预制舱式变电站集成技术
时间：2025-07-04 点击次数：60次
预制舱式变电站集成技术预制舱式变电站按照设备预制程度可分为全预制式和部分预制式。全预制式将包括变压器在内的所有电气设备均预制在预制舱内，现场只需做基础、接地、模块间及模块和电网系统间接线等工作。部分预制式一般对变压器或变压器和高压配电装置等采取室外安装方式，二次模块和中压配电模块采用预制舱方式，预制舱式变电站主要模块如图5所示。
将110kV预制舱式变电站按照设备预制的可操作性、费用成本、时间成本、节地等方面进行评估分析，分为推荐预制、可预制和不推荐预制三个级别。主要设备预制范围推荐见表3，表3中预制小件包括小型预制基础（包括路灯、端子箱、气体绝缘金属封闭开关设备（gas insulated switchgear, GIS）母线过桥支墩、空调室外机等小型基础）、预制式雨水口及集水井、预制式排水沟、预制压顶及电缆沟盖板、预制式巡视小道及操作地坪。
变压器模块预制方面，由于变压器质量重、体积大及散热要求高等原因，一般不采用预制舱式。若采用预制舱式，主要有两种方式：一种是变压器本体预制在舱体内，散热器安装在户外并采用围栏遮挡；另一种分为变压器预制舱和散热器预制舱两部分，在散热器预制舱合理设置散热孔和风机等，以满足热工要求。变压器进出线一般采取电缆方式，可省去变电架构。高压配电装置模块预制方面，为便于预制和降低预制舱的尺寸，高压配电装置应选取紧凑型组合电器，舱内设备整体布置根据间隔数量和项目现场地形进行设计，可选择横向分舱结构或纵向分舱结构，高压配电装置模块分舱结构如图6所示。现场组装时，相邻的预制舱GIS模块通过法兰连接，并采用密封环进行密封。
图6 高压配电装置模块分舱结构
中压配电装置模块预制方面，宜选择紧凑型、寿命长、免维护的开关柜，如充气柜。设备和预制舱的固定方式采用螺栓或点焊固定。预制舱内开关柜可采取单列或双列布置，各种通道的最小宽度（净距）满足标准要求，预制舱设置泄压通道。二次系统模块预制方面，自采用预制舱式二次组合设备以来，预制舱内屏柜经历单列布置、机柜前后接线方式，到“前接线、前显示”的双列布置方式，以上方式都存在舱体及屏柜重复防护处理、屏柜内空间利用率不高、舱体尺寸过大、屏间连线多、接线复杂等问题。目前国内二次厂商提出预制舱式二次组合机架式结构方案，机架式结构采用多层次标准化设计体系，将机架式结构与预制舱本体结构统一制造、安装，空间利用率高，接线也相对方便。二次走线采取“工厂预制敷设，光缆电缆隔开，对外集中进出线”的方式，二次预制舱线缆走线通道如图7所示。
舱内二次设备的连接采用预制光缆和预制电缆方式，如柜内二次装置间连接采用跳纤、舱内不同屏柜间二次装置连接宜采用尾缆、现场户外柜与预制舱光纤连接采用双端预制光缆，实现即插即用。
预制舱现场基础主要有电缆沟式、钢筋水泥墩式和钢支柱式三种，预制舱现场基础如图8所示。采用电缆沟的方式，舱体密封性和保温性能更好，整站外观更为整洁，但在通风不良的情况下，因电缆沟湿度高，存在凝露、霉变等现象，加速预制舱底座的腐蚀。除基础设计和施工时优化通风排水情况下，有条件宜安装排水、除湿和排气等装置，以降低电缆沟湿度，延长预制舱使用寿命。
有文献预制舱式变电站基础采用钢筋水泥墩或者钢支柱，通风性能远强于电缆沟式，变电站基础通常离地2m，电缆夹层附着底座之下，电缆安装方便。水泥墩具备防锈、抗腐、不易变形和价格低等优点。钢支柱式基础工厂生产预装、现场快速拼装，但防锈抗腐能力要求高，运维检修时不如电缆沟式方便。预制舱主要分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，但实际工程项目中，由于设备较多，同时为了运维检修方便，采用一个预制舱难以满足要求，需要采用两个或多个同型号的预制舱拼接成组合式预制舱。拼接主要有对舱体长度、宽度方向扩展两种方式，预制舱现场拼装示意见表4，可根据舱内设备布置方式和数量进行选择。
舱体单元在吊装、运输和拼接过程中，安装三角辅助支撑结构，并在舱体拼接完成后拆除，以弥补由于缺少一面或两面舱壁带来的结构稳定性问题。预制舱底、舱顶、舱壁拼接一般采用螺栓连接，在拼缝处涂抹密封胶或贴密封胶条，并通过预留孔洞注入保温材料，提高舱体保温性能。但在舱顶屋面处理时，除以上处理方式外，还需在拼缝上方增加盖板，防止拼缝开裂漏水等隐患。在建站土地面积受限的地方，可采取双层预制舱建站模式，单、双层预制舱变电站如图9所示。双层舱舱体骨架分上下两层，每层骨架整体焊接，上下层骨架堆积需保证足够的强度和刚度。
