变电站预制舱式高压室结构研究与应用.pdf
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1、56电工电气 (2023 No.7)作者简介:孟晨旭(1986),男,高级工程师,学士,从事变电设备运行、检修管理及研究工作;陈伟明(1988),男,高级工程师,学士,从事变电设备检修管理及研究工作。孟晨旭,陈伟明,罗其锋,刘文平,陈伟雄(南方电网广东中山供电局,广东 中山 528400)摘 要:建成后的传统变电站高压室结构单一,缺少防尘保温、运行环境控制、设备监视等功能。提出一种新型的变电站预制舱式高压室结构,该结构的设备舱体与电气设备在设备厂完成安装调试后到达现场快速拼装,实现节约建设成本,提高建设效率的目的,通过在密闭的舱体内增加通风系统与空调系统,舱体采用保温隔热材料,并在开关柜前后设
2、置巡视机器人及其运行轨道,实现预制舱防尘保温、运行环境控制、设备监视等功能,为电力设备提供良好的运行环境,也为检修维护工作提供便利。经110 kV 同福站的实际应用,验证了该结构的实用性和有效性。关键词:变电站;预制舱式高压室;双层结构;多功能中图分类号:TM63 文献标识码:B 文章编号:1007-3175(2023)07-0056-05 Abstract:The traditional substation has the single-structured high-voltage chamber which lacks functions like dust prevention,he
3、at pres-ervation,operation environment control,equipment monitoring and so on.The paper proposes a new prefabricated-cabin type high-voltage chamber structure for the substation.The cabin and electrical equipments of this structure first can be installed and debugged in the equip-ment factory,and th
4、en be assembled rapidly when arriving at the site,which realizing the goal of saving construction costs and improving construction efficiency.Through adding ventilation system and air conditioning system in the closed cabin,using the thermal insulation ma-terial to produce the cabin,setting patrol r
5、obots and their running tracks in front of and behind the switch cabinet,this high-voltage chamber can have functions like dust prevention,heat preservation,operation environment control,equipment monitoring and so on.It provides not only great operation environment for power equipments,but also con
6、venience for repair and maintenance.The application in 110 kV Tongfu station verifies the practical effectiveness of this structure.Key words:substation;prefabricated-cabin type high-voltage chamber;double-layer structure;multifunctionMENG Chen-xu,CHEN Wei-ming,LUO Qi-feng,LIU Wen-ping,CHEN Wei-xion
7、g(Zhongshan Power Supply Bureau of China Southern Power Grid in Guangdong,Zhongshan 528400,China)Research and Application of a Prefabricated-Cabin Type High-Voltage Chamber Structure for the Substation变电站预制舱式高压室结构研究与应用0 引言随着经济的发展,对变电站建设的效率提出了新的需求。为了进一步缩短变电站建设周期,预制舱式变电站技术得到应用。所谓预制舱变电站,就是整个变电站各设备室由一个个
8、的预制舱单元拼接而成,所有一次设备、二次设备均放置在预制舱单元内。该变电站采用模块化设计,设备接线与调试在设备厂内完成,然后连同舱体在工厂完成安装预制,电气设备与舱体按预制舱单元整体运输,到达现场后只需进行积木式拼装即可完成安装。以10 kV 预制舱式高压室为例,开关柜间隔设备及舱体在设备厂完成安装,到达现场只需将开关柜母线及舱体同步组装即可完成安装工作,主变进线通过高压室舱体穿墙套管与主变 10 kV 主变母排连接,线路出线采用高压电缆从预制舱下方的电缆层出线。预制舱变电站实现了电气设备与预制舱体的有机结合,减少现场施工量,满足快速建站的要求,此建站模式省去以往的建筑施工环节,在时间成本和建
9、筑成本上具有明显优势。相比于预制舱式高压室,传统变电站高压室为钢筋混凝土建筑,土建施工周期长,作为变电站主体部分的高压室混凝土浇筑必须分层实施,也就是说必变电站预制舱式高压室结构研究与应用57 电工电气 (2023 No.7)须等待前一层混凝土完全凝固后,才能继续浇筑后一层混凝土,由此,传统变电站从土建施工至交付安装一般需要6个月左右,这已经无法满足城市经济发展对电网建设速度的要求。且高压室建筑的土建材料及人力成本较高,提高了变电站的整体造价1。此外,传统变电站高压室简单的钢筋混凝土建筑结构较为单一,缺乏防尘保温、运行环境控制、设备监视等功能2。恶劣的高压室运行环境,将对运行设备带来以下问题:
10、(1)夏季高温天气时,由于高压室内设备温度较高,热量无法及时有效地排出时,绝缘材料在高温下会加速老化并且绝缘性能降低,设备在高危状态下运行,存在较大的安全隐患。(2)开关柜内部装设有电气设备和电子元件,当绝缘件表面结露和受潮时,表面电阻率和体积电阻率降低,绝缘程度下降,随着分解效应与污化效应的累积,绝缘表面会形成黑色、白色粉末印痕彻底破坏绝缘性能,严重情况下还会发生电气击穿现象3。本文针对传统变电站高压室的不足,提出一种变电站预制舱式高压室结构,该结构可在设备厂完成舱体与电气设备的预安装调试,运输至现场后实现快速拼装,提高建站效率并使预制舱高压室具备环境控制和设备监视功能,具有较高的实用性。1
11、 变电站预制舱式高压室结构组成针对传统变电站高压室存在的不足,本文提出的变电站预制舱式高压室结构,进一步优化了高压室结构,增加防尘保温、运行环境控制、设备监视等功能,提升空间利用率,提高内部结构合理性,为电力设备检修维护提供便利。本文提出的预制舱式高压室由高压柜预制舱单元、带电缆竖井预制舱单元、带门预制舱单元、带通信测控屏预制舱单元、防小动物挡板、温湿度控制模块、巡视机器人模块、二次电缆竖井、照明模块、进出风口及环形接地母线组成,如图 1 所示。各结构模块主要技术原理、功能如下:(1)预制舱单元为预制舱式高压室拼装的最小单元,生产预制舱式高压室设备时,开关柜、通信测控屏等设备在预制舱单元内完成
12、安装调试、接线后进行预安装,调试合格后拆分为各个独立预制舱单元进行单独运输。预制舱单元尺寸与拖挂车车厢相当,满足公路运输要求,预制舱单元运输到达现场后,在带有地下电缆层的预制舱式高压室土建基础上进行现场组装,组装过程包括高压柜柜间的拼接、柜内一次导电母排的拼接及以柜顶交流工作电源小母线、直流工作电源小母线、PT 切换电压小母线拼接,和预制舱单元舱体间的拼接,最终形成完整的预制舱式高压室。(2)高压柜预制舱单元可左右两排安装共 6 台开关柜设备,两排开关柜中间预留空间作为运维通道。带电缆竖井预制舱单元将高压柜预制舱单元中间开关柜位置改为用于敷设二次电缆的竖井。二次电缆竖井连通预制舱式高压室底部与
13、顶部,二次电缆在预制舱式高压室底部电缆层汇集后,经过二次电缆竖井穿至预制舱式高压室上层的预制舱式主控室,用于控制站内设备,竖井盖板将经过预制舱式高压室内的二次电缆封装起来,起到一体美观效果。图1 一种变电站预制舱式高压室俯视图空调主机空调主机防小动物挡板接地母线应急照明立式支柱开关柜进风口排风口二次电缆竖井封闭母线通道照明空调管道预制舱拼接空调出风口巡视机器人机器人轨道通信测控屏温湿度控制装置温湿度控制装置变电站预制舱式高压室结构研究与应用58电工电气 (2023 No.7)二次电缆竖井与高压开关柜正面并排陈列,二次电缆沟后部位置用于布置开关柜母排,母排使用封柜将其封装起来成为封闭母线。(3)
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