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摘要：针对新一代智能变电站技术要求，研究基于标准配送式智能变电站的预制舱技术应用，提出了预制舱技术的变电站智能化改造方案，可以满足新一代智能变电站技术要求。标准配送式智能变电站已在某110千伏智能变电站智能建设中成功应用，取得了很好的实践效果，值得在110千伏及以上智能变电站化工程中推广使用。
关键词：新一代智能变电站；预制仓；标准配送式
引言
为构建“坚强智能电网建设”，智能变电站发展呈现产业化，规模化。于此同时，智能变电站技术也在不断的发展和探索，近年来，“新一代智能变电站”概念得以提出并展开系统性研究，新一代智能变电站技术方需满足：系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支持调控一体。从结构布局合理角度研究，提出了标准配送式智能变电站建设，其特点在于：标准化设计、工厂化加工、装配式建设。预制舱无疑是标准配送式变电站建设的核心技术。本文就预制舱技术展开探讨，着重介绍预制舱研究的成果及技术特点。
1 预制舱结构
1.1 舱体外形尺寸
考虑到目前设备舱的运输以公路运输为主，为适应公路运输的特点，提高运输效率及可靠性，舱体外形尺寸如下表分类所示。
图1 预制舱基本框架
预制舱墙体由外墙、外饰、金属屏蔽层（封闭整个舱体）、骨架、保温层及暗敷穿线管等组成，墙体耐火时间可达到3小时以上。
图3 顶部结构
内部结构主要包括屏柜安装基础、屏柜固定架、行线架、防静电地板等。
1.3 主要材料
目前设备舱体选用的材料主要有：金邦板、欧松板、岩棉、铝塑板、聚氨酯等。
2 预制仓技术特点
主流的预制仓根据材料的不同大体分为两类：GRC玻纤复合舱和国网版钢结构舱。
2.1技术特点
从材料、外观、内饰、总体结构形式四个方面分析预制舱技术特点。
材料方面，GRC玻纤复合舱采用GRC玻璃纤维复合材料，与螺纹钢筋框架及保温材料整体浇筑成型。国网版钢结构舱采用钢材作为框架材料，外部围护材料采用金邦板，内饰采用铝塑板，夹层采用保温材料；
外观方面，GRC玻纤预制舱外立面采用户外涂料，国网版钢结构舱外立面敷设金邦板
内饰方面，GRC玻纤复合舱内壁与外墙材料和质感一致，涂刷乳胶漆，内部为完整墙面。国网版钢结构舱内壁安装铝塑板或不锈钢板作为内饰材料，内部为多块板材拼接。
总体结构形式方面，GRC玻纤预制舱底座采用槽钢整体焊接，四面侧墙采用钢筋和GRC玻纤复合材料整体浇筑成型后与底座焊接连接，顶盖采用与侧墙相同的方式成型后与侧墙焊接连接。
2.2 技术经济指标
从外形尺寸、空舱重量、成本、使用寿命、内部空间四个参数对比分析。空舱重量按12200长度计算，成本按12200长度计算，内部空间按相同保温效果计算。
2.3 技术经济指标
综合分析目前主流的两种二次设备舱（GRC玻纤复合舱与国网版钢结构舱）技术优缺点。
GRC玻纤复合舱优点：
1、舱体整体使用寿命长，超过40年；
2、材料耐腐蚀性好，可抗酸、碱性环境，适用于沿海、重化工区域；
3、外观、内饰整体性强，无材料拼接缝隙，可进行表面喷涂；
4、材料导热系数低，墙体厚度100mm即可满足保温要求；
5、墙体材料修补方便，可用水及洗洁精擦洗，易于打理；
6、材料具备亲水性，舱体自身可防止凝露现象产生；
7、稳定性好，抗风能力强；
GRC玻纤复合舱缺点：
1、墙体材料经长途运输后表面易产生裂纹，通常需2、要维护人员到现场进行一次修复；
3、墙体浇筑完成后无法进行设计修改；
4、自重较大，对吊装设备规格要求高；
5、表面涂装需要湿作业，内墙乳胶漆初期有异味；
国网版钢结构舱优点：
1、符合国网规范要求，设计方案明确；
2、受力结构件为钢结构框架，内外壁材料可更换，3、方便进行设计更改；
4、无需进行湿作业；
5、自重较轻，便于吊装；
国网版钢结构舱缺点：
1、舱体壁厚较大，影响内部空间；
2、钢结构材料不耐腐蚀，使用寿命较短；
3、框架整体焊接后表面处理难度大；
综合以上特点分析，预制舱技术具备先进性与实用性，将成为二次设备舱的主流配置方式。
3 预制式二次设备舱配置方案
新一代变电站建设的核心理念就是大力推广户外预制式二次设备舱的使用，以实现减少工程实际占地面积、方便现场安装、简化现场接线、便于现场检修维护。预制式二次设备舱由工厂整体生产、安装、整体运输，实现二次组合设备安装、二次接线、照明、暖通、火灾报警、安防、图像监控等工厂集成、工厂化调试。
3.1 220kV配置方案
站控层设备预制舱：配置1面舱体，根据屏柜数量选择舱体尺寸，舱内布置服务器屏，远动屏，时钟同步系统屏，故障录波屏，辅助系统等屏柜，完成全站监视控制，站外通讯、故障录波、在线监测、安防、消防、视频、环境监视等功能；
主变二次设备舱：配置1面舱体，根据屏柜数量选择舱体尺寸，舱内布置主变保护屏，主变测控屏，主变电能表屏，主变故障录波屏，时钟同步系统扩展屏，直流分电屏等；
220kV间隔层设备预制舱：配置1面舱体，根据屏柜数量选择舱体尺寸，舱内布置220kV线路保护测控屏，220kV母联保护测控屏，220kV母线保护屏，220kV母线测控屏，220kV故障录波屏，直流分电屏等，完成线路的双套保护、测控、在线监测以及计量功能；
110kV间隔层设备预制舱：配置1面舱体，根据屏柜数量选择舱体尺寸，舱内布置110kV线路保护测控屏，110kV母联保护测控屏，110kV母线保护屏，110kV母线测控屏，110kV故障录波屏，直流分电屏等，完成保护、测控等功能；
交直流电源设备预制舱：宜单独配置1面预制式二次设备舱，舱内布置交直流电源屏；也可与站控层设备组合设置预制舱，或与间隔层设备组合设置预制舱；
3.2 110kV配置方案
站控层设备预制舱：配置1面舱体，根据屏柜数量选择舱体尺寸，舱内布置监控主机屏，数据通信网关机屏，时钟同步屏，故障录波屏，辅助系统、一体化电源等屏柜，完成全站监视控制，站外通讯、故障录波、在线监测、安防、消防、视频、环境监视等功能；
间隔层设备预制舱：配置1面舱体，根据屏柜数量选择舱体尺寸，舱内布置110kV线路保护测控屏，主变保护测控屏，110kV分段保护测控屏等，完成间隔保护、测量控制、计量等功能；
户外智能控制柜：110kV电压等级户外智能控制柜按照电气间隔配置。配置110kV线路、110kV母联、110kV主变高压侧、110kV母线智能控制柜；用于安装合并单元、智能终端、在线监测等设备；
4 结语
新一代智能变电站是今后变电站智能化建设与改造的趋势。本文重点介绍了新一代智能变电站技术的关键设备“二次设备舱”。通过分析二次设备舱的结构、技术特点、类型、经济效益分析，总结出玻纤复合预制舱将是今后二次设备舱技术应用的主流配置。最后，结合220kV、110kV电压等级的工程应用，分别介绍了不同电压等级的预制舱典型配置方案。这些技术特点及工程配置方案都将为今后新一代智能变电站推广应用提供造提供理论和技术依据，具有很高的应用价值。
参考文献：
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[5] 赵利军，智能站预制式二次设备舱外壳材料选择及防腐措施设计研究[J]．经济技术协作信息，2013（32）：82-82.
作者简介：
童隽（1984-），男，江苏南京人，工程师，工程硕士，从事智能变电站继电保护技术研究工作；
胡杨，1985.10，男，汉族，湖北省五峰县，大学本科 工程师 研究方向为变电站设计技术（荆州市荆力工程设计咨询有限公司）
陈芳，1984.10女，汉族，湖北省荆州市，大学本科 工程师 研究方向为变电站设计技术（荆州市荆力工程设计咨询有限公司）。
论文作者:童隽, 胡杨, 陈芳
论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿
论文发表时间:2016/3/10
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 技术论文; 材料论文; 新一代论文; 钢结构论文; 《电力设备》2015年8期供稿论文;