預制艙是智能變電站應(yīng)用的新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的一個重要體現(xiàn),它是由預制艙體、二次設(shè)備屏柜(或機架)、艙體輔助設(shè)施等組成,在工廠內(nèi)完成制作、組裝、配線、調(diào)試等工作,并作為一個整體運輸至工程現(xiàn)場,就位于安裝基礎(chǔ)上。預制艙及其內(nèi)部的二次設(shè)備實現(xiàn)整套二次設(shè)備由廠家集成,實現(xiàn)工廠化加工,減少現(xiàn)場二次接線,減少設(shè)計、施工、調(diào)試、工作量,簡化檢修維護工作,縮短建設(shè)周期,有效支撐了電網(wǎng)建設(shè)。
預制艙具有標準化、模塊化、預制化的技術(shù)特點。廠家可根據(jù)設(shè)備柜體的實際需要定制特定尺寸,以便適應(yīng)設(shè)備的正常運行。
標準化是指預制艙的尺寸參照標準集裝箱尺寸并經(jīng)過適當改良,盡其完善、標準的符合設(shè)備的采用,及為更有效的利于設(shè)備的正常運行,使其達到相應(yīng)的標準化;
模塊化是指:預制艙按照內(nèi)部設(shè)備功能的不同,分為公用設(shè)備預制艙、間隔設(shè)備預制艙、交直流電源預制艙、蓄電池預制艙等模塊。不同的模塊預制艙內(nèi)根據(jù)電壓等級的不同,又可劃分為若干子模塊;
預制化是指預制艙的艙體結(jié)構(gòu)、內(nèi)部設(shè)備按裝、內(nèi)部設(shè)備間的連線、內(nèi)部設(shè)備間的電纜和光纜均采用工廠化預制的方式加工。并在工廠內(nèi)完成所有設(shè)備的安裝、接線與調(diào)試工作嗎,將預制艙及其內(nèi)部設(shè)備作為一個設(shè)備整體運輸至變電站現(xiàn)場,完成就位和通電從而達到提高現(xiàn)場施工效率,實現(xiàn)了降低智能變電站建設(shè)周期的目標!
預制艙設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀概述
預制艙式組合設(shè)備在國外開展研究應(yīng)用的時間較早,在20世紀80年代中期的美國就已經(jīng)應(yīng)用到整體模塊化的33kV變電站;20世紀90年代在日本出現(xiàn)的整體模塊化的66kV變電站也應(yīng)用了預制式設(shè)備艙。ABB公司推出的集裝箱式電氣小屋在中東國家中已經(jīng)得到較大范圍的應(yīng)用。
在國內(nèi),35kV、10kV箱式變電站已在工程中得到廣泛應(yīng)用,集裝箱式SVG設(shè)備、集裝式直流熔冰設(shè)備、集裝式光伏逆變器等也應(yīng)用廣泛。
2013年國家電網(wǎng)公司開展了新一代智能變電站示范工程建設(shè),提出“標準化設(shè)計、工廠化加工、模塊化建設(shè)、機械化施工”的建設(shè)原則。按此原則,在新一代智能變電站中,幾乎看不到任何建筑,取而代之的是預制艙式組合設(shè)備。
在國家電網(wǎng)公司的新一代智能變電站示范工程中,重慶大石220kV變電站和湖北未來城110kV變電站為AIS變電站,均采用了預制艙式組合設(shè)備。
新一代智能變電站的建設(shè),對于預制艙式組合設(shè)備的應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗,積極引導國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)開展設(shè)備研制和技術(shù)創(chuàng)新。
滄州信合設(shè)計、生產(chǎn)特種集裝箱(功能房、電氣設(shè)備箱、水處理設(shè)備箱等其他設(shè)備箱)、集裝箱活動房(野營房、宿舍、辦公房)、普通陸運集裝箱(標準集裝箱和非標準集裝箱)、展翼箱及彩鋼板房的制造型企業(yè),并銷售集裝箱、簾布箱、展翼箱配件。
一次設(shè)備預制艙預制艙強度
1.預制艙艙體底架由型鋼焊接而成,艙體骨架為焊裝一體式結(jié)構(gòu),主要鋼材材質(zhì)應(yīng)選用碳素結(jié)構(gòu)鋼,屈服強度不小于235MPa,應(yīng)有足夠的機械強度和剛度,在起吊、運輸和安裝時不會產(chǎn)生變形,GB17467《高低壓集成式變電站》防沖擊試驗要求,并耐受以下的負荷和撞擊:
a)頂部負荷:小值為2500N/㎡(樹立負荷或其他負荷);鋼結(jié)構(gòu)的頂部載荷為:0.85KN/㎡。
b)在面板、門和通風口上的外部機械撞擊:外部機械撞擊的撞擊能量為20J,對應(yīng)的防護等級為GB/T20138的IK10。
2.預制艙框架及頂蓋均采用冷軋鋼板,框架鋼板厚度不得小于2.5mm;門和頂蓋鋼板厚度不得小于2mm;底板厚度不得小于3mm;不允許使用彩鋼板、鍍鋅板等金屬材料拼裝式艙體。
3.預制艙設(shè)計應(yīng)符合GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)標準,滿足水平加速度0.3(g),垂直加速度0.15(g)的抗震要求,抗震設(shè)防烈度8度,并提供由第三方機構(gòu)出具的相應(yīng)的計算說明書或報告。
4.預制艙采用斷橋技術(shù)達到保溫效果的同時,應(yīng)滿足艙體足夠的機械強度,內(nèi)外鋼板間通過沖壓槽孔點焊連接,內(nèi)襯型鋼,設(shè)置立支架,立體結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)承載計算設(shè)計足夠的支撐結(jié)構(gòu)并提供相應(yīng)的有限元模型結(jié)構(gòu)強度分析報告。