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預(yù)制艙式變電站集成技術(shù)

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 預(yù)制艙式變電站集成技術(shù)
預(yù)制艙內(nèi)設(shè)備預(yù)制技術(shù)
預(yù)制艙式變電站按照設(shè)備預(yù)制程度可分為全預(yù)制式和部分預(yù)制式。全預(yù)制式將包括變壓器在內(nèi)的所有電氣設(shè)備均預(yù)制在預(yù)制艙內(nèi),現(xiàn)場只需做基礎(chǔ)、接地、模塊間及模塊和電網(wǎng)系統(tǒng)間接線等工作。部分預(yù)制式一般對變壓器或變壓器和高壓配電裝置等采取室外安裝方式,二次模塊和中壓配電模塊采用預(yù)制艙方式,預(yù)制艙式變電站主要模塊如圖5所示。

 預(yù)制艙式變電站集成技術(shù)

圖5  預(yù)制艙式變電站主要模塊
將110kV預(yù)制艙式變電站按照設(shè)備預(yù)制的可操作性、費用成本、時間成本、節(jié)地等方面進行評估分析,分為推薦預(yù)制、可預(yù)制和不推薦預(yù)制三個級別。主要設(shè)備預(yù)制范圍推薦見表3,表3中預(yù)制小件包括小型預(yù)制基礎(chǔ)(包括路燈、端子箱、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(gas insulated switchgear, GIS)母線過橋支墩、空調(diào)室外機等小型基礎(chǔ))、預(yù)制式雨水口及集水井、預(yù)制式排水溝、預(yù)制壓頂及電纜溝蓋板、預(yù)制式巡視小道及操作地坪。

 預(yù)制艙式變電站集成技術(shù)

 

表3  主要設(shè)備預(yù)制范圍推薦

變壓器模塊預(yù)制方面,由于變壓器質(zhì)量重、體積大及散熱要求高等原因,一般不采用預(yù)制艙式。若采用預(yù)制艙式,主要有兩種方式:一種是變壓器本體預(yù)制在艙體內(nèi),散熱器安裝在戶外并采用圍欄遮擋;另一種分為變壓器預(yù)制艙和散熱器預(yù)制艙兩部分,在散熱器預(yù)制艙合理設(shè)置散熱孔和風(fēng)機等,以滿足熱工要求。變壓器進出線一般采取電纜方式,可省去變電架構(gòu)。

高壓配電裝置模塊預(yù)制方面,為便于預(yù)制和降低預(yù)制艙的尺寸,高壓配電裝置應(yīng)選取緊湊型組合電器,艙內(nèi)設(shè)備整體布置根據(jù)間隔數(shù)量和項目現(xiàn)場地形進行設(shè)計,可選擇橫向分艙結(jié)構(gòu)或縱向分艙結(jié)構(gòu),高壓配電裝置模塊分艙結(jié)構(gòu)如圖6所示。現(xiàn)場組裝時,相鄰的預(yù)制艙GIS模塊通過法蘭連接,并采用密封環(huán)進行密封。

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                                           圖6  高壓配電裝置模塊分艙結(jié)構(gòu)


中壓配電裝置模塊預(yù)制方面,宜選擇緊湊型、壽命長、免維護的開關(guān)柜,如充氣柜。設(shè)備和預(yù)制艙的固定方式采用螺栓或點焊固定。預(yù)制艙內(nèi)開關(guān)柜可采取單列或雙列布置,各種通道的最小寬度(凈距)滿足標準要求,預(yù)制艙設(shè)置泄壓通道。

二次系統(tǒng)模塊預(yù)制方面,自采用預(yù)制艙式二次組合設(shè)備以來,預(yù)制艙內(nèi)屏柜經(jīng)歷單列布置、機柜前后接線方式,到“前接線、前顯示”的雙列布置方式,以上方式都存在艙體及屏柜重復(fù)防護處理、屏柜內(nèi)空間利用率不高、艙體尺寸過大、屏間連線多、接線復(fù)雜等問題。

目前國內(nèi)二次廠商提出預(yù)制艙式二次組合機架式結(jié)構(gòu)方案,機架式結(jié)構(gòu)采用多層次標準化設(shè)計體系,將機架式結(jié)構(gòu)與預(yù)制艙本體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一制造、安裝,空間利用率高,接線也相對方便。二次走線采取“工廠預(yù)制敷設(shè),光纜電纜隔開,對外集中進出線”的方式,二次預(yù)制艙線纜走線通道如圖7所示。

 預(yù)制艙式變電站集成技術(shù)

圖7  二次預(yù)制艙線纜走線通道

艙內(nèi)二次設(shè)備的連接采用預(yù)制光纜和預(yù)制電纜方式,如柜內(nèi)二次裝置間連接采用跳纖、艙內(nèi)不同屏柜間二次裝置連接宜采用尾纜、現(xiàn)場戶外柜與預(yù)制艙光纖連接采用雙端預(yù)制光纜,實現(xiàn)即插即用。

2  預(yù)制艙現(xiàn)場基礎(chǔ)技術(shù)

預(yù)制艙現(xiàn)場基礎(chǔ)主要有電纜溝式、鋼筋水泥墩式和鋼支柱式三種,預(yù)制艙現(xiàn)場基礎(chǔ)如圖8所示。采用電纜溝的方式,艙體密封性和保溫性能更好,整站外觀更為整潔,但在通風(fēng)不良的情況下,因電纜溝濕度高,存在凝露、霉變等現(xiàn)象,加速預(yù)制艙底座的腐蝕。除基礎(chǔ)設(shè)計和施工時優(yōu)化通風(fēng)排水情況下,有條件宜安裝排水、除濕和排氣等裝置,以降低電纜溝濕度,延長預(yù)制艙使用壽命。

 預(yù)制艙式變電站集成技術(shù)

 

圖8  預(yù)制艙現(xiàn)場基礎(chǔ)

有文獻預(yù)制艙式變電站基礎(chǔ)采用鋼筋水泥墩或者鋼支柱,通風(fēng)性能遠強于電纜溝式,變電站基礎(chǔ)通常離地2m,電纜夾層附著底座之下,電纜安裝方便。水泥墩具備防銹、抗腐、不易變形和價格低等優(yōu)點。鋼支柱式基礎(chǔ)工廠生產(chǎn)預(yù)裝、現(xiàn)場快速拼裝,但防銹抗腐能力要求高,運維檢修時不如電纜溝式方便。

3  預(yù)制艙現(xiàn)場拼裝技術(shù)

預(yù)制艙主要分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,但實際工程項目中,由于設(shè)備較多,同時為了運維檢修方便,采用一個預(yù)制艙難以滿足要求,需要采用兩個或多個同型號的預(yù)制艙拼接成組合式預(yù)制艙。拼接主要有對艙體長度、寬度方向擴展兩種方式,預(yù)制艙現(xiàn)場拼裝示意見表4,可根據(jù)艙內(nèi)設(shè)備布置方式和數(shù)量進行選擇。

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表4  預(yù)制艙現(xiàn)場拼裝示意
艙體單元在吊裝、運輸和拼接過程中,安裝三角輔助支撐結(jié)構(gòu),并在艙體拼接完成后拆除,以彌補由于缺少一面或兩面艙壁帶來的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題。預(yù)制艙底、艙頂、艙壁拼接一般采用螺栓連接,在拼縫處涂抹密封膠或貼密封膠條,并通過預(yù)留孔洞注入保溫材料,提高艙體保溫性能。但在艙頂屋面處理時,除以上處理方式外,還需在拼縫上方增加蓋板,防止拼縫開裂漏水等隱患。

在建站土地面積受限的地方,可采取雙層預(yù)制艙建站模式,單、雙層預(yù)制艙變電站如圖9所示。雙層艙艙體骨架分上下兩層,每層骨架整體焊接,上下層骨架堆積需保證足夠的強度和剛度。

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圖9 單、雙層預(yù)制艙變電站

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