浅谈预制舱在标准配送式智能变电站中应用概要.docx

1、浅谈预制舱在标准配送式智能变电站中应用概要建筑电气浅 谈 预 制 舱 在 标 准 配 送 式 智 能 变 电 站 中 应 用卓丽芳 （福建省电力勘测设计院 福建福州 5）摘 要 针对国网公司提出的 “标准化设计 、工厂化加工 、机械化施工 、装配式建设 ”标准配送智能变电站建设要求 ，本文 以福建漳州恒苍 kV 配送式智能变电站试点工程为例 ，介绍预制舱在标准配送式智能变电站的应用 ，为变电站的建设积累经 验 。关键词 装配式 ；预制舱 ；技术 ；设计Discussion on the application of prefabricated cabin in Smart Substation

2、 based on standard distribution -modeAbstract ：According to the requirement ，proposed by STATE GRID CORPORATION ，of standard design ，factory -style processing ，mechanized construction and assembly -style construction in Smart Substation construction based on standard distribution -mode ，this paper t

3、akes the HengCang KV Smart Substation in Zhangzhou ，Fujian as an example ，and introduces the application of prefabricated cabin in the standard distribution -mode construction of Smart Substation .This paper would serve good reference for power substation con -struction . Key words ：Assembly -style

4、construction ；Prefabricated cabin ；Technology ；Design 作者简介 ：卓丽芳 （.-），女 ，大学本科 ，职称 ：高级工程师 ，研究方 向 ：电网工程土建设计 。为进一步深化智能变电站技术 ，统一建设标准 ，提升工程 建设质量 、安全 、效率 ，国家电网公司开展标准配送式智能变 电站建设 ，提出 “标准化设计 、工厂化加工 、机械化施工 、装配 式建设 ”的技术原则 ，这是建设 “一流电网 ”的重要举措 ，是标 准化建设的深化 ，这不仅能够有效缩短工期 ，提高工程质量 ，降低全寿命周期成本 ，而且有利于环保 ，提高智能变电站建设 效率 ，全面提

5、高电网建设能力 ，使变电蛄建设走向科技含最 高 、资源消耗低 、环境污染少 、精细化建造的道路 。1工程概况福建漳州恒苍 kV 标准配送式智能变电站是福建省 电力勘测设计院设计的国家电网公司首批 5个标准配送式智 能变电站试点项目之一 ，该变电站位于漳州市恒苍村台商投 资区 ，承担漳州台商投资区东美片区的供电 。变电站建设规模如表 所示 ：表 1漳州恒苍 110kV 标准配送式智能变电站远景及本期规模项 目 名 称 本期远景主变容量 5MVA 5MVA 电压等级 5kV 5kV 配电装置形式 kV ：户外 AIS 5kV ：预制舱 ，个 kV ：预制舱 ，个 kV ：户外 AIS 5kV ：预

6、制舱 ，个 kV ：预制舱 ，个 kV 接线 线路变压器组接线 ，回 扩大内桥接线 ，回5kV 接线 单母线 ，回 单母线分段 ，回 kV 接线 单母线 ，8回单母线分段 ，8回 无功补偿户外框架成套装置 组户外框架成套装置 组 接地 变 兼 消 弧线圈户外成套干式装置 台户外成套干式装置 台站区总平面三列式布置 ，kV 户外配电装置 、安全工器 具间舱在站区北侧 ，台主变在站区中部北侧 ，5kV 设备舱 、kV 设备舱 、kV 设备舱 共 个预制舱在站区中部南 侧 ，kV 电容器 、接地变在站区南侧 ，二次设备舱在站区西 侧 ，进站道路由西侧引接 ，与主变运输道路相接 。全站无常规建筑物 ，

7、采用全预制舱方案 ，舱内根据使用要求配置一次或二次设备 ，实现电气设备高度集成 。全站构支 架 、围墙 、电缆沟 、生态护坡等构筑物均采用工厂化预制 ，现场 装配 ，减少现场 “湿作业 ”。变电站站区南北长 55.5m ，东西长 m ，围墙内面积约为 .5公顷 （.5亩 ），比通用设计 -C -8方案节约面积5m 。变电站预制舱总面积为 5.m （本期 .m ），比通用设计 -C -8方案节约面积 .m 。站区施工现场如图 所示 ：图 1站区施工现场图2预制舱技术预制舱技术是装配式变电站的一个重要组成部分 ，通过 预制舱可以将许多须布置于室内的配电装置及相关建筑物转 化为可室外布置的集支撑体系

8、 、外围护 、内部使用空间与配电 装置为一体的成套设备组合 预制舱 。本工程 5kV 、kV 配电装置 、安全工具间采用预制舱 ；保护 、通信 、监控等二次 设备室采用 “预制舱式二次组合设备 ”。预制舱采用集装箱 式构造 ，可由 个或多个分舱体拼接而成 、舱内可根据需要配 置消防 、安防 、暖通 、照明 、通信等辅助设施 ，其环境满足变电 站二次设备运行条件及变电站运行调试人员现场作业的要 求 。预制舱主要构件采用工厂预制型式 ，舱内接线及单体设 备调试均在工厂内完成 ，一 、二次集成设备最大程度实现工厂 内规模生产 、集成调试 ，大大减少现场二次接线 ，减少设计 、施 工 、调试工作量 ，

9、简化检修维护工作 ，大大缩短建设周期 。采用预制舱技术可有效减少全站的建筑面积及占地面积 。3预制舱设计针对国网公司提出的标准配送智能变电站建设要求 ，本 工程结合电气一次 、二次等专业方案布置 ，在满足使用及安全 的前提下 ，通过优化功能设施平面布置 、功能组成 、结构选型 、节能构造 ，由预制舱方案取代以往变电站中的主控楼及配电 装置楼 ，并实现与其相同的功能 。3.1预制舱尺寸选择预制舱尺寸的选取不仅要考虑电气一次 、二次等专业方 案布置所需尺寸 ，而且还应考虑运输要求 ，根据 年 月 日发布的 超限运输车辆行驶公路管理规定 ，车货总长不 宜超过 8m ，运输车辆车货总宽度不宜超过 .5

10、m ，车货总高 度从地面算起不宜超过 .m ，单车 、半挂列车 、全挂列车车货 总质量 千克以下 ；集装箱半挂列车车货总质量 千克以下 ；预制舱尺寸选取可参考现行流通的集装箱尺寸 。根据电力控制柜标高为 mm ，接入电缆分布在机柜 顶部或柜底 ，柜顶 （底 ）上 （下 ）方需要桥架及走线的空间 ，标 准的集装箱内部净高度为 mm ，因此需要选取增加高度 的集装箱 ，高箱的内部高度空间扩展为 mm ，满足项目需 求 。依据上述要求及变电站的需求 ，预制式组合二次设备舱 横向尺寸不宜超过 .5m ，长度不宜超过 .m ；为方便厂 家采购 ，尽量采用标准集装箱柜 。即建议主要选择以下三种 集装箱柜

11、：尺集装箱 ：外部尺寸 ：5888（mm ）；尺集装箱 ：外部尺寸 ：588（mm ）；尺集装 箱 ：外部尺寸 ：88（mm ）。对于二次设备柜数量较少的 ，可配置一面预制舱 ，屏柜采 用单列布置 ；对于二次设备较多时 ，可配置一面预制舱加两侧 侧柜方案 ，预制舱内设备双列布置 ；也可采用三面预制舱 排 布置方式 。对于多集装拼接屏柜应尽量减少屏柜柜体之间的 连接 ，按照现有规范 ，屏柜之间距离至少需 8mm ，且为运行 维护方便 ，屏柜需前后开门 。二次设备尽量集中在某一面柜 内 ，以简化现场接线 。3.2建筑设计本变电站预制舱外观仿建筑造型 ，外墙为白色 ，墙顶盖与 四角立柱为国网绿标准色

12、搭配舱体 （见图 ）。预制舱围护结 构所选用的保温隔热材料 、防水材料 、饰面材料等应符合国 家 、行业标准规定的耐久性 、适用性以及防火 、隔音 、隔热 、气 密 、水密等性能要求 。预制舱建筑设计主要考虑以下几个方面 ： 图 2预制舱式二次设备室（）预制舱整个箱体的墙壁采用由金邦板 、通气层 、防湿 密封薄膜 、欧松板 、岩棉复合板保温隔热夹层 、钢结构 （薄壁 方管 ）、聚氨酯保温板等材料组成 。箱体的墙壁具有卓越的 气密性和隔热性 ，能有效地防止室内产生结露现象的发生 ，更 不用担心长期使用会导致箱体腐朽 ，同时具有防尘 、防腐 、防 潮 、防火性能 。金邦板是以水泥 、粉煤灰 、硅粉

13、 、珍珠岩为主要 原料 ，加入复合纤维增强 ，经真空高压挤出成型 ，并经高温高 压蒸汽养护 、精细加工与多层喷涂而成 。它具有绿色环保 、轻 质高强 、隔音隔热 、耐水防火 、耐候抗冻等方面的特点 。耐火 时间 小时 ，使用寿命不经维护 5年 ，经维护 5年以上 。（）预制舱顶部采用彩钢瓦轻型板材 ，采用层层相扣形 式 ，以有效防止雨水渗入 。屋面隔热板采用聚氨酯复合板 。预制舱屋面防水等级应达到 I 级 ，采用坡屋面形式 ，屋面排水 坡度不小于 5，（）预制舱地面应防腐 、防潮处理 ，预制舱内部活动地板 布置方案 ：在电缆进线与走线立柱间设置活动地板 ，方便电缆 的铺设与检修 。抗静电活动地

14、板高度为 mm 。预制舱底 封板采用 Q 5钢板 ，地板采用 x 钢制水泥夹心防静电 地板 。电缆穿入处应有严密的防潮封堵措施 。（）预制舱应在建筑对角设置两扇防火舱门 ，舱门隔热 板采用聚氨酯复合板 ，门宽须满足设备搬运的要求 ，耐火极限 等级二级 。舱体一般不设置窗户 ，但为了增加舱体通风 ，可在 舱体墙面设置若干轴流风机 ，空气循环次数按 次 时事故 通风执行 。风机外设置防护罩 ，防止雨水 、灰尘及生物进入 。（5）预制舱内部纵向设有操作走廊 ，操作及维护通道满 足 高压 ，低压预装式变电站 （GB -）的规定 ；舱内盖板采用标准化设计 ，宽度与开关柜相同 ，固定盖板螺栓应 与地面平齐

15、 ，开关 柜及保护柜固定槽钢 应 高 出地面 -mm 。（）预制舱内部应能有效防止雨水渗入 ，屋面须设置雨 落管 ，采用有组织排水系统 。确保顶部雨水不会渗入舱体内 部 ，门板与舱体结合处采用多级密封条密封 ，门板上部安装导 水槽 ，3.3结构设计预制舱结构设计应满足现行国家 、地区及行业的标准 、规 范 、规程等的要求 ，综合考虑本工程的自重 、风荷载 、地震作 用 、运输及吊装过程中荷载作用及使用过程中在结构上可能 出现的荷载 ，预制舱结构应满足满足承载力 、稳定 、变形等设 计要求 。预制舱主体结构采用强度高 ，自重轻 ，整体性和抗震性好 的钢结构型式 。梁柱采用 H 型钢 ，梁柱间采用

16、焊接或螺栓连 接 。舱体底部加设水平或纵向工字钢或槽钢 ，加强舱体的整 体性 。在舱体底座最佳受力位置设置 或 8个起吊点 ，并配 以专用吊具 ，确保起吊 、安装安全 。所有钢构件需充分考虑本工程站址的气象条件 ，采取可 靠的防腐措施 。舱体金属件采取超重防护体系喷漆处理 。底 漆采用 HAZ 环氧富锌底漆 （高锌 ）两道 ，干膜厚度 8微米 ，中间漆采用 HA 环氧云铁中间漆三道 ，干膜厚度 微米 ，面漆采用 SB 脂肪族聚氨酯防腐面漆三道 ，干膜厚度 微 米 ，舱体防腐处理后使用寿命可达 5年以上 。本变电站预制舱基础采用独立基础 ，并根据预制舱主体 结构设置地梁 ，在地梁表 面预埋 槽钢

17、 ，地梁 高 出 地 面 mm ，舱体与基础可采用预埋地脚螺栓连接或现场焊接 ，预 制舱基础应落在实土上 ，避免产生不均匀沉降 。基础须根据 集成舱的接地位置 ，预留接地连接线 。（下转第 页 ）对排水系统内部为两类 ，外部为四类 ，进行八种不同类别组 合 ，分别采取相应的措施 。第一类为外部河涌边已有截污干管 、内部为合流小区 ，小 区污水排向截污干管 。针对于这种情况 ，我们采取的改造思 路包括两点 ，首先 ，如果小区只建有一套合流管道 ，并且所处 街面比较宽阔 ，我们可以再增加一套新的管网 ，从而使小区建 设成两套相互独立的雨水与污水管网 ，并优先增加雨水管 ，污 水需要流入截流干管进行

18、进一步处理 ，而雨水则直接排放到 河涌当中 ；其次 ，增加独立的雨水立管 ，改造建筑内部排水立 管 ，保障雨水与污水立管的相互分离与彼此独立 。第二类为外部河涌边已有截污干管 、内部为分流小区 ，雨 、污分流管混接后全部与河涌截污干管相连 。针对于这种 情况 ，我们采取的改造思路同样包括两个要点 ，首先 ，以小区 具体的管网摸查资料为依据 ，对基本上已经按分流制建设的 小区改造污水与雨水管道混接情况 ，实现雨水与污水管网的 相互分离 ；其次 ，对小区的排放口与市政河涌截污管衔接情况 进行严格摸查 ，合理改造管道混接情况 ，最终实现污水排放管 与河涌截污管道的合理衔接 ，而让雨水直接排放到河涌中

19、 。第三类为外部河涌边没有截污管 、内部为分流小区 ，而小 区污水直接向河涌排放的情况 ，此时需要尽快做好主河涌 、支 河涌截污 。第四类为外部河涌边没有截污管 ，小区污水直接向河涌 排放 ，而内部为合流小区的情况 ，此时也要尽快做好主河涌 、支河涌截污 。第五类为外部市政路上已有雨污分流两条管 、内部为合 流小区 ，小区污水向外部雨水干管排放 ，或者是排放到污水干 管 。针对于这种情况 ，我们采取的改造思路包括两点 ，首先 ，如果小区只建有一套合流管道 ，并且所处街面比较宽阔 ，我们 可以再增加一套新的管网 ，并优先增加雨水管 ，使小区建设成 两套相互独立的雨水与污水管网 ，而其雨水与污水分

20、别排放 到对应的雨水与污水管道当中 ；其次 ，增加独立的雨水立管 ，改造建筑内部排水立管 ，保障雨水与污水立管的相互分离与 彼此独立 。第六类为外部市政路上已有雨污分流两条管 、内部为分 流小区 ，排水管网接错 、漏接情况比较严重 。针对于这种情 况 ，我们采取的改造思路主要包括两个要点 ，首先 ，以小区具 体的管网摸查资料为依据 ，对基本上已经按分流制建设的小 区改造污水与雨水管道混接情况 ，实现雨水与污水管网的相 互分离 ；其次 ，对小区的排放口与市政河涌截污管衔接情况进 行严格摸查 ，科学合理的改造管道混接情况 ，最终实现其雨水 与污水分别排放到市政规划中对应的雨水与污水管道当中 。第七

21、类为外部市政路上只有一条合流管 、内部为合流小 区 ，小区污水排向合流管 。针对于这种情况 ，若市政路由于各 种因素的影响不能进行污水管的敷设 ，那么可以继续保持当 前的合流制排水 ；若经调查核查市政路可以敷设污水管 ，那么 可以直接在市政路敷设污水管 ，而在小区管网中采用雨 、污分 流方式 。第八类为外部市政路上只有一条合流管 、内部为分流小 区 ，小区污水排向合流管 。针对于这种情况 ，我们采取的改造 思路为严格按照相关规划要求 ，及时合理的在市政路上建设 相应的污水管 ，而小区排水系统继续保持原状 。3广州市黄埔区雨污分流改造设计创新本次设计创新方面 ，主要体现在节水节能方面的新工艺 、

22、新材料及新技术等方面的应用上 。3.1节水节能的新工艺这次设计主要考虑了将城市雨水作为一种水资源收集利 用 。首先采取了雨水径流的截污措施 ，主要是为了保证雨水 利用系统的安全性和提高整个系统的效率 ，考虑从雨水的收 集 、渗透方面实施简单有效的源头截污措施 。主要可以从屋 面雨水和路面雨水两方面采取截污措施 ；其次 ，采取了城市雨 水渗透新技术 ，即利用渗坑 、渗井 、渗沟等设施使雨水就地下 渗 。如 ：渗透检查井 、渗透管 、渗透沟 、透水地面 、绿地渗透等 ；最后采用了雨水处理与净化新技术 ，主要包括雨水沉淀 、雨水 过滤 、植被浅沟与缓冲带 、雨水湿地技术等 。3.2新材料 、新设备

23、、新技术的应用新材料 、新设备 、新技术主要有旋流调节阀 、透水路面材 料 、毛细透排水带 、新型复合材料雨水井盖和箅子 、截污挂篮 、橡胶柔性止回阀 、排水管道声纳测绘系统的应用等 。4结论综上所述 ，由于广州市特殊的气候因素 ，城市排水系统的 设计对于城市发展及人们生产生活有着重要影响 ，而目前复 杂的广州市排水现状十分不利于当前排水系统的重新设计与 改造 。因此 ，文章以广州市黄埔区石化路以西片区雨污分流 改造设计为例 ，在分析了广州市排水现状的基础上 ，给出了具 体的分流改造设计方案 ，并从节水节能的新工艺 ，新材料 、新 设备 、新技术的应用两方面进行了设计创新 ，望能够为日后广 州

24、及各地区排水系统的建设提供新的思路 。参考文献林程磐 .浅析城市排水雨污分流改造 J .城市建筑 .-.曾向前 .石 井 河 流 域 城 中 村雨 污 分 流 改 造 探 讨 J .中 国 水 运 （下半月 ）.-.许海榆 .广州市旧城区排水系统雨污分流改造技术研究 D .广 州大学 .-.（上接第 页 ）4结束语漳州恒苍 kV 标准配送式智能变电站作为国家电网 公司首批标准配送式智能变电站试点工程 ，在设计上进行了 大胆的创新 ，应用大量新技术 、新设备 、新材料 。本变电站采 用预制舱方案取代常规建筑物 ，实现电气设备高度集成 ，变电 站站区构架 、支架 、围墙 、生态护坡等构筑物均采用工

25、厂化预 制 ，现 场 装 配 ，减 少 现 场 “湿 作 业 ”。变 电 站 围 墙 内 面 积 .5公顷比通用设计 -C -8方案节约面积 .5公 顷 ，变电站预制舱总面积为 5.m 比通用设计 -C -8 方案节约面积 .m ，变电站建设工期仅为 88天 ，与常规 工程建设相比工期缩短 8天 。本变电站是国内现有同等规 模的变电站围墙内面积最小 、全站建筑面积最小 、建设工期最 短的变电站 ，采用预制舱技术能最大限度地提高土地利用率 ，缩短现场施工周期 ，为后续变电站的建设积累了经验 。参考文献国家电网公司 .Q GDW -（）智能变电站设 计规范 S .北京 ：中国电力出版社 ，.杨利生 .装配式建 （构 ）筑 物在 标 准 配 送 式智 能变 电 站 中 应 用 J .山西建筑 ，（5）.