（1特变电工南京智能有限公司 江苏南京 211106；2陕西复兴建设有限公司南京分公司 江苏南京 210000）
摘要：国家电网公司加快智能变电站的建设，即一次预制舱在智能变电站得到应用外，一些变电站已开始使用了二次预制舱。二次预制舱是新一代智能变电站模块化建设的重要内容，着力实现工厂化预制、现场装配式安装，以提高智能变电站的建设效率。基于此，文章就二次预制舱在智能变电站中的应用进行分析。
关键词：二次预制舱；智能变电站；应用
1.变电站概述
某110kV变电站是国家电网公司2014年第二批新一代智能变电站示范工程的首个项目，以“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”为目标，主要具有标准配送式、保护就地化、占地节约化、工期缩短化等特点。该站位于工业园区，建成后将进一步完善电网结构，保证高新技术产业园区快速发展的用电需求。
该变电站土建采用装配式建筑（轻型门式钢架结构），装配式围墙，装配式防火墙；变电站一次采用集成式隔离断路器，GIB管母，智能主变，电子式互感器，小型化集合式并联电容器；变电站二次采用新一代智能变电站的二次集成设备，包括站域保护、并联直流电源系统、前接线式保护测控装置以及二次设备预制舱等。
2.二次设备预制舱相对传统变电站的优点
2.1施工周期短
预制舱式模式下，所有二次设备在厂家就已集成安装并完成了调试工作，这有助于二次设备功能的整合，能够改善设备的集中和集成度，有效节约设备及减少现场工作量，符合“资源节约型”的技术要求。
2.2工作量减少
预制舱式组合二次设备对联调模式也进行了改变，利用工厂联调加+现场调试模式，在工厂内模拟出设计的运行情况，完成全站五防逻辑，信号点命名及SCD文件的固化工作，到现场仅需要与一次设备进行传动验证。
2.3工作环境良好
智能变电站使用大量光口接线，但现场施工环境不好，存在大量的灰尘，二次设备的光口得不到有效保护，对装置光口后期运行以及使用寿命带来隐患。预制舱模式在厂内联调时，彻底规避了这些风险，工作环境良好，污染少，有效保证了设备的安全可靠性。
3.预制舱介绍
3.1舱的结构
国网公司根据变电站的规模及二次设备配置数量等，把二次预制舱分为三种外形结构，分别为I型(6200×2500×3133mm)，II型(9200×2500×3133mm)，Ⅲ型(12200×2500×3133mm)。舱体主体框架需按要求喷涂防火涂料，舱体采用轻型门式钢架结构，立柱间距为3m，按照第四主梁所跨空间设计。主材采用H型钢，辅助支撑系统采用C型耐候钢。
3.2舱体围护系统
预制舱墙体采用保温复合墙体，预制舱墙体由外墙（饰面FC板或金邦板）、聚乙烯防湿密封膜、保温材料、龙骨架、内墙（铝塑板或不锈钢）等材料组成。根据使用环境温度情况，整个墙体厚度为120~150mm。
保温材料采用聚氨酯，厚度应满足舱体内部设备运行环境要求，避免出现冷桥、热桥结构，并进行相应的热力学及暖通计算。围护材料应满足电气设备防火要求。
屋面采用铝镁锰合金、不锈钢材料或环氧树脂瓦等，坡屋面采用双坡型式，坡度大于5度。屋顶集中排水，根据当地情况，排水管可以外漏或暗藏。吊顶宜采用铝塑板或石膏板，地面采用防静电地板，活动地板高度200~250mm。防静电地板具有优异的防火、防水、防静电、耐污染等性能。舱体内墙宜采用铝塑板、不锈钢材料或石膏板，围护材料需满足防火要求。
3.3预制舱接口及布线方案
预制舱内设置一个统一的集中接口柜，室外的预制缆从线缆沟进到舱内后接入到集中接口柜，然后再从接口柜分支到各个屏柜。预制线缆可形成统一、标准的接口，可实现工厂化的生产和测试，有利于快速便捷的现场连接。线缆在预制舱内采用下部走线，在活动地板下方设置线缆桥架进行布线。线缆桥架沿着屏柜排列的方向敷设，如图1所示。
图1接口柜示意图
3.4舱内支撑系统
二次预制舱放置于户外，平时无人值守，需要配置一套支撑系统实现对舱内的状况进行图像监视、安全警卫、火灾报警和录像，并且能够对舱内的照明、火灾报警及消防、安全警卫、环境控制等子系统实现智能联动控制。考虑到预制舱的独特性，舱内支撑系统必须简单有效，并具有高的智能化、自动化水平，能够让工作人员看到现场的实时图像，获取现场的数据资料，实现远程监控现场。特别是当发生入侵、火灾、漏水等异常情况时，能够迅速收到报警，以便能及时解决问题。必要时还能控制现场的通风、温控等设备，真正提高工作效率、减少人员到现场的次数。
3.5舱接地及抗干扰
舱内设置一、二次接地网，内暗敷接地干线，离地板300mm高设置临时接地端子。预制舱可采用40mm×4mm扁钢焊成2m×2m的网格，并连成一个六面体，与舱外接地网可靠连接，实现电磁屏蔽，满足抗干扰功能。
4.预制舱二次设备配置
该站为110kV电压等级，按照国家电网143号文的要求，监控系统站控层设备配备监控主机两台（组屏一面）、综合应用服务器一台（组屏一面）、数据通讯网关机两台（组屏一面）。
间隔层设备按照本站保护配置，包括：主变保护柜组屏三面（包含本期的两台主变保护以及为远期准备的一面主变保护柜）；站域保护柜一面，配备一台站域保护装置，作为全站所有设备的冗余类后备保护；110kV线路及分段保护组屏两面（为远期扩容预留了空间），公用测控柜组屏一面；针对二次所有光纤，专门设计一面光纤配线柜，采用时下流行的预制光缆设备，免去了现场熔纤的工作。
另外，再加上直流屏所有设备，包括网络分析柜、故障录波柜、图像监测柜、交流配线柜等，配置成一个40尺预制舱，容纳了该站各个间隔的绝大部分屏体，做到了二次设备的高度集成。
5.二次设备的“即插即用”方案研究
5.1预制光缆与电缆
整站光缆采用双端预制光缆和预制尾缆，采用集中配线方案，预制舱内设置集中配线单元柜，柜内配置预制光缆和电缆航空插座，用于预制光缆、预制电缆集中转接；预制舱内部屏柜之间光缆采用预制尾缆。
整站一体化电源交直流电源供电采用常规电缆接线，为现场施工敷设、接线；电气插接端子有圆形与矩形两种。由于圆形插接器针数配置灵活多样，结构紧凑，可在单位区域内配置更多针数的插接器，因此电气插接端子选择圆形插接器。
5.2预制光缆、电缆的即插即用
连接舱内配置集中配线单元柜，用于预制光缆和预制电缆集中转接，集中配线单元柜下设置预制线缆专用进线口，舱体进门处设置公用及备用线缆进线口，进线口处配置进线管连通电缆沟，用于线缆走线。
集中配线单元柜内配置预制光缆，舱外双端预制线缆一端沿着电缆沟敷设，通过专用进线口进入集中配线单元柜。
5.3舱内屏内布线方案
舱内单列布置屏柜前后各设置一排走线槽盒，用于舱内线缆走线；柜后槽盒主要用于从集中配线单元柜出来的预制尾缆，网线，对时485线等，为舱体内部走线槽盒，在厂内完成敷设及接线工作；柜前槽盒主要用于从公用及备用进线口引入的交直流电源供电常规电缆等，为舱体外部常规线缆走线槽盒，在现场完成敷设及接线工作。基本实现内外部分离，强弱电分离。
综上所述，采用了二次预制舱变电站式，实现了设备分布式设计，工厂化生产，减少现场安装施工工作量。
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[3]刘雪飞.220kV新一代智能变电站设计优化研究[D].华北电力大学,2016.
论文作者:金山樱1,刘钦2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/5
标签：变电站论文; 设备论文; 智能论文; 舱内论文; 光缆论文; 现场论文; 线缆论文; 《电力设备》2018年第9期论文;