套装置。采用被动屏蔽方式充分利用建筑设施本身的金属结构形成金属屏蔽网。在进行变电站防雷接地设计的同时，可考虑适当增加建筑中连接金属网的钢筋数量，选用截面较大的主筋进行连接；同时，辅以增加接地极的数量，增加接地金属网的截面等，以增强电磁场屏蔽效果。尤其是变压器采用箱式预制舱结构，采用屏蔽和除噪声措施，满足《500 kV高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》（HJ／T 24—1998）评价标准，且低于沈阳市电磁辐射环境背景值。

3.2 变电站隔音设计

a.选用低噪声轴流风机及消声百页，力求从根本上减少噪声源污染［4］。

b.变电站设计成体形规整且由密封、隔音性好的双层密封防腐结构箱体而成的立方体。

c.变电站周围绿化引用效果更好的雪松等高大树木，美化的同时起到更好的隔音防辐射作用。

d.站内主要工作场所噪声均符合国家标准GBJ 87—85《工业企业噪声控制设计规范》的相关要求。

3.3 舱体防腐设计

舱体应采用喷砂、热喷锌、喷锌加涂料、喷户外高档聚氨酯面漆防腐处理，不锈钢板采用喷砂、喷户外高档聚氨酯面漆防腐处理。金属材料经防腐处理后表面覆盖层应有牢固的附着力，并均匀一致，以保证舱体40年不锈蚀。

舱体底架槽钢必须经过喷砂、喷锌处理后，采用沥青漆重度防腐处理，保证底架40年不锈蚀。

喷锌表面质量要求：锌层厚度不小于55～65 μm。涂层表面应均匀，不允许存在起皮﹑鼓泡﹑大熔滴﹑裂纹﹑掉块及其它影响涂层使用的缺陷。

舱体面漆采用抗紫外线、抗老化、长寿命的聚胺脂类高档面漆，喷涂厚度不小于30～40 μm，保证20年内不褪色、不氧化、不粉化。

3.4 舱体保温与耐寒要求

预制舱舱体采用3层金属结构，运用“冰箱”保温措施与工艺：采用双层优质钢板（内部填充物采用建设部许可聚氨酯防火保温材料，确保整个预制舱的保温和防火性能）和环保金属装修层；门板厚度不低于50 mm，保证达到“24墙”保温功效。

舱体门板采用“断桥隔热”技术，内门板相对于外门板处于悬浮状态（点接触），最小间隙不小于3 mm，内门板和外门板之间填充阻燃发泡材料（聚氨酯），密度为37 kg／m3，内门板和外门板的热传导率减至2%。

舱体内设置自动温控系统，并加装工业型加热装置，具备长时间加热功能，不得采用民用电暖气或暖风机，以保证舱体内运行环境的稳定性。

高低压舱体同时具有自动启停空调系统和高湿排风装置，在各个隔室温度高于50℃或低于0℃时自动启动空调，调节室内温度［5］，当箱内相对湿度高于80%，自动启动进风风阀和排风轴流风机，确保各个隔室内设备，尤其是自动化设备可靠运行，温度、湿度控制器的返回门限为启动值－6。

为保证设备运行环境可靠，舱体内装设微正压空调系统，保证箱体内部满足50～100 Pa的微正压条件，实现舱体内“无灰尘”。舱体内设驱潮装置，保证内部元件不发生凝露。

3.5 舱体的密封与通风处理

舱体密封均需采用硅橡胶或三元乙丙材料制作的密封条，是长寿命（保证10年以上的使用寿命）、高弹性产品，高压和低压的进出线电缆孔采用方便密封的敲落孔，并在舱体内随机配置敲落孔用密封胶圈。

舱体内设置SF6电气设备时，应设置SF6监测以及自动排风系统，控制舱体上设置的电动进风风阀和强制排风轴流风机的启停，电动风阀及轴流风机的总通风量需保证每2 min将舱体内空气换气1次（约为150 m3／min），进风风阀和轴流风机必须设置良好的除尘过滤装置，确保舱体防尘。投标厂家应处理好舱体密封和自动排风的矛盾，排风要进行多道防尘处理，防尘网应方便拆装和清洗。排风的风机采用进口、长寿命、免维护的轴流式风机；风机数量应满足排风和除湿要求。

3.6 舱体抗内燃弧措施

预制舱应设置抗内燃弧措施，舱内设置专用燃弧泄压通道。燃弧通道设置于单元柜上方，并与各功能隔室泄压通道有效连接，舱外设置泄压口，以确保电气故障情况下的人身安全。设置泄压通道时，开关柜顶部不应设置泄压板。

4 结束语

随着我国城市中心变配电的发展和建设，预制舱式全金属密封变电站以其工厂化生产、节约工期、隔音高屏蔽、安全可靠性高以及降低建设运营成本等诸多优势逐渐为建设方以及工程技术人员所认识，相信在未来的城市中心变电站建设进程中预制舱式全金属密封变电站必将发挥重要作用。

［1］张幼明，高忠继，黄 旭.智能变电站技术应用研究分析［J］.东北电力技术，2012，33（5）：15－16.

［2］张 元，胡道徐，李葛忠，等.二次设备预制舱保温结构设计［J］.湖南电力，2014，23（5）：19－20.

［3］周 文，李 杰.配送式预制舱智能变电站技术［J］.电气技术，2014，15（4）：23－24.

［4］李 岩，赵立军.智能变电站二次调试方法研究［J］.东北电力技术，2012，33（7）：35－36.

［5］窦青春，李 响，王秀莲，等.智能变电站二次系统施工图标准化设计研究［J］.东北电力技术，2014，35（2）：23－24.

Application of the Prefabricated Cabin Type All Metal Seal Substation at City Center Substation

ZHAO Lu，WANG You⁃hui
（State Grid Shenyang Power Electric Supply Company，Shenyang，Liaoning 110003，China）

City distribution system is difficult to implement，with the development of economy，the substation construction is facing more and more tests.This paper puts forward a kind of prefabricated cabin type all metal enclosed substation，this scheme solves the knotty problem of electromagnetic，noise interference，large occupied area and long time.

Prefabricated cabin type all metal enclosed substation；City center substation；Smart substation

TM63

A

1004－7913（2015）12－0051－03

赵 璐（1983—），男，学士，工程师，从事电网建设管理工作。

2015－09－05）