劉群

(安徽省電力設計院，安徽 合肥 230601)

1 引言

隨著國家電網公司智能電網建設的不斷推進與深入，所有新建變電站均按照智能變電站設計。為了提高智能變電站的建設水平，提高工程安全及工藝質量，降低全壽命周期成本，國家電網公司正逐步開展標準配送式智能變電站的建設模式，大力推行“標準化設計、工廠化加工、裝配式建筑”的設計建設新方法。

智能變電站整合了二次設備功能，所需二次設備屏柜也相應減少，同時信息傳輸的數字化與網絡化，減少了設備間連接電纜。本文提出采用預制式二次設備的建設模式，實現二次設備集中化生產，減少變電站的建設周期，以適應標準配送式智能變電站的建設要求。

2 智能變電站二次設備建設現狀

(1)現場施工量大

變電站常規(guī)建設方案中二次設備均布置在二次設備室或繼電器小室內，需要土建專業(yè)完成設計、施工、安裝等工作，現場施工量較大;

(2)施工周期長

由于現場施工量大，二次設備必須等到土建專業(yè)完工后方可進場安裝調試，周期較大，不利用工程進度控制;

(3)建設質量難以掌控

變電站中土建需要完成場地平整、道路鋪設、設備基礎制作等工作，施工人員繁雜，現場施工隊伍較多，質量難以保證;

(4)二次設備接線工作量大

變電站內二次設備安裝接線工作量大，尤其是智能變電站中，屏柜間主要采用光纜連接，而光纜較電纜更為容易受損，導致二次設備接線任務繁重。

3 預制式二次設備的特點

預制式二次設備即將二次設備集中布置在預制艙內，由設備廠家統一集成安裝后，整體運輸到現場，就地布置在配電裝置區(qū)，減少了一、二次設備間的電纜長度。其主要特點有:

(1)由廠家集成安裝，有利于二次設備功能的整合，提高了設備的集成度;

(2)在廠內完成二次設備的安裝接線，減少了現場的工作量;

(3)可實現二次設備的標準化生產，有利于提高產品質量;

(4)設備布置就地化，減少了變電站二次光纜的長度。

4 預制式二次設備選型

為滿足變電站內運行要求，遵循“安全性、適用性、通用性、經濟性”協調統一的原則，預制式二次設備主要從以下幾個方面來配置。

4.1 外形尺寸

根據《超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定》，預制艙運輸橫向尺寸不宜超過2500mm，長度不宜超過13000mm。為方便廠家采購及運輸，采用以下三種行業(yè)中通用規(guī)格:

表1 標準預制艙規(guī)格

4.2 艙體材料

(1)艙體采用不銹鋼材料加工，提高集裝箱抵抗腐蝕能力;通過定期檢查與修補，避免長期損傷造成的材料與結構上的破壞;封閉的金屬六面體保證了艙體的電磁屏蔽性能;艙體整體防護等級應達到IP54。

(2)由于艙體置于戶外，艙壁夾層應附著保溫材料(如巖棉等)，材料的防火性能應不低于V2級。艙內壁附保溫材料厚度約為45mm，具有很好的隔熱保溫性能。

4.3 艙體結構

(1)考慮風荷載及抗震要求，主體結構采用H型鋼柱和H型鋼梁，梁柱間采用焊接或螺栓連接。艙體底部可加設水平或縱向工字鋼或槽鋼，加強艙體的整體性。

(2)兩端采用標準預制艙雙開門，作為設備輸入通道，門寬滿足設備搬運的要求，耐火等級二級。艙體不設置窗戶，在墻面設置軸流風機，風機外設置防護罩，防止雨水、灰塵及生物進入。

(3)頂部增加斜頂，斜頂與箱頂保持15°度角，預防積水;對于北方地區(qū)，需要增大斜頂與箱頂的角度，預防積水和積雪;減少箱頂陽光照射。

4.4 其他要求

(1)配置門控燈、照明、空調、換氣扇等電氣設施，布置走線槽及配電盒、開關面板、插座等。另外，應為消防、安防監(jiān)控系統留有安裝位置及預鋪設電纜。

(2)艙體與地網接地點的接觸面面積不應小于100mm×80mm，接地電阻不大于0.1Ω，接地導體采用截面不小于30mm2的銅帶。

5 預制式二次設備布置方案

5.1 屏柜布置

根據標準預制艙尺寸大小，有兩種布置方式:5.1.1 單列布置

屏柜布置于艙體中間，屏前預留1000mm距離作為操作維護通道，屏后為750mm距離保護檢修更換插件的空間。以40尺艙體為例，可以布置17面屏柜。此方案技術成熟，可作為現階段實施方案。

5.1.2 雙列布置

屏柜雙列靠邊布置，采用前開門旋轉結構柜體，中間預留1150mm作為操作維護通道。以40尺艙體為例，可以布置26面屏柜。此方案屏柜需調整結構，柜內走線較繁雜，可以試點使用。

5.2 預制式二次設備布置

以220kV某變電站為例，建設規(guī)模為3臺主變，220kV側8回出線，110kV側12回出線，按電壓等級分區(qū)配置。

(1)220kV區(qū)配置1個預制式二次組合設備，集中布置220kV側保護、測控、計量、錄波及直流柜等間隔層設備，共15面柜，選擇40尺艙體。

(2)110kV區(qū)配置1個預制式二次組合設備，集中布置110kV側保護、測控、計量、錄波及直流柜等間隔層設備;共12面柜，選擇30尺艙體。

(3)主變區(qū)配置1個預制式二次組合設備，集中布置主變保護、測控、計量、錄波及直流柜等間隔層設備;共16面柜，選擇40尺艙體。

6 結語

采用預制式二次設備，可以有效減少施工工期，土建施工與二次屏柜安裝、接線同時進行，現場僅需安裝預制艙即可，其工業(yè)化生產，集約化施工符合變電站“二型一化”的建設要求。隨著國網公司標準配送式智能變電站的深入實施，預制式二次設備的應用也將越來越廣泛。

［1］ 劉振亞.國家電網公司輸變電工程通用設計110(66)kV～750kV智能變電站部分［M］.北京中國電力出版社，2011.

［2］ DL/T5136－2001火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)程［Z］.