摘要：在新时期环境下，我国电力行业的发展十分迅速，国家对电网建设的力度也是不断加大，而变电站是电网建设中的重要部分，其对电网安全稳定运行有着直接的影响。为了更好实现变电站的建设，预制舱式变电站逐渐得到了电网建设的运用，此变电站建设形式具有显著的优势，为现代化电网的发展具有积极意义，下面，本文就针对预制舱式变电站的设计与建造应用进行研究，希望对相关工程建设提供一定的帮助。
关键词：预制舱式；变电站；工程设计；建造应用
前言：预制舱式变电站是一种新型的变电站建设形式，这种建设形式具有着诸多的优势，适应现阶段国家资源节约以及友好型的社会建设要求，因此其逐渐在电网建设中得到了运用。面对目前常规的变电站建设模式，预制舱式变电站能够有效的实现诸多建设难题和问题的解决，具有巨大的发展潜力和价值，而如何实现预制舱式变电站的设计与建造应用，就是本文主要研究的内容。
1．预制舱式变电站概述
1.1预制舱式变电站和常规变电站建设的对比
常规的变电站建设往往需要现场进行作业，涉及到土建的施工、一次设备和二次设备的安装、电缆光缆的接线、二次系统的联调、一二次的系统联调、竣工和投运等流程。在常规的变电站建设中，一般会受到土建和电气设备的安装影响，往往不能实现并行的施工，同时在施工作业的现场环境也比较差，并不能实现现代化变电站建设的要求，且质量方面也不能得到有效的保证。而预制舱式的变电站主要构成包括预制的舱体、机架、二次的设备屏柜、舱体的辅助设施和高压柜等，其在工厂内进行制作、安装、接线盒调试等，且将其安装后当做一个整体向工厂的现场进行运输和使用[1] 。
1.2预制舱式变电站的优势
这种预制式的变电站具有着显著的优势，其通过标准化的设计、模块化的组合、工厂化的生产、和装配式的建设等，有效的实现了变电站的高效、节能、环保和经济建设，对我国智能化的电网建设具有重要的意义。首先，预制舱式的变电站能够有效减少现场的作业，缩短建站的时间，通过并行施工形式，实施土建施工期间，就能够在工厂内进行设备的制作、安装和调试等，从而对建站的流程实现了简化，缩短了建站的周期；然后，此变电站通过工厂化进行制造，通过预制舱式的模式能够对一二次的设备实现模块化设计，且基于工厂生产环境的标准性，能够保证设备具有良好质量；同时在工厂内进行预装和检测，对其质量与工期都能够实现有效的控制，此模式在出厂前对整体进行调试，并根据现场实际运行的要求进行组装、单独和整体性的调试，在没有问题后进行整体的拆分和装车，借助预装配的流程就能够实现对质量的保证和工期的控制；另外，此模式通过物流配送的运输、便捷装配的建设、模块化与标准化的设计，在向现场配送后就能够及时就位吊装，从而达到快速的组装目的[2]。
2.预制舱式变电站的设计与建造应用
2.1舱体设计
在预制舱式的变电站设计中，主要使用的是钢结构舱的类型，其具有较高的性价比，使用寿命也比较长。按照国家要求规范标准，预制舱二次设备一般选择Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型等类型钢结构。对舱体的尺寸设计中，要对舱内的二次设备数量、屏柜尺寸和维护通道等综合考虑来设计，一般Ⅰ型钢结构的舱体尺寸长、宽和高分别是6200mm、2800mm、3133mm；而Ⅱ型钢结构的舱体尺寸长、宽和高分别是9200mm、2800mm、3133mm；Ⅲ型钢结构的舱体尺寸长、宽和高分别是12200mm、2800mm、3133mm。在舱体设计中，按照最低三十年的年限考虑，要选择使用优质碳素的钢结构类型，且屈服的强度要超过235Mpa。同时，舱体一般不进行窗户的设计，主要借助风机和空调来通风，舱体框架和门板使用铰链实施连接，并将其在外壳内侧实施安装，做成暗铰链的形式。另外，舱门设计中，做好打开的方式要和位置确定，在舱门朝外开时，要求开启的角度要超过90°，且要求其从内和外都能够打开，避免出现锁死的情况，且操作人员能够在远程实现对舱门的开闭控制。
2.2照明设计
在照明设计中，照明的方案要确保设备的运行以及维护人员具有良好安全性，且舱内具有良好运行的环境。由于国家电网要求预制舱体使用的年限要超过四十年，这就要求照明光源具有使用的周期长、环保节能、光照稳定和不易损坏等特点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在舱内照明灯源的选择中，一般使用白炽灯、LED灯和高压气体的光源灯类型，为了实现节能环保的效果，较多使用LED灯，若舱体尺寸使用Ⅲ型的话，则要求LED灯外形的尺寸是350/135/53mm，且灯具的高度是2280mm，间距约为5m。
2.3舱体防火消防设计
在对舱体防火消防的设计中，主要按照建筑防火的设计规范实施设计，要求舱体的骨架是焊装一体化，舱体底部的架件要求型钢焊接，而门板、顶盖和壁板等使用厚2mm的双层型钢板，对内部选择聚氨酯泡沫，且预制舱的内板、顶杆和壁板燃烧的性能是难以燃烧体。在舱体运输到现场时，厂家要提供耐火试验的报告，并对检验的结果进行检查。
2.4舱体的密封和通风
在对预制舱进行组装时，对舱体的密封通过硅橡胶或者是三元乙丙的材料进行密封条的制作，还要做好舱体的密封与自动排风间的矛盾，对排风也要进行多通防尘的处理，对防尘网要便于进行拆装与清洗。排风机要选择长寿命和高性能的轴流风机，风机的数量要达到排风与除湿要求。
2.5电缆接线设计
舱内光缆的使用要求厂家定制，要求定制电缆的外壳防护达到IP65与IP67的要求，且在舱内进行一面连接柜的布置，便于舱内外的预制光缆实现即插即用的效果。舱内的二次设备要将设备舱当做单位，进行标准化光纤型配线柜的设置，来实现光缆和二次设备的连接。在舱体两端的底部位置；还要进行4个电缆进出线接口的设置，来实现舱体和太不的设备有效连接；在舱底部要进行专用铜排的敷设，并进行二次性等电位的接地网设计。
2.6屏柜布置的设计
在屏柜布置的设计中，要按照屏柜数量进行布置方式的选择。要求舱内的屏柜或者安装的框架宽度是60cm，且舱内的屏柜要一排式实施排设，确保合理排列基础上，屏柜可以于舱体内的两侧靠前位置实施安装。舱内二次屏柜尺寸按照需求一般有两种规格类型，分别是2260/800/600mm以及2260/600/600mm，为了实现对空间最大化的利用，优先选用2260/600/600mm的规格。
2.7顶盖防漏和隔热保暖设计
在预制舱的设计中，往往在顶盖部分出现漏雨情况，所以要做好顶盖的防漏设计。可以通过双保险防漏的设计方案，对顶盖面使用大板的折边处理，设计呈现出纵向接缝，尽可能的减少横向的接缝，后对纵向板和顶面板通过满焊实施连接，完成连接后进行防腐的处理，打造出整体的结构。在隔热保暖的设计中，对一组墙面可以通过内外两种的外形、尺寸相同门板构成，且每一个门板通过一金属板对四周进行折边，在内部产生半空框的结构，并在空框内进行岩棉等防火保温的材料填充[4]。
2.8现场安装
对预制舱设计和制造，都在工厂内实施统一性完成，然后向施工的现场进行运输，并和一次设备实施对接和安装。在预制舱的运输中，可以选择集装箱式的平板车，且对运输中车身的高度和宽度要进行考虑，工厂的起吊中，要通过吊车对舱体底部位置八个方位进行连接，便于稳定起吊。在土建的现场，要尽可能的避开高温、潮湿和易燃易爆等区域，要和负荷的中心以及电源侧尽量靠近，还要避开污源以及不要设置于污源风侧位置。
结语：综上所述，预制舱式变电站和常规变电站建设方式相比具有很大的优势，为了更好确保预制舱式变电站的应用效果，就需要按照实际情况进行合理设计和建造，这也是预制舱式变电站发展中需要重点关注的内容。
参考文献：
[1]杜华珠, 张倩, 吴之奎. 预制舱式变电站在新能源产业中的应用[J]. 科技与创新, 2018, 117(21):156-157+160-161.
[2]李国忠. 预制舱式变电站方案及关键技术研究[J]. 电子世界, 2019, 565(07):00160-00161.
[3]蔡晶. 预制舱式变电站的设计与建造应用研究[J]. 中北大学学报(自然科学版), 2019(5).00097-00097.
[4]李伟杰, 魏合宇, 张连斌. 35kV预制舱式变电站技术创新与应用综述[J]. 中国科技纵横, 2017, 000(003):169-170.
论文作者:牛英福
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
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