機(jī)架式預(yù)制艙成套組合二次設(shè)備的應(yīng)用研究

劉學(xué)寶 徐愛華 呂衛(wèi)濤

【摘?要】現(xiàn)階段，我國的電網(wǎng)基建項(xiàng)目中已經(jīng)廣泛采用了標(biāo)準(zhǔn)配送式變電站，作為變電站重要的組成部分，機(jī)架式預(yù)制艙成套組合設(shè)備具備裝配方便、體積小、占地面積小、方便接線等優(yōu)勢，有效提高了施工效率。為了進(jìn)一步發(fā)揮預(yù)制艙成套組合二次設(shè)備的功能，本文探討了設(shè)備的優(yōu)化方案。

【關(guān)鍵詞】變電站;機(jī)架式;預(yù)制艙成套組合設(shè)備;應(yīng)用;設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，電網(wǎng)工程的工藝要求、工程質(zhì)量正面臨資源缺乏、建設(shè)工期短的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的變電站模式早已經(jīng)不適合電網(wǎng)工程的建設(shè)需求，要向提高變電站的施工進(jìn)度和建設(shè)質(zhì)量，必須采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化以及工廠化的生產(chǎn)模式，只在施工現(xiàn)場進(jìn)行簡單組裝即可。面對日益緊張的土地資源、空間資源，電網(wǎng)工程的征地難度越來越大，所以，變電站的建設(shè)還必須考慮如何節(jié)約用地、保護(hù)環(huán)境。在此背景下，具有緊湊、集成特點(diǎn)的機(jī)架式預(yù)制艙成套組合設(shè)備受到了廣泛關(guān)注。

1、機(jī)架式預(yù)制艙成套組合二次設(shè)備介紹

預(yù)制艙艙內(nèi)的屏柜尺寸、屏柜結(jié)構(gòu)隨著試點(diǎn)工程的推進(jìn)發(fā)生了多次改變。在2013年的首批試點(diǎn)工程中，屏柜采用的是單列布置方案，考慮屏柜的容量問題，廠家選擇了寬度為600mm的屏柜，運(yùn)用了前后接線的結(jié)構(gòu)，屏柜內(nèi)的空間能夠基本滿足接線、運(yùn)行、維護(hù)的需求，首批試點(diǎn)工程的預(yù)制艙寬度只有2500mm，所以艙內(nèi)的維護(hù)空間非常狹窄。次年，為了方便維護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙的寬度確定為2800mm，不僅運(yùn)用了“前接線、前顯示”的裝置，而且還采用了平柜雙列靠墻布置方案，增加了艙內(nèi)屏柜的數(shù)量。寬度為600mm的屏柜內(nèi)部空間狹小，所以統(tǒng)一將寬度增加到800mm。

這樣一來，預(yù)制艙內(nèi)可容納的屏柜數(shù)量就會減少，十分不利于工程的開展。如果恢復(fù)到之前600mm的寬度，那么設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)空間又會略顯擁擠。針對這一問題，需要進(jìn)一步優(yōu)化預(yù)制艙內(nèi)的機(jī)柜寬度，然后選擇體積、型號合適的設(shè)備裝置在艙內(nèi)。

機(jī)柜結(jié)構(gòu)的形式會對設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)產(chǎn)生影響，因此要優(yōu)化預(yù)制艙內(nèi)的屏柜結(jié)構(gòu)，為設(shè)備的接線、運(yùn)行、維護(hù)、更換提供方便。機(jī)架式結(jié)構(gòu)正是在此背景下產(chǎn)生的，根據(jù)GB/T19520標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)架是一種按照預(yù)定間距配置的成對的構(gòu)件，垂直排列，既可以安裝在地板、墻壁上，也可以固定在天花板上?，F(xiàn)階段，常用的機(jī)架式方案主要有以下三種：

1.1根據(jù)功能劃分設(shè)備的區(qū)域

這種機(jī)架式方案是根據(jù)艙內(nèi)設(shè)備的不同功能來劃分區(qū)域，并進(jìn)行安裝的。機(jī)架的最上端是空開安裝區(qū)域，機(jī)架的最下端是附件的安裝區(qū)域，中間區(qū)域安裝的是二次設(shè)備，豎向走線槽以及屏柜端子則安裝在右側(cè)區(qū)域。

1.2外露集成式機(jī)架結(jié)構(gòu)的安裝

這種機(jī)架結(jié)構(gòu)最典型的特征是二次設(shè)備的完全外露，機(jī)架單體分為兩部分：左側(cè)用來安裝設(shè)備、右側(cè)用來維護(hù)設(shè)備。機(jī)架內(nèi)、機(jī)架間和艙內(nèi)采用的是開放式的維護(hù)通道，由于設(shè)備外露，機(jī)架的深度尺寸也會縮小，從600mm減到550mm，中間的維護(hù)通道就會適當(dāng)?shù)脑黾訉挾鹊?00mm，操作空間更加寬廣。

1.3裝置防護(hù)封板模塊化機(jī)架結(jié)構(gòu)的安裝

這種機(jī)架結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了機(jī)架安裝基礎(chǔ)與預(yù)制艙的一體化制作，機(jī)架的內(nèi)部功能模塊是單獨(dú)制造的，并采用了模塊化安裝方式。安裝完功能單元之后，把防護(hù)封板設(shè)置在機(jī)架的正面，不僅給操作提供了方便，而且又能避免誤碰誤撞。

2、變電站預(yù)制艙二次組合設(shè)備的優(yōu)化方案

國內(nèi)的220KV、110KV變電站統(tǒng)一采用預(yù)制艙成套組合二次設(shè)備，將傳統(tǒng)的繼電保護(hù)室、主控室取而代之。220KV、110KV的預(yù)制艙內(nèi)全部采用了單間隔保護(hù)、電源系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、多間隔保護(hù)等設(shè)備。艙體根據(jù)電壓的等級進(jìn)行分散設(shè)置，預(yù)制艙內(nèi)統(tǒng)一設(shè)置了光纜集中轉(zhuǎn)接柜，主要的作用是轉(zhuǎn)接和外部配合的光纜，轉(zhuǎn)接柜與各個屏柜之間連接的設(shè)備由廠商在工廠內(nèi)完成，采用定制接插件對接光纜，現(xiàn)場不需要進(jìn)行光纜的熔接。

2.1優(yōu)化裝置的結(jié)構(gòu)

無論是常規(guī)保護(hù)還是測控裝置，全部使用背板接線，前置操作顯示面板，屏柜采用前后開門的方式。為了減少屏柜的占地面積，建議采用“筆記本式”的前接線裝置，將屏柜的后開門取消，在裝置前進(jìn)行操作、維護(hù)。在保持裝置現(xiàn)有的硬件結(jié)構(gòu)的同時，還要將操作顯示面板、面板以及裝置插箱全部保留下來，通過鉸鏈將顯示面板的一側(cè)與插箱面板連接起來。正常工作的過程中，顯示屏?xí)巡逑鋬?nèi)部的接線器、板卡、端子接線給遮擋起來。操作顯示屏的時候，只需要將屏柜門打開便可。如果要對連接器、板卡、端子接線等裝置進(jìn)行檢修，只需要將屏柜門后打開，然后把面板朝上旋轉(zhuǎn)便可。

2.2優(yōu)化屏柜結(jié)構(gòu)

①端子排數(shù)量減少：二次設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的信息傳輸，能夠極大的減少保護(hù)測控柜端子排的數(shù)量，只需要保留下交換機(jī)等裝置的故障接線端子和對時端子便可。

②壓板的數(shù)量減少：智能變電站通過軟報文的形式傳送信息，取消了傳統(tǒng)出口壓板和功能壓板。

③功能元器件的數(shù)量減少：網(wǎng)絡(luò)化的信息傳輸省掉了許多功能插件，讓機(jī)箱的布置更為緊湊，節(jié)約了大量空間，實(shí)現(xiàn)了小體積裝置。傳統(tǒng)的硬壓板被軟壓板代替之后，都會讓變電站二次設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加簡潔。二次設(shè)備屏柜上的把手、模擬面板、按鈕也被一并取消，更方便設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)。

2.3優(yōu)化艙內(nèi)的二次設(shè)備

優(yōu)化后，設(shè)備采用的是前接線裝置，屏柜采用的是前開門結(jié)構(gòu)，屏柜的正面朝向艙內(nèi)，背面朝向艙體，沒有設(shè)置后門。屏柜采用雙列布置的形式，節(jié)約了屏后的空間，提高了艙內(nèi)空間的利用率，根據(jù)屏柜的具體特點(diǎn)來確定預(yù)制艙的艙體尺寸：I型尺寸（長×寬×高）：6200m×2500mm×3133mm。II型（長×寬×高）：9200mm×2500mm×3133mm。III型（長×寬×高）：12200mm×2500mm×3133mm。

結(jié)束語

本文對機(jī)架式預(yù)制艙成套組合二次設(shè)備的裝置與優(yōu)化進(jìn)行了綜述，希望能為相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

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（作者單位：1.2.青島特銳德電氣股份有限公司;3.青島眾瑞智能儀器有限公司）