预制式二次组合设备舱在变电站中的应用

王淑静

摘 要：新一代智能变电站的广泛推广，预制二次设备舱变电站工作建设中的作用越来越重要。为满足预制舱内相关设备的安全生产及运行需要，必须跟电气、暖通、消防、给排水各系统专业的配合。

关键词：预制式二次组合设备舱：新一代智能变电站；应用；必要性

1 概述

1.1 工程概况

依托设计竞赛课题“商丘睢县110kV城南输变电工程”，设计思路为：在“三通一标”、“两型一化”设计总体原则基础上，设计出“标准化设计”、“模块化建设”的新一代智能变电站。

1.2 新一代智能变电站理念

从2013年国网公司提出创新变电站工程建设模式，装配式智能变电站建设大力推行，新一代智能变电站应运而生。采用集成化智能设备和一体化业务系统，采用一体化设计、一体化供货、一体化调试模式，实现“占地少、造价省、可靠性高”的目标，打造“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”新一代智能变电站。而为了实现新一代智能变电站，采用预制二次设备舱就势在必行了。本专题报告就是为了重点论述本站预制二次设备舱应用的必要性。

2 预制式二次组合设备舱概念及应用

2.1 概念

预制式二次组合设备由设备舱、舱体辅助设施、二次设备、二次设备屏柜（或机架）组成，并在工厂内完成相关调试、配线等工作；且作为一个整体运输至工程现场。预制舱采用集装箱式构造，可由一个或多个分舱体拼接而成，可根据电气布置选择箱体横向或者纵向拼接，舱内可根据需要配置安防、消防、照明、通信、暖通等辅助设施，满足变电站二次设备运行条件及变电站运行调试人员现场作业的要求。

2.2 国内外应用

国内外集装箱式通信机房、集装箱式活动房、集装箱式公共设施等由于其运输方便，现场安装简单等得到广泛应用。

2.3 电力行业应用

在电力行业中，35kV、10kV箱式变电站已在工程中等到广泛应用，集装箱式SVG设备、集装箱式电容器、集装箱式光伏逆变器等也得到广泛应用。

3 预制式二次组合设备舱舱型研究

3.1 预制式二次组合设备舱尺寸的选取

依据变电站屏柜布置需要，同时根据《超限运输车辆行驶公路管理规定》 ，预制式组合二次设备舱横向尺寸不宜超过2500mm，长度不宜超过13000mm；即建议主要选择以下三种集装箱柜：

20尺集装箱：外部尺寸：6058mm×2438mm×2896mm

30尺集装箱：外部尺寸：9125mm×2438mm×2896mm

40尺集装箱：外部尺寸：12190mm×2438mm×2896mm

3.2 预制式二次组合设备舱整体结构型式

预制舱整体结构设计保持集装箱原结构，最少化改动集装箱本体的结构设置轴流风机、排气孔、舱门等，尽可能多的在电力工程建设中优化其配置。预制舱内必须设置紧急逃生门，且安装电子门锁，无论任何情况下都可以紧急启动。预制舱内配置有手提式灭火器。预制舱内还需设置轴流风机、空调采暖通风设施，空调选用远程故障告警的分体空调，轴流风机通风则在通道的选用应满足除尘防水功能要求。

3.3 预制式二次组合设备舱的配置

预制式二次组合设备舱按照各设备对象模块化设置布置，方便生产运行、检修维护。站内共配置间隔设备预制舱、公共设备预制舱。间隔设备预制舱内配置有该站间隔层设备，包含有主变压器保护屏、主变压器测控保护屏、公共测控装置屏、电度表、直流分屏、交换机等设备。公共预制舱内配置有调度数据网络设备、二次系统安全防护、站区计算机监控系统站控层设备、通信设备、智能辅助控制系统、火灾报警系统、交直流一体化电源等设备。

3.4 预制舱内部屏柜尺寸选择

通用设备户内屏（柜）外形尺寸可选用2260mm×800mm×600mm（高×宽×深，高度中包含60mm眉头）；通信设备屏（柜）外形尺寸可选用2260mm×600mm×600mm（高×宽×深，高度中包含60mm眉头）。

3.5 多集装箱内部屏布置方案

本站预制舱内二次屏柜采用单排布置，柜前后及两侧均留置完全满足规程及安全运行要求的维护通道。

3.6 预制舱线缆接口

舱内外光纤联系采用预制式光缆联系。预制舱内应设置配电盒、插座盒、开关面板、组合开关箱，均选用嵌入式安装且选用暗敷管线安装，且满足相关规范规程要求。

3.7 电缆桥架设计

电缆桥架通过行线架，上机柜统一从上行行线架走线，下机柜通过底部行线架出线，达到走线集中，整齐优化。

4 多预制舱的拼接方案

预制式二次设备舱顶部采用彩钢瓦或其他结构的瓦均为层层相扣形式，以防止雨水渗透；箱体外部在接缝处两侧至少外延300mm，内部还考虑了防潮的薄膜，以有效防止雨水和灰尘进入箱体。

5 方案比选

一台12米预制舱（屏柜双列布置、含两侧防雨侧壁、含舱体空调、通风、预制光缆接头等）造价约40万元。按本设计方案，选用两台6米预制舱（含舱体空调、通风、预制光缆接头等），造价每台20万元。通过比选，集装箱结构造价投入为47.5万元，而装配式预制混凝土墙板结构成本造价为60万元，集装箱结构就节省12.5万元，节约了20.8%投资。

通过比选，集装箱结构只需现场基础浇制完成，吊装箱体就位，即可投入使用。装配式预制混凝土墙板结构除现场基础浇制完成以及墙板吊装就位后，仍需二次现场混凝土搭接浇筑工作，之后混凝土凝固与养护，待主体结构完成，还需室内外装饰工程。虽比传统混凝土工程工期有所缩短，但是后期设备调试安装都需大量人力物力以及时间。

6 结束语

随着生产力飞速发展，变电站建设模式必须走向减少土地占用、降低造价、缩短建设周期，与周围环境协调、提高运行可靠性和较少的设备维护发展模式，同时相关的行业的技术发展也推动了变电站建设模式的发展。

预制式二次设备组合设备舱箱体整合照明、通风管线、外墙保温隔热材料，箱体采用标准集装箱尺寸，工厂一次成型，不拼接，整体性能较好，尤其针对设备小型化特别适合采用。从根本上缩短了生产及安装工期，大力提高了工作效率，有利于新一代智能化变电站的“标准化设计”、“模块化建设”。采用预制舱，最大程度地节约了施工场地以及现场设备材料占地面积，节约了土地资源。预制式二次设备组合设备舱的投入使用，势在必行，有利于电力建设机械化、工业化、产业化的发展。

参考文献

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