变电站建设中电气设备预制舱的应用

变电站建设中电气设备预制舱的应用

周游蒲雷雷夏秋华玉红翟冰华瑛

辽宁省送变电工程有限公司辽宁沈阳110021

摘要：预制舱式二次组合设备具有施工简便，施工周期短，可维护性高的特点，适用于无人值守的户外模块化变电站及换流站或柔性直流换流站的接地极。通过合理优化预制舱的结构设计，以适应低温运行及施工环境，可以提高预制舱的环境适用范围，推广应用前景广泛。

关键词：变电站建设；电气设备预制舱的应用

1预制舱的概述

预制舱由舱体、二次设备、辅助系统等组成的整体设备。以往的设计观念中，强调电缆敷设及屏柜内或屏柜间走线的概念，此种方法仍是将预制舱看成类似二次设备室的建筑物，将舱和屏柜分离。线缆管理就是强调预制舱与屏柜一体化设计理念，将舱看成一个设备，或者是一个“大型机柜”，从线缆进舱开始、舱内布线、屏柜内布线、屏柜间布线提出完整的解决方法，不仅局限于敷设路径的选择，为了解决线缆管理的相关问题，有可能还会引起舱体和屏柜结构的相应设计变化，同时还包含各类线缆引入系统设备、线缆连接器、走线系统、光纤盘线设备的选择和布置。现在有预制舱的静电地板下电缆敷设、屏柜内的硬接线和尾纤走线、端子排连接可能都存在一定问题。故而，十分有必要引入线缆管理的观念，对预制舱内的线缆管理进行探讨。

预制舱结构基于现有户外箱式变电站产品的成熟制造技术，将许多必须布置于室内的配电装置以及相关构筑物转化为室外布置，是集支撑与围护、内部空间与配电装置于一体的成套设备的组合。预制舱结构满足变电站建设以及改造中一、二次系统集成化、装配模块化、建设过程工厂化、施工简单化的“四化”要求，除具有布置方式灵活、布局紧凑、建站周期快、占地面积小、产品质量精、整体投资省及节能环保等特点外，还具有人机操作环境好、机械强度高且安全可靠性强的特点。预制舱结构集成了变电站内主要设备，并通过提高变电站工厂预制化程度，实现由“建造”变电站模式到“装配”变电站模式的创新。该结构的使用有利于解决变电站建设周期不断被压缩、现场施工效率与建设质量矛盾日益突出、变电站建设工地环保措施愈加严格，以及现场调试工作量大、调试环境恶劣及调试进度受制于施工工期等一系列问题，并将进一步促进“标准化设计、工厂化加工、配送式建设”新理念的实现。

2预制舱的特点

预制舱舱体为钢梁框架结构，舱体骨架采用整体焊接方式，骨架和承重横梁均选用优质钢材。框架间的围护墙体采用由金邦板、通气层、防湿密封薄膜、欧松板、岩棉复合板保温隔热夹层、钢结构（薄壁方管）、聚氨酯保温板等材料组成的复合结构。舱体顶部由彩钢瓦轻型板材及聚氨酯复合板组成，并通过层层相扣形式组接而成。舱体底部采用由Q235钢板及600mm×600mm钢制水泥夹心防静电地板构成。为了节省内部空间，提高利用率，通常采用双舱拼接结构，且两舱间不允许有立柱。（1）许多光缆电缆一起进入舱内，进舱处电缆堆集不规范，散热不好，而且开孔过大，电缆密集，最重要的是无防止潮气进入舱内有效方法。（2）线缆槽盒放置在静电地板下，只能设置一个槽盒，其中内部电缆聚集，以后扩建和维护、检修查找电缆不便。夹层高度不到250mm，后期的施工和改扩建只能掀开地板才能施工，操作空间相对狭窄拥挤。

3运行环境

3.1常规变电站

常规变电站建筑外窗采用断热铝合金和中空玻璃，窗框、门框与墙体接缝现场注发泡剂，然后采用密封胶密封；外墙采用I型无机保温砂浆保温，具有施工性能好、材料性能稳定、耐高温、环境安全性等优势，同时，由于保温砂浆具有良好的通气性，更利于提高居室的舒适度。

3.2预制舱

3.2.1舱体密封及通风措施

舱体在现场组装时，对接缝通过密封胶及螺栓连接保证密封，门窗的接缝处采用轿车密封结构，设计防护等级不低于IP54。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，保证舱体内的运行环境的稳定性。采用微正压与空调一体化系统，保持舱体内1.05倍标准大气压的空气压力，灰尘不易进入室内。

3.2.2舱体保温隔热措施

预制舱舱体采用三层金属结构：双层优质钢板，内部填充聚氨酯保温材料，内层为环保金属装修层。门板厚度不低于50mm。舱体门板采用断桥铝技术，内门板和外门板点接触，之间填充聚氨酯发泡，通过断桥隔热降低内外门板的热传导。

4预制舱舱体防火设计

预制舱的防火设计由生产厂家依据《建筑防火设计规范》进行设计，其舱体结构如下：舱体骨架为焊装一体式结构，采用2.5mm厚优质冷轧钢板折弯成型后整体焊接，舱体的底架部件由型钢焊接而成；门板、壁板和顶盖采用2mm厚双层钢板，内部采用聚氨酯发泡，预制舱门板、壁板和顶盖的燃烧性能为难燃烧体。生产厂家提供的专用壁板的耐火试验报告，检验结果为耐火极限3h未失去完整性。舱体采用钢架构，尽管钢结构具有许多优点，但钢材的常温热导率常常高达58.2W/（m•K），升高温度或者遇到火的时热导率更高，故而传热迅速，遇到火或遇到热温度达到500℃时，它的弹性模量、屈服强度和极限强度都会剧烈降低，其应变迅速增大，常常会导致迅速扭曲变形，继而导致钢结构建筑物部分或者全部塌陷破坏，在此期间仅需0.25h（即钢材的耐火极限）。故而，钢结构耐火性差的缺点成为了钢结构建筑物火灾的安全隐患。从中我们可以看到，预制舱的设计有一定的防火性能，但是钢结构部分防火性能仍然差。

5预制舱施工过程控制

5.1资料收集及人员培训阶段

项目施工前，收集足够的资料，对施工工人进行班前教育培训，每施工完成一道工序进行讲解，由项目总工督促负责过程中的各项技术指导，安全总监督促对施工工人进行安全教育学习，在每道工序施工前做好技术交底，并对施工中仍然存在的问题进行细心讲解。为检验培训的效果，培训结束后，组织对大家进行一次考核，考核合格后再进行下一步计划。

5.2施工过程控制

升压站开工后，编制详细的施工进度计划，并安排专人对施工现场进行监控，并对每日的投入人员、设备时间做好记录。保护装置、转接插件、安装框架等元件全部在工程定制化加工，并在车间完成组装、配线等工作后运至现场安装，这样可以保证大部分工作在工厂内进行，既能保证工艺质量，又能大幅度缩短现场停电改造时间。开关柜二次设备现场改造步骤如下：（1）拔出原保护装置端子；（2）拆掉原保护装置；（3）安装保护装置的安装框架；（4）在框架基础上安装新保护装置；（5）电流端子接线，检修状态端子、电源接地端子接线；（6）开关柜内线缆插接；（7）整组调试及投运送电。正确而合理地使用降阻剂，对降低接地电阻有直接的作用，也可以促进线路防雷的目标得以实现。

结束语

变电器的建设在电力设施建设中尤为关键，传统变电站电气设备用房一般采用房建方案，送电间隔电气设备多为户外设备，占地面积大、施工工序复杂、施工周期长、建设成本高。而电气设备预制舱可以克服以上传统房建电气设备用房的缺点，给工程带来最大效益。综上所述，以上内容就是对变电站建设中电气设备预制舱的应用的论述。

参考文献

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