配网户外设备预制基础的应用李靖袆

配网户外设备预制基础的应用李靖袆

李靖袆

(国网山东省电力公司烟台供电公司山东烟台264000)

摘要：在全国电网全面推行智能化，逐步推行装配式变电站建设，推广新一代变电站试点的潮流大形势下，二次预制舱将成为主角。变电站还应加强对二次预制舱设备维护方面的研究，以解决运行维护不便问题。本文配网户外变电设备二次预制舱设备布置与应用，分析配置过程中出现的几个关键问题。

关键词：配网户外设备；预制基础；二次预制舱

工程中电气设备采用预制舱方案代替传统房建施工方案，可以降低升压站的征地困难，缩短了施工周期，降低了施工成本，给工程带来极大的经济效益。电气设备预制舱在建设工期短、用地面积小、施工经费紧缺的变电站建设工程中，有着广阔的应用前景。

1配网户外电站二次设备配置存在的问题

国内智能变电站站控层、间隔层设备集中布置在二次设备室，二次小室按电压等级分散布置，存在以下问题：（1）占地面积大、小室建筑投资较高；（2）屏柜需现场安装调试，现场施工量大、施工周期长、建设质量难以掌控、二次设备接线工作量大；（3）二次设备组柜方案没有统一、各站组柜方案不一，运维较为复杂。

2二次设备预制舱

2.1基本结构

预制舱式二次组合设备由舱体、二次设备，以及空调、照明、消防、安防、图像等设备构成，舱内所有设备均在工厂内完成相关接线及调试工作，并作为一个整体运输至现场。为了满足变电站运行的各种标准要求，以及满足户外运行的要求，预制舱整体采用不锈钢材料，舱体部分采用双层不绣钢，使得舱体满足抗干扰等级要求，抗震强度大于8级；在预制舱顶部增加斜顶，预防积水与积雪，还可以减少箱顶阳光照射；另外，舱体表面还专门涂有三层船舶用防水涂料，以提高预制舱的防水、防锈性能。舱体的端面设置双开门，采用标准集装箱结构，便于安装，舱体侧面分别装有一台空调，有效地保证舱内设备不受外部温度影响。预制舱的“宽度×高度”一般为2438×2896mm,比较常用的长度主要有6058mm，9125mm，12192mm等，预制舱侧壁厚度通常为44mm，端壁厚度为80mm。

2.2屏柜配置

舱体内部二次设备采用屏柜方式布置，目前舱内二次设备屏柜有单列布置和双列布置两种安放形式。所谓单列布置，就是屏柜采用延舱体长度方向横列布置，屏柜前后均预留维护通道；而双列布置则是屏柜采用双列靠墙布置，屏体内二次设备可采用前接线的方案，屏体在预制舱内侧开门，设备接线、液晶显示及按键操作都在预制舱的内侧。

二次设备采用双列布置方式。相比较而言，双列布置可充分利用预制舱内部空间，实现单舱体安装设备数量的最大化，可在工厂内完成舱内所有二次设备屏的安装、调试等工作，整体运输至工程现场，就近布置于一次设备附近。舱内屏柜采用并柜联接，沿预制舱长度方向放置，舱内底板上部布置槽钢，与底板焊接作为屏柜安装基础，机柜底盘的地脚螺栓与槽钢固定。

3关键技术

3.1舱体材料选择

在工程应用中，舱体主框架结构可以采用钢质材料加工，可增强集装箱强度，同时封闭的六面体保证了舱体的电磁屏蔽性能；舱体的外壁材料可以采用外挂金邦板，提高舱体使用寿命；顶棚上盖板采用304不锈钢，自重轻、美观、防腐，为二次舱体的使用寿命提供了保障。

3.2舱体结构

舱体结构主要由底座、侧板、隔板门和顶盖等部分组成。考虑风荷载、抗震以及运输、吊装等要求，预制舱体宜采用钢结构箱房。主刚架可采用实腹刚架，围护结构宜采用轻质墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。舱体底部可加设水平或纵向工字钢或槽钢，加强舱体的整体性。为了运输方便，舱体顶盖部分一般与舱体采用分体结构，待工程现场舱体就位后安装。

3.3舱内运行环境控制

预制舱需要为舱内的各类设备提供接近于室内的运行环境条件以及为舱内维护人员提供适合人类活动的环境。我国地域辽阔，气候条件多样，预制式二次设备舱的环境控制元器件选型多样。对于炎热高湿度地区，可采用工业空调实现舱内温湿度的控制；在非炎热干燥地区对舱体环境可以采用大功率离心风机等强制风冷循环的散热措施，舱内屏柜配置毛细循环式二级风冷环境控制系统保障设备的正常运行，最大限度的实现节能环保。此外，预制舱内还应配置照明、消防、暧通、图像监控、通信、环境监控、新风系统等辅助设备。所有舱内的辅助设施的信息接入站内智能辅助控制系统，实现智能联动，使舱内环境具备“自维持”的能力，同时还可将信息上送至远方主站，实现远程监视和控制。

3.4二次装置优化

智能变电站现有二次装置为后接线前显示，柜体为前后开门，对空间占用较大。若利用预制舱进行布置，仅能采用单列布置，全站需设置数量较多的二次设备舱，经济性较差。对于保护、测控、故障录波等带光纤接口背板接线的二次装置，可考虑进行前接线前显示改造，通过改造，实现带光纤接口的二次装置实现前开门布置型式，为二次设备舱屏柜双列布置创造条件。

3.5二次屏柜尺寸和布置优化

智能变电站二次柜内端子排数量比传统变电站相比大大减少，因此采用预制舱布置时，可对二次屏柜尺寸进行优化，通过柜体的优化，可提高单舱屏柜容量。预制舱内二次屏柜布置形式受装置结构的约束，可单列布置，也可双列布置。对于保护测控类装置，随着前接线前显示装置技术的不断发展和成熟，为提高预制舱内空间的利用率，减少变电站舱体数量，宜采用双排布置方式；对于交直流、UPS电源类设备，可根据实际接线情况进行选择。

3.6光/电缆敷设

二次舱内设置集中配线区域，舱内通过尾缆和控制电缆直接连接至装置插件，可实现舱内各屏柜“零光配”和少量“横排端子”；舱外各间隔光缆连接可由原来的智能控制柜与多个二次设备的连接，简化为智能控制柜与预置舱的连接即采用1或2根多芯光缆完成智能控制柜与预置舱的所有接线。对于舱外光缆、电缆，可以采用“预制舱外集中配线”方案，在现场直接与智能控制柜和预制舱集中配线区连接器接插；舱内采用预制尾缆和电缆接线，舱体内接线实现全部厂内加工，实现工程现场预制舱内“0敷设”。通过采用预制电缆、预制光缆，实现二次设备舱“即插即用”。

结束语

本文提出了一种以机架式结构为基础的二次设备舱内设备配线解决方案。该方案通过更加灵活的结构形式，为设备按功能和电压等级划分布局提供了基础，并通过研究内、外部接口标准化，规范了设计原则，简化了现场接线工，缩短了现场施工周期，更好地实现了装配式建设，达到了二次设备即插即用的效果。

参考文献:

[1]陈飞，朱东升。预制舱式组合二次设备在智能变电站建设中的应用[J].智能电网。2014,08（04）：46-49

[2]罗江怡。智能变电站中预制舱式组合二次设备的运用[J].技术应用，2014,21（01）：100-103