预装式集成变电站解决方案

发表时间: 2019-06-21 14:12:19

作者: 预装式集成变电站

来源: 福州英诺科技

  大部分矿山企业都远离城市处于山区,很难享受到附近有工业园区集中供电的便利,一般多为企业自筹资金建设供电系统。随着近年来供电技术的进步,预装式集成变电站取得了巨大突破,技术成熟,将其应用到矿山企业中有较为突出的优势。



预装式集成变电站的优势


技术先进,安全可靠


预装式集成变电站以数字化、信息分享规范化、通信平台网络化作为基础性需求,主动完成信息收集、检测、维护、调控以及计量等相关功能,并且有利于电网及时智能调控、自动调整,运用可靠、先进、环保以及集成的智能设施,以信息数据在线分析、决策等其他较高层级的功能,采用相对稳定的面保式框架结构,将各类功能元件、装置集中安装于房屋内,具备防晒、防雨、防辐射以及防噪声等优势。主体结构经过建筑行业的专业设计分析,保障结构安全。围护结构采用新型建筑材料,轻质高强,防火防水,抗渗抗冻融,耐候性好,为站内设备的良好运行提供屏障保护。

变电站室内加装智能空调与除湿设施等,电气设备在日常工作环节不会受到外部污染以及自然环境等影响,能够确保变电站维持在-40~+70 ℃的温度区间内工作,提高其经济性能。变电站建筑物内部可以运用干式配电变压器、单元真空开关柜、真空断路器、干式电压互感器等比较先进的设备装置,产品根据全绝缘架构、无裸露带电部分等相关需求,整个变电站能够达到无油化智能工作,二次设备的自动化程度相对较高,在较大程度上降低了变电站日常维护的负担,可以满足无人值守等基础性功能。


集成自动化水平较高

变电站坚持智能化、集成化、一体化的建设准则。继电保护系统使用微机保护装置,零散分布安装,能够达到全站无人看守的“四遥”目标,即遥信、遥调、遥测以及遥控。全站内部所有的控制系统都具备单独运作的能力,能够通过微机保护系统实现对于工作数据的远程调控,对于建筑物的温度、湿度等相关参数实施调控,实现无人看守的功能诉求。


综合投资经济效益高


根据以往若干项目实践经验,与同等规模的其他形式的变电站比较,从经济性能角度来看,预装式集成变电站能够降低40%~50%的整体经济投资;从技术性能角度来看,其具备极强的可靠性、安全性。建设此种形式的变电站占据的土地面积比较少,在我国可用耕地日益削减的大环境下,预装式集成变电站占地少的优势使其有着极为广阔的发展空间,将低压设备、高压变压器等设施一体化、集中化安装,满足我国制定的节约土地的政策需求。


通过安装微压空调设备,同时保证门、窗及设备进出线孔的密封性能,使建筑内部压力始终保持略微高于外界压力,致使室外的环境危害物质不易进入建筑内,如粉尘、潮湿的空气,确保建筑内设备处于一个良好的工作环境之中,环境温度范围广,在-35~+70 ℃都能正常工作,环境湿度范围小于90%。同时,微正压工业恒压空调机组恒定建筑内温度在设定范围(25 ℃左右)内,对建筑内空气进行除湿,确保了建筑内温度和湿度处于电气设备安全运行的环境之中。


预装式集成变电站的结构


预装式集成变电站采用独立基础结构,并用C30混凝土浇筑。底层悬空高度设计可高出地面200 cm,便于通风散热、防潮防腐,利于设备防汛抗洪。需减少附属柱,扩大内部空间,形成绿色轻质、隔热隔音、耐火的信息内墙隔板。内板重量应低于750 kg/m3。耐火极限大于4 h,使用A级不燃材料。

门窗设计满足设计图集《防火门窗表》要求。

防火门采用钢制防火门,内部需要填充对于人体没有任何毒害作用的隔热、防火原料,同时经过政府检测部门检测,满足GB 8624—2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》规定的燃烧性能A1级要求和产烟毒性危险分级乙A2级要求。门扇面板、防火门框需要采用性能不弱于冷轧薄钢板的原料。

防火窗应采用复合防火玻璃,采用两层普通中空夹胶玻璃复合而成。

屋盖围护系统

屋面坡度不应小于5%,并应装设防雨檐,屋面防水等级为二级。

屋面板采用新型复合保温板,板厚120 mm。面层找平找坡后再增加一层柔性防水层,屋面板内层做喷涂处理,形成内装饰面。板厚可以根据不同项目的具体要求进行定制。可以按照项目需求进行整板工厂生产,现场装配安装,具有优良的保温、隔热、防火性能,且自重轻、强度高、收缩率低及防水性能优异。屋面板的干密度低于1 100 kg/m3,含水率低于15%,吸水率低于20%,干燥收缩值低于0.5 mm/m,抗冻性满足国家标准GB/T 4111—2013《混凝土砌块和砖试验方法》规定,质量损失小于5%,强度损失小于25%。复核墙体热阻满足GB/T 13475—2008《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》要求,满足温度变化产生的热胀冷缩要求,板材包括所有节点部件全工厂化预制。

楼面板采用120 mm钢筋桁架楼承板浇筑混凝土板。选用0.5 mm厚镀锌钢板,上面做120 mm厚C30混凝土,地表做找平处理,涂环氧树脂地坪漆。

室内装修控制室要求进行装修,地面装设陶瓷防静电地板,吊顶处理;其他室各开关柜、保护屏前后应铺设绝缘地板。

防护等级变电站外护板有着较强的密闭性,通风口与门窗需采取防尘、防漏、防渗的防护措施。变电站的内隔板采用100 mm复合压型钢板。

VI标识变电站外观和色彩美观,与周围环境相协调,且带有企业VI标识,企业VI标识安装在设备外立面正面的醒目位置,并符合当地政府的要求。

抗震变电站整体高出室外地面0.6 m,结构设计使用年限为50年,耐火等级均为二级,8度抗震设防烈度。

 防火整站防火等级满足GB 50229—2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》要求;主体框架H型钢涂覆薄型防火涂料,其中钢柱防火时间应满足2.5 h,主梁防火时间应满足2 h。

110 kV GIS室内需要加装能够智能开关、闭合的照明装置。全部的门需要向外开,开门角度需超过90°,同时需安装定位设备。门需采取密封手段,并且安装把手以及具备防堵、防雨、防锈功能的暗锁,绞链需使用内绞链。

暖通整站采用底层悬空布置,保证底部气流通畅,站内应设有数量充足的自然通风口以及相应的隔热装置,以确保在正常空气温度环境下工作的时候,全部电器设施的温度不会大于其临界值。除自然通风口外,110 kV GIS及35 kV配电装置室设置壁式轴流风机,各房间最小换气次数应满足:保护控制室6次/h,蓄电池间6次/h,配电室10次/h,GIS室平时通风4次/h、事故排风6次/h。为满足二次设备正常运行,二次设备室设置分体柜式冷暖空调。

防腐防凝露整站采用底层悬空布置,保证底部气流通畅,保持底部干燥;结构基座以及全部外露的金属元件都需要实施相应的防锈处理,同时涂上防护层。结构需具备优良的密封性能,通风口与门窗需采取防尘、防漏、防渗的防护措施。隔板与内壁可以使用非金属或金属原料,其色彩需和内部电器设施的颜色相互协调,金属元件同样需要实施防锈处理。

电气柜采用半导体冷凝除湿方式的智能型除湿设备,空气当中包含的水汽通过该设备以后便会冷凝成水,接着再经过导水管排出柜体,110 kV集成变电站应做好排水通道。

 高压配电装置的安装电器安装的构架与板,需满足相关的刚度与强度要求,需在方便开关操纵、导线连接、部件维护的位置处安装。

仅以空气当作绝缘介质的时候,所有相导体对地的净距离需要满足DL-404-2007《交流金属封闭开关设备和控制设备》的具体规定。选用的闭锁设备需达到SD 318-89《高压开关柜闭锁装置技术条件》的技术需求。连接线与高压母线需要有对应的标记。其结合位置处应该运用支持绝缘子进行固定,普通部位利用导线夹进行固定,三相导线需要单独进行固定。避雷针需要选择尽可能贴近所需维护设备的位置处安装,同时需方便实验工作,接地需满足相关标准的规定。

接地

接地需要安装专门的接地导体,此接地导体中需加装和接地网相互连接的固定端子,其数目不得低于2个,同时设有较为显眼的接地标志。接地端子应选择直径≥12 mm的铜质螺栓。要求在每个配电室装设4个接地桩,室外也应装设4个以上接地桩。集成式变电站配电装置间接地体应运用铜排,其电流的密度不得超过200 A/mm2,截面不得低于300 mm2,同时确保经过最高短路电流的时候不会出现过热现象,或不会对附近物体的安全造成影响。

专用接地体所承担的动热稳定电流需要和高压配电装置所采取的接地形式相适配。变电站的金属结构,所有配电设备的金属支架都需有满足技术需求的接地端子,同时和专用接地导体能够较好地连接。变电站全部配电室的接地导体需保持互相连接,不然需要采取专用端子将其连接。全部设备的非带电金属裸露位置都需要确保接地良好。

变电站接地方式为室内敷设专用接地扁铁,辅以水平接地体和垂直接地极组成的人工接地体。室外水平接地材料采用60 dm×8 dm的热镀锌扁钢,垂直接地极选用离子接地棒;室内接地材料采用60 dm×8 dm的热镀锌扁钢。其中,室外主地网自-0.8 m深度引入室内,与室内环形接地网可靠连接。

各种电气设备接地部位应与主接地网相互连接。

接地电阻需要达到DL/T 621—1997《交流电气装置的接地》有关需求:R≤2 000/I,若接地电阻不能满足要求,则需要采取降阻措施。水平接地网接地电阻应小于0.5 Ω以下;避雷针接地装置将按规范与站内水平接地网连接。

全站所有电气设备均通过两根接地引线引至地网不同点。电抗器的支承绝缘子接地,应采用开口环形。

二次设备室内设等电位铜电网,接地铜绞线截面120 mm2,并用至少4根以上截面50 mm2的软铜绞线与主接地网可靠连接,连接点与避雷针和避雷带引下线之间的地中接地体长度不小于15 m。保护屏柜本体接地铜排(截面不小于100 mm2)

用截面100 mm2的铜编织带与室内接地专用铜绞线相连。本站采用二次电缆屏蔽层双端接地。为了限制较大的接地故障电流流过二次电缆的屏蔽层而烧毁屏蔽层,沿二次电缆沟道(电缆支架上)与二次电缆平行敷设铜绞线,并在开关场的就地端子箱处与主接地网紧密连接。二次电缆屏蔽层两端与铜绞线应可靠连接。

照明站内应该安装正常照明、检修电源以及应急照明等,检修电源从交流屏处获得,正常、应急照明的电源从直流屏处获得,所有的照明开关需要安装在门口便于调控的位置处,灯具应使用交直流、无需后期维护的灯具。正常、应急照明的照度分别需要达到300 lx、80 lx。

钢结构材料强度要求预装式集成变电站的钢结构材料强度要求如表1所示。

电缆敷设站内高压电缆应通过缆沟铺设至各设备,电缆沟宜设置在设备下方变电站底层悬空处,需考虑缆沟的防雨、防潮和排水,低压电缆和控制电缆应通过钢制电缆槽盒敷设至各设备。


智能集成变电站的优点

(1)常规户外AIS方案优点:工程造价低,工程占地少;变电站建设方案成熟,难度低。

(2)常规户外AIS方案不足:

1)生产区域设备基础土建工作量大,建筑基础工作量小,现场有大量复杂(湿作业和焊接)作业,需严格按照土建、电气施工工序。施工周期为8~10个月。

2)常规变电站方案中各设备零散布置于产区内,设备均为分散采购,检修更换等均需联系不同的厂家售后服务。

3)110 kV配电装置布置于户外,电器设备外露,安全性差;在当地气象条件下(平均气温3.1 ℃,极端最低-35.5 ℃,极端最高41.5 ℃),户外检修维护条件差,运行、维护成本高。

4)远期工程占地大,控制电缆用量大,防火材料等用量大。

(3)预装式集成变电站优点:

1)集成变电站钢结构、外墙板以及楼板均采用预制装配式,现场土建湿作业少,集成变电站为现场拼装,实现“标准化设计、工厂化加工、装配式建设、机械化施工”。施工周期短,4~6个月。

2)土建、电气专业交叉施工可进一步降低施工周期,减少施工作业面。

3)集成变电站大部分设备集中布置于一座变电站内,电缆、防火材料等装置性材料用量最省,同时可以装修装饰,整体大方美观,具有较强的示范性作用,为绿色环保项目。4)整体占地最省,同时各种设备间带电距离、检修通道尺寸设置等均满足国家和电网规程规范。主要设备均布置于室内恒温恒湿的条件下,设备运行条件好,运行人员运维条件最优。

5)站内设备可统一采购,检修维护等仅需联系一个厂家售后服务,运维成本低。


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