35kV预装式变电站在农村电网升级改造工程中的应用

农村电网35kV预装式变电站

在升级改造项目中的应用

徐超

北京国电德安电力工程有限公司

摘要：35 kV预装式变电站作为变电站建设的新模式正在迅速发展，特别是在农村电网升级改造工程中。 以四川省泸州市合江县凤鸣35kV预装式变电站为例，介绍了预装式变电站的工程特点和技术方案，分析了存在的问题，总结了设计和施工的一些经验。

根据《国务院办公厅转发国家发展改革委关于实施“十三五”新一轮农村电网改造升级工程的意见》的文件要求（国办发〔2016〕9号），作为加强农村基础设施建设、加快城乡基本公共服务均等化进程、实施新一轮农村电网改造升级工程的重要举措。

在农村电网布局中，35kV变电站发挥着至关重要的作用。 新一轮农网改造升级工程建设中，将改造或新建大量35kV变电站。 为加快变电站建设，进一步推进变电站建设标准化，国家电网公司提出了“标准预装式变电站”的建设理念。 目的是通过该模式的实践和探索，实现“标准化设计、工厂化加工、预制化施工”快速高效建设变电站的目标。 该模型和理念应用到农村电网35kV变电站的建设中，将大大提高变电站的建设速度，缩短建设周期，减少占地，降低建设成本，实现与周围环境的协调，提高运行性可靠性，减少设备维护工作量，实现国家电网公司变电站“两型一一体化”（环境友好型、资源节约型、工业化）建设目标。

本文以四川省泸州市合江县凤鸣35kV预装式变电站为例，介绍了预装式变电站的工程特点，并从预装式开关室、电气二次设计、总体布置、和土木工程设计。 进行技术分析，分析存在的主要问题，总结经验和不足，以形成更好的标准化预装式变电站工程技术方案，积极推广其在农村电网升级改造项目中的应用。

1 预装式变电站的特点

预装式变电站在电气设备布置、土建设计和施工模式等方面均不同于传统变电站。 变电站建设经历标准化设计、工厂预制生产、现场组装安装三个阶段。 其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化建设，使变电站建设走上了资源消耗低、环境污染少、建设周期短、精细化建设的道路。

1.1 土木建筑特点

充分体现“装配式”的特点，采用装配式钢结构的建造模式。 变电站内各电压等级的开关室箱体、结构支架、设备支架等均采用模块化装配式钢结构。 所有钢结构构件均在工厂预制，进行工业化、规模化生产，技术统一，规格标准化。所有钢结构构件生产完毕后，直接运输至施工现场进行吊装、拼装，完成集约化。

建造。 与传统变电站的钢混凝土结构土建工程相比，预装式变电站具有工期短、现场作业量少、环保便捷等特点，使变电站建设走向高科技、精细化建设。

1.2 电气特性

借鉴传统变电站电气布局并加以改进，分为35kV预装式开关室（含二次设备）、10kV预装式开关室（含无功补偿设备）、主配电室三个模块。变压器单元。 35kV和10kV开关柜均采用户内金属铠装移开式开关柜，电气元件在工厂生产阶段就已封装组装。 预装式变电站的二次设备除了集成一次设备外，也采用模块化设计和组装。 二次设备按功能划分为模块。 模块之间的控制电缆采用标准化预制电缆，连接器直接在厂家封装，可现场即插即用，从而减少了施工现场屏体组装和接线的工作量，提高了电气安装效率。

2 预制技术方案分析

凤鸣35kV预装式变电站的设计和施工严格遵循《国家电网公司输变电工程典型设计-35》中规定的“安全性、适用性、通用性、经济性”协调统一的原则千伏变电站卷》（2006年版）D-3计划，从设备组装和集成的角度考虑技术方案。

2.1 预制开关室

35kV开关室采用预制结构。 盒子长11.8 m，宽6.6 m。 考虑道路运输高度限制，高度为3.5m。 箱内布置有35kV高压开关柜及二次设备。 设备面对面布置成双排。 操作通道间距按照国家标准《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB 50060-2008）的相关规定确定为。 为了减小箱体尺寸，箱体屏后封板设计为可拆卸封板，方便屏后面的维护和修理。 35kV预制开关室比常规设计开关室小40平方米。

10kV开关室也采用预制结构。 盒子长10.8 m，宽6.0 m。 考虑道路运输高度限制，高度为3.5m。 箱内布置10kV高压开关柜和10kV并联电容补偿装置。 设备布置成面对面的两排。 操作通道间距按照国家标准《3～110kV高压配电设备设计规范（》-2008）的相关规定要求确定为。柜体后封板设计为可拆卸封板，方便屏后维护和检修，10kV预制开关室面积比常规设计的户内开关减少38平方米房间。

开关室采用标准化设计、工厂化生产。 通过公路运输到施工现场，然后在施工现场组装组装。 电气安装工期较传统变电站缩短近15天。

2.2 总体电气布置

根据站址地形、地貌、出线方向和设备选型，变电站总体电气布置如下： 主变压器采用户外布置，布置在变电站南侧。 35 kV预装式开关室位于变电站西侧，10 kV预装式开关室位于变电站东侧。 35kV进线及主变高低压侧均采用电缆进出线。 预装式变电站比传统变电站节省了近300平方米的占地面积。

2.3 电气二次设计

二次设备包括主变保护测控柜、电表柜、公用测控柜、远动通讯柜、光设备屏、交直流综合供电装置、主监控屏、图像监控柜等，布置在35kV开关室。 设备功能分为监控模块、通讯模块、电源模块和全站监控系统模块。 各模块之间的通讯电缆未在工厂预制和包装。 现场需要大量布线，无法实现即插即用。 这是这个设计方案的问题。 非常遗憾。

2.4 土建工程设计

35kV、10kV预装式开关室基础采用现浇钢筋混凝土箱式结构。 本层结构净空2m，地上0.6m，地下1.4m。 它用作电缆夹层，以方便电缆进出。 这种基础施工仅需15天左右，与传统房屋开关室模式相比，大大缩短了工期。

3 问题及解决方案

3.1预制开关室箱体尺寸过大，存在运输、扩建等问题。

本方案预装式开关室箱体尺寸根据国家标准《3-110kV高压配电设备设计规范》（GB 50060）的相关规定确定。 箱体操作通道和维修通道沿

采用房式变电站设计标准导致箱体体积过大，增加了生产成本，且不方便运输和现场安装施工。 农村电网升级改造项目大多位于交通不便或场地有限的地方。 箱体设计时，如果忽视运输条件，将无法正常运输到施工现场。 运输工程过程中可能需要进行道路施工、砍伐树木等，影响施工工期，造成不必要的经济损失。 因此，在设计箱体时必须明确运输条件。 当常规的产品设计模型不能满足要求时，必须采用装配式等非标准模型。

在许多农村电网升级改造项目中，各地供电公司（局）往往先在箱内安装当前相设备，并根据近期负荷和长期负荷预留二相设备位置，考虑到投资金额。 一些厂家为了节约成本或其他原因，在设计时没有考虑二期扩建工程的便利性，导致二期建设难度大，设备安装调试不方便。

在实际工程设计中，不能简单套用传统变电站房开关室的设计标准。 必须结合工程实际，以预装式变电站国家标准《高低压预装式变电站》（GB 17647）和《高低压预装式变电站》的相关规定为依据。 《变电站型式选择》（DL/T 537），可采用固定间隔箱体，即按进出线单元将元件嵌入箱体间隔框架内。 这种结构简单，便于现代工业化。 流水线生产，同时采取上述一些优化设计措施，满足运输、扩建等要求，真正体现了预装式变电站标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工等特点。

3.2二次设备在生产阶段尚未完成部件集成、接口封装等，增加了施工现场的安装调试工作量。

本方案的二次设计仍然遵循传统变电站的设计思路。 二次设备布置在35kV开关室内。 设备分散，零部件较多。 设备进入现场后，需要进行大量的协调指挥工作。 设备之间的控制电缆需要现场制作。 机头一一排列，全部安装完成后才能进行调试，大大增加了施工现场的安装调试工作量。 预装式变电站可考虑设置独立的二次设备室。 设备采用模块化设计和组装。 模块之间的控制电缆采用标准化预制电缆。 制作阶段完成了组件集成、接口封装以及一些简单的调试工作。 设备进入现场后只需组合安装即可实现即插即用，从而减少了施工现场屏体组装和接线的工作量，提高了电气安装效率，真正体现了“组装”预装式变电站电气安装应用方式。 建议在设备招标中，二次设备采取打包集中招标模式，由一家供应商提供全部二次设备，实现统筹一体化。

3.3 装配式开关室箱体的防水、保温、防腐等问题

预装式变电站箱体的防雨一直是困扰箱变厂家的一大难题，尤其是南方多雨地区。 目前箱变厂家大多采用顶部对接和侧柱对接，并涂抹防水密封胶，防止箱体漏水或渗水。 这种方式很难保证防水密封胶的质量，防水密封胶的使用寿命一般在3年左右。 变电站运行一段时间后，难免会出现漏雨或渗水的情况。 为了从根本上解决这个问题，我们需要在箱体顶部和对接立柱结构上下功夫，比如“回程边”和对接盖板的搭接、结构件连接处的防锈等。 另外，箱体顶部与盖板连接处以及箱体与立柱等连接处均采用专用密封条（使用寿命30年以上），进行包边、压边，然后锁定。 通过箱体结构设计和密封材料的改进，箱体可以更好地防雨。

目前，市场上箱壳的主流材质是钢板。 对于寒冷地区，采用双层钢板，内有保温材料。 钢板对喷漆工艺要求较高，箱体在道路运输和现场安装过程中难免会受到碰撞，导致油漆剥落、腐蚀等问题。 即使现场重新喷漆，由于箱体尺寸较大，也无法整体喷漆，导致箱体整体外观变差。 目前，国内一些箱变厂家已开始采用镀铝锌板箱体和CCA防腐木板条。 另外，通过引进国外技术，一些厂家已经开始在箱体外壳材料中采用玻璃纤维增​​强水泥材料外壳，这种材料对太阳辐射的抵抗力强，不易结露，散热效果好。 通过这些材料和工艺的应用，可以更好地解决保温、防腐等问题。

总之，要从根本上解决35kV预装式变电站箱体的防水、保温、防腐问题，设计过程中应积极稳妥地采用新材料、新技术、新工艺。 在箱体招标技术规范文件中，对箱体材料的选择、技术的应用、工艺的确定等提出了详细的技术要求。

4。结论

通过四川省泸州市合江县凤鸣35kV预装式变电站的设计和施工实践表明，预装式变电站建设过程中，全方位、全过程节约了资源，占地面积空间显着缩小，对资源、能源的影响减少。 35kV、10kV开关室采用标准化设计、工厂化生产、现场组装施工，大大缩短了建设周期，产生了明显的社会效益和经济效益，从而减少了项目投资。 “十三五”期间农村电网升级改造工程中，35kV变电站建设将具有任务重、要求高、工期紧、征地难等特点。 预装式变电站特别适合资金不足、场地位置有限等问题。 那个地方。

目前，35kV预装式变电站还存在一些不足。 要进一步优化设计，考虑总体设计方案，进一步优化开关室箱体尺寸，做好箱体的防雨、保温、防腐工作。 对二次设备进行集中招标，统筹规划整合，优化项目管理组织，使35kV预装式变电站在农网升级改造工程中发挥更大作用。

参考

[1]国务院办公厅． 国务院办公厅转发国家发展改革委关于“十三五”期间实施新一轮农网改造升级工程意见的通知。 国办发〔2016〕9号，2016年。

[2] 刘振亚. 国家电网公司输变电工程典型设计——35kV变电站体积，2006年。

[3] GB 50059-2011。 35 kV～110 kV变电站设计规范[S]．

[4] GB 50060-2008。 3 至 110 kV 高压配电装置的设计规范 [S]。

[5] GB 50229-2006。 火电厂及变电站消防设计规范[S].

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[8]肖云祥，杨志刚。 箱式变电站——浅谈铝锌板箱体及外观CCA木板条的作用[J]. 中国电力，2010(8)：72-74。