模块化预制仓式变电站在110kV配网中的应用

摘要：在电力网络发展的过程中，城市110kV配网系统的建立与运行存在变电站落地困难的问题，导致变电站的建设经常面临严峻考验。在进行配网建设时，可以将模块化预制仓式变电站应用在110kV配网的建设中，应用具有较强紧凑型的全密封方案来解决其中的电磁干扰以及噪声干扰等方面的问题。文章对模块化预制仓式变电站在110kV配网中的应用进行了分析。

关键词：模块化；预制仓式变电站；110kV配网；电力网络；变电站建设；电力系统 文獻标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2017）11-0080-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.041

1 概述

随着我国城市化进程的不断进行，城市的用电负荷也随之不断增加，110kV配网中需要建设更多的变电站。但是，由于城市的人口相对密集，土地面积紧张，想要在市区建设这些变电站，就必须考虑到变电站的占地面积以及电磁干扰噪声干扰等方面的问题。近年来，在我国应用的预制仓式变电站中，能够实现二次自动化设备的预制，但变电站的占地面积与工作量仍然很大，因此选择建设结构更加紧凑的变电站是未来发展的目标，而模块化预制仓式变电站就是能够满足这些需求的变电站结构。

2 模块化预制仓式变电站的建设要求

在城市区域内建设变电站，最基本的要求就是要满足其自身的美观性、可靠性以及经济性，所以模块化预制仓式变电站的具体建设要求包括以下六个方面：第一，变电站能够在户外正常运行，并需要具有较强的抗冲击能力、防盗能力以及防破坏能力；第二，具有优秀的防腐性能，确保正常使用40年后不得产生锈蚀；第三，变电站的防腐这标准必须达到国家标准以上；第四，运行噪声能够得到有效的控制，避免影响市民的正常生活；第五，占地面积应控制在设计范围以内，保证整体结构的紧凑型性；第六，能够实现一体化安装，以缩短工程施工周期。

3 模块化预制仓式变电站建设方案

3.1 变电站整体方案

在模块化预制仓式变电站的结构设计中，通常会包括110kV的GIS预制仓、二次自动化预制仓、无功补偿预制仓、消弧线圈预制仓以及变压器预制仓等。这些预制仓的股价结构均为异地式，能够满足较高的刚度与机械强度要求，选用的材质以优质碳素结构钢为主。预制仓的防护要满足IP33D的要求，而仓体接缝处防护等级要保证在IP54以上，仓体内部应使用钢板与阻燃材料分成不同的隔室，这些隔室之间的防护等级达到IP2X。预制仓中的门板、框架以及上盖据需要使用优质冷轧钢板作为材料，并对表面进行喷砂等方式的防腐处理，框架处钢板的厚度必须保证在2.5毫米以上，门板以及上盖板的厚度必须保证在2毫米以上。仓体内部的填充物可以选用聚氨酯防火材料，保证仓体具有较强的防火性能。仓体中使用的金属构件的防腐处理必须保证40年不出现锈蚀，外侧的冷轧钢板必须经过处理，以确保其防腐性能。由于仓体内部需要设置变压器、计算机等自动化控制设备，必须保证具有良好的防潮与防尘性能。预制仓的外形应符合其应用要求，必须做到不易积水，顶盖应保证有一个大于5°的散水坡度。仓体的设计中必须减少紧固件的外露数量，防止出现水经过紧固件进入壳体内部，对于已经穿透外壳的孔，必须采取有效的密封措施，如果无法避免出现紧固件外露，则应选择不锈钢材质的紧固件，防止出现锈蚀。为了保证仓体具有良好的隔热性，必须保证一般周围空气温度下电器设备的温度低于最高温度，同时必须保证高于最低温度。每个仓体的内部都应在顶部安装自动烟感系统，烟感系统与自动化系统接通，一旦出现火灾，能够避免火灾的进一步

蔓延。

3.2 变电站整体建设模式

在选择模块化预制仓式变电站的建设模式时，需要根据其占地面积与位置的需求来选择，一般选择落地平铺的建设模式，也可以选择立体建设模式，可以将仓体安装在基础层的置顶位置，其设计时必须对仓体承重以及减震系统进行处理。上下两层的仓体间必须设立有效的隔震设施，用户消除震动与噪音。上层的仓体结构的总重量要控制在100吨以下，最下层仓体的框架必须能够承受100兆帕以上的应力。

4 模块化预制仓式变电站主要技术要求

4.1 仓体防辐射性能要求

预制仓的防辐射主要采取工频辐射防护的方式，对110kV的预制仓进行防护相对简单，当时进出线接头处比较容易出现问题，所以变压器预制仓需要采取以下防护方案：第一，选择合适的线路接入方式与路径，尽可能使用地下电缆；第二，变电站中应减少分相设备数量，使用三相设备取代，以便可以应用三相电的优势来消除电磁场；第三，应用适当的方法来屏蔽电磁场，对工频电磁辐射采取屏蔽的措施效果非常明显，站内的高压设备与分立式输电设备在运行时会产生电磁场，因此高压设备应使用GIS装置，利用建筑中的技术结构建立屏蔽网，实现对电磁场的屏蔽。与此同时，在变电站的防雷设计中，可以增加金属网钢筋的数量，使用截面较大的主筋进行连接，还可以通过增加接地极数量，增加金属网的截面等措施提高屏蔽效果。

4.2 变电站隔音性能要求

为了保证变电站在工作过程中发出的噪音不会对居民的正常生活造成影响，在进行模块化预制仓式变电站设计时，必须采取以下隔音措施：第一，在设计中选择低噪声轴流风机与消声百页，从源头减小噪声的产生；第二，将变电站设计为具有形状规整、密封隔音等特点的双侧结构箱体；第三，在变电站周边做好环境保护工作，种植相对高大的数木，在美化环境的同时能够起到隔离噪音的效果。

4.3 仓体防腐性能要求

为了增强仓体表面的防腐性能，需要对其使用热喷锌、喷砂、喷锌加涂料等方式进行处理，对于不锈钢彩板，则需要使用喷砂、喷户外高档聚氨酯面漆的方式提高防腐性能。在这些金属材料经过防腐处理后，必须保证其具有较高的附着力，确保仓体表面能够达到40年不出现锈蚀的目的。与此同时，对于仓体的底架，则需要采用喷砂、喷锌的处理方式，并使用沥青漆进行重度防腐，确保40年不出现锈蚀。对于喷锌表面的质量要求如下：必须保证涂层均匀，其中锌层的厚度必须保证在55～65微米以上，并且不会出现裂纹、起皮、掉块等

缺陷。

4.4 仓体保温性能与耐寒性能要求

预制仓的仓体部分一般采用三层的金属结构，应用与冰箱类似的保温工艺。通常情况下，选用的是双层优质钢板，将这两层钢板间填充聚氨酯等防火保温材料，再与环保金属装修层组合在一起。仓体的门板结构中应用了断桥隔热的技术，其中内板与外板处于悬浮状态，间距必须保证在3毫米以上，并在其中填充聚氨酯，保证门板的热传导率在2%左右。与此同时，仓体的内部还要设计安装自动温控装置与能够长时间加热的装置，确保仓内温度的稳定。高低压仓必须拥有高湿排风设施与自动启停空调设备，如果出现隔室内的温度超出0℃～50℃这一温度范围时，空调设备就可以自动启动，能够实现对内部温度的调控。如果相对湿度达到80%以上，高湿排风设施就会启用，有效地降低仓内的湿度。

4.5 仓体密封性能及仓內通风性能要求

为了确保仓体的密封性能可以满足变电站的要求，必须为仓体制作密封条，这些密封条可以使用硅橡胶或三元乙丙等材料制作完成，具有高弹性的特点，且必须保证其使用寿命可以达到10年以上。与此同时，如果仓体内部设有SF6这类电气设备，必须为其设计专门的监测装置以及排风系统，对仓体上的电动进风风阀以及强制排风轴流风机进行有效控制，保证其能够在需要的时候实现快速起停，电动风阀及轴流风机的总通风量需保证每2min将仓体内空气换气一次。此外，在仓体的设计中会存在仓体密封性能与通风性能的矛盾，为了解决这一问题，必须对排风系统采用严格的防尘处理，风机的数量必须能够满足排风与除湿操作的实际需求。

4.6 仓体的抗内燃弧性能要求

预制仓的仓体必须采取抗内燃弧措施，并为其设置专用燃弧泄压通道。燃弧通道的最佳位置应处于单元柜的上方，并且需要与所有功能隔室的泄压通道形成连接，以确保在电气设备出现故障时的人身安全。此外，在设置泄压通道时，开关柜顶部不应设置泄压板。

5 结语

总而言之，在我国电力系统的发展过程中，模块化预制仓式变电站已经成为110kV配网中的重要组成部分，这类变电站具有占地面积小、投入成本低、施工周期短以及可靠性高的优势，是推动电力系统进一步发展的关键因素。

参考文献

[1] 周佳，贝新宇.输变电设施电磁辐射环境影响评价方法探讨[J].世界核地质科学，2010，（4）.

[2] 赵璐，王友辉.预制仓式全金属密封变电站在城市中心变电站中的应用[J].东北电力技术，2015，（12）.

[3] 王青.智能变电站设计中存在的问题及改进[J].科技创新与应用，2015，（18）.

[4] 李勤.关于变电站设计中存在的关键问题探究[J].硅谷，2013，（19）.

[5] 李平，林永清，张海岸.110kV县城变电站设计[J].自动化应用，2014，（12）.

作者简介：尹宇春（1981-），男，湖南洞口人，国网湖南省电力公司衡东县供电分公司工程师，研究方向：变电

检修。

（责任编辑：蒋建华）