预装式集成变电站系统解决方案.pdf

预装式集成变电站系统解决方案许继集团预装式集成变电站系统解决方案0102概 述产品优势传统的变电站建设模式现场施工周期长、安装工艺标准不统一、占地面积大、运维成本高等弊端已无法适应电网快速建设的需求，建设模式亟需创新许继预装式集成变电站整体解决方案基于预制思想，以“省时、省地、省心、省钱”为目标，按“标准化设计、工厂化预制、集成式建设”理念，采用装配式建筑物、预制舱一/ 二次组合设备、预制电缆/ 光缆、系统高级应用功能等关键技术，统一变电站建设工艺、缩短变电站建设周期、降低建设成本、提高变电站建设效率，为用户提供变电站的设计、设备、施工一揽子解决方案方案可广泛应用于电网35 ～ 750kV 变电站，光伏/ 风电35kV ～ 110kV 升压站，轨道交通220kV 牵引变电站，工矿领域的建设◎专业全面，涵盖电气一次、二次、舱体结构研究制造◎专业服务于电力领域的机械结构研究制造中心◎完成了国内首座预装式智能变电站建设；IP防护等级试验冲击振动试验机械特性测试盐雾试验拉力试验电磁兼容实验室松下焊接机器人日本AMADA数控折弯机芬兰FINN-POWER钣金柔性加工线德国TRUMPF激光切割机热仿真实验◎统一的建设模式：采用预制技术，统一建设模式，规范设计标准和设备接口，现场安装简单易行，提高建设效率。

◎更短的建设周期：工厂工作最大化、现场工作最小化， 设备进场后110kV变电站2～3个月建成，220kV变电站4～5个月建成 ◎更小的建设用地：节约土地，布局灵活，不受建站地形限制，较常规变电站建设占地节省30%以上 ◎更可靠安全的产品：舱体采用玻璃纤维增强混凝土、玻璃钢等非金属材料，杜绝金属腐蚀，寿命周期内舱体免维护，使用寿命60年；具备极寒、极热、风沙等极端环境下的设备防护方案，保证设备安全运行 ◎更低的建设成本：占地小、土建省、建设快，一二次设备状态监测降低产品维护成本，全寿命周期内节省建设投资10%◎智能化的运维技术：远程监控技术、一二次设备状态监测系统、设备远程维护系统等高级应用功能保障变电站的安全运行，实现变电站无人值守、状态检修参与国网《预制舱式二次组合设备技术规范》、《智能变电站预制光缆技术规范》等7 项预装式变电站相关标准编制工作目标省时省地省心省钱理念标准化设计工厂化预制集成式建设专利名称专利编号预制舱舱顶拼接结构及使用该结构的并舱式预制舱201310592013.8一种预制舱及其温控系统和温控方法201410477559.3预制吊顶及使用该预制吊顶的二次设备预制舱201410602092.0机柜及侧藏式柜门组件及柜门安装装置201310434255.4预制夹层模块及使用该模块的夹层制作方法和预制舱201510376395.X光纤转接箱箱体、光纤转接箱及预制舱前接线屏柜201510384695.2储能仓风道系统及使用该风道系统的储能舱201510343280.0预制舱透水防水结构201510370839.9活顶盖预制舱、活顶盖预制舱的顶盖和防水连接件201510384728.3进出线封堵系统及使用该系统的预制舱201510360859.8技术成果◎首次采用了预制舱拼舱技术；◎首次在工程中应用了二次设备即插即用技术； ◎首次实现了单舱双列、装置“前接线、前显示”布置模式；◎首次将预制舱应用于高寒、高海拔地区；◎首次实现舱内二次设备一体化机架式布置模式；◎首次实现了基于一体化业务平台的分布式状态估计的创新型高级应用；◎首次实现了基于保护逻辑状态自导出技术(中间状态)的保护逻辑可视化展示与分析的创新型高级应用。

发明专利成果标准成果预装式集成变电站系统解决方案0304舱内温湿度控制系统全封闭风道系统：舱内设立风道温控系统，针对不同散热特性的设备进行送风量的量化控制，实现温控系统的高效利用和经济运行；在－45℃～55℃的温度环境内实现舱内18～25℃的温控效果微正压除尘技术：通过舱体内部保持微正压，有效防止外部灰尘颗粒进入舱内，提高舱体防风沙能力，提高舱体内部设备运行环境清洁度, 满足风沙、灰尘等恶劣环境使用需求关键技术及设备舱体采用非金属复合材料玻璃钢非金属复合材料具有强度高、抗老化、耐盐雾、重量轻等特点，采用玻璃钢非金属复合材料作为舱体材料，可从根本上解决舱体锈蚀问题，满足60年使用寿命要求玻璃钢材料外观美观大方、可现场修补、性价比高，可满足严寒、盐雾、化工等恶劣环境地区使用要求 220kV二次设备预制舱风道及隔断结构示意图舱内微正压示意图开放式维护通道和集束总线布设技术机架间维护走廊宽1500mm，增大舱内人员活动空间；机架底部设立开放式维护通道，实现同列机架间线缆的分类开放式布设和可视化巡检，方便线缆维护通过终远期装置光电线缆的预配线技术，实现终远期设备的就地化单装置插接配线或模块化更换，缩短改扩建施工周期，降低工作难度。

舱内设备一体化机架布置模式针对传统盘柜在预制舱内安装所面临的盘柜入舱困难、舱内空间利用率低、维护通道狭小、终远期改扩建操作困难等问题，提出基于一体化设计模块化装配的舱内机架解决方案一体式机架结构机架结构与舱一体化设计，取消传统屏柜，通过搭建设备安装平台，整合多间隔设备，提高空间利用率舱体尺寸（单位：米）长×宽×高传统盘柜布置数量机架布置数量利用率提升6.2×2.8×3.13 12面14面提升17%9.2×2.8×3.13 19面22面提升16%12.2×2.8×3.13 25面28面提升12%舱内一体化机架结构舱内一体化设计示意图舱内布缆系统示意图2800150026703133预制舱无人化运维技术智能辅助控制系统实现全站设备的辅助监视，各子系统间智能联动，实现智能运维，实现舱内设备的远方监视控制，实现温控排风、消防、自动灭火、视频监控、门禁系统等子系统的智能控制，实现设备的无人化运行和远方监视，提升变电站的自动化水平舱内环境远程监视舱内视频监控系统柜式七氟丙烷灭火装置预装式集成变电站系统解决方案0506一二次设备监测技术设备检测技术，实时监测一次设备运行状态，实时自检评估，提高运行可靠性，改变传统定期巡检模式。

通过二次设备检测技术，实现舱内二次设备运行状况的事实上送，实现设备的按需检修，降低运维成本，提高检修效率；一次设备状态监测人工智能运维技术，提高运维自动化水平程序化顺序控制结合视频联动技术，实现监控系统、远方调度一键式操作，提高操作效率；系统智能诊断和分析技术对站内运行、告警、故障数据进行自动、实时 的综合分析，提供事故分析结果和处理建议，提高运维自动化水平A一次设备运行参量数据保护装置程序化控制服务器综合判断，发出决策命令智能单元机构异常信号开关位置信号刀闸位置信号设备状态信息设备状态信息保护动作信息装置告警信息设备本体信号GOOSE 链路状态信息回路故障信号BC程序化操作图解典型设计方案方案一：基于预制舱组合设备的集成变电站建设模式采用基于预制舱的模块化设计原则，分为二次设备预制舱、10kV配电装置预制舱，门卫及安全工具舱等，主变及高压开关等一次设备与二次设备模块间采用预制电缆、预制光缆连接方案变电站采用紧凑布局设计，采用预制舱式组合设备，工厂预制、高度集成、减少占地通过实现设计、采购、施工、安装、调试、运行等环节有效衔接，提高变电站建设全过程精益化管理和建设效率方案特点◎预制舱采用玻璃钢非金属复合材料，重量轻（较传统钣金结构轻15%)，易维护。

◎节省占地（较常规土建方案减少占地30%），缩短建设周期，提高建设效率◎适用于新能源发电、轨道交通、电网建设及工矿建设领域10kV 配电装置舱二期 10kV 配电装置舱110kV 构支架安全工器具舱二次设备舱电缆沟围墙生态护坡预装式集成变电站系统解决方案0708方案二：基于装配式建筑物的集成变电站建设模式变电站整体框架采用全封闭钢框架结构，全站设备均安装在一个框架式钢结构内采用户内GIS+智能（常规）变电站保护监控系统+装配式建筑物全户内模式进行集成高压配电系统、母线、无功补偿系统、变电站保护自动化系统、电能计量系统、智能辅控系统等全站设备，按照安全性、可靠性、易维护、一体化的设计原则安装在一个全封闭框架式钢结构装配式建筑物内方案特点◎整站设备集成安装，节省占地面积30%； ◎采用装配式建筑物，建筑材料工厂化预制，实现现场无水化做业，缩短建设工期20%；◎采用全封闭钢框架结构，可回收率高达95%以上；◎适用于全领域变电站，尤其是土地资源稀缺的京津冀等发达地区国内第一个实现二次设备舱单舱双列布置模式智能变电站，站内无建筑物，实现了预制舱式一二次组合设备供货和变电站的快速模块化建设全站共配置7个预制舱，与一次设备就近安装，其中二次设备舱3个：220kV预制舱1个，110kV及主变预制舱1个，公用预制舱1个；蓄电池预制舱1个，10kV预制舱2个（双舱拼接），门卫预制舱1个。

占地对比图费用数据对比图施工周期数据对比图典型工程应用案例重庆大石 220kV 变电站重庆大石220kV变电站鸟瞰图青海南朔 330kV 智能变电站青海南朔330kV智能变电站鸟瞰图二次设备舱占地面积(亩)建筑面积(平方米)二次屏柜(面)32.078411163008218.4242.6%64.3%29.3%■ 常规智能站■ 大石站100 100 100818592.819%15%7.2%土建及征地费(%) 二次设备数量(%) 总体费用(%) ■ 常规智能站■ 大石站100 100 10060605040%50%40%■ 常规智能站■ 大石站调试周期(%) 二次接线工期(%) 施工周期(%) 预装式集成变电站系统解决方案0910◎第一个没有建筑物的330kV变电站：变电站采用35kV预制舱式配电装置、预制舱式二次组合设备及预制舱式辅助用房；◎第一个采用前接线、前显示二次设备的330kV变电站：站内所有保护舱内二次屏柜全部靠墙布置，柜后不开门，柜内装置的检修全部在柜前完成；◎第一个采用预制电缆、预制光缆的330kV变电站，最大程度的实现了二次设备的“即插即用”。

青海南朔 330kV 智能变电站南朔 330kV 变电站创造了多个国内第一国内第一个二次设备预制舱内采用机架式布置模式的工程：增大了舱内运维空间，提高了空间利用率舱内线缆开放式布设、可视化维护，方便后期运维和终远期设备改扩建通过采用机架式方案，110kV二次设备舱由初设方案的长9.2米的II型舱减小为长6.2米的I型舱；220kV二次设备舱将主控制室内安装的7面柜体放置于220kV二次设备舱内，达到了优化配置、减少占地、降低成本的效果湖北郧县 220kV 变电站机架内开放式走线通道湖北郧县220kV变电站站名 投运时间 站址及建设信息青海330kV 南朔变电站2015年10月二次舱3个，监控舱2个，交直流电源舱2个，生活舱2个，35kV开关舱2个重庆220kV 大石新一代变电站2013年9月二次设备舱3个，一体化电源舱1个安徽220kV清竹变电站2014年3月二次设备舱3个辽宁220kV付庄变电站2016年9月二次设备舱7个河南220kV长葛南新一代智能变电站2016年3月二次舱1个，四川220kV资铁新一代智能变电站2016年11月二次舱3个，一体化电源舱1个，生活舱1个新疆220kV克拉玛依新一代智能变电站2016年3月二次舱1个，GRC材质湖北220kV郧县新一代智能变电站2016年5月二次舱2个，一体化机架结构安徽220kV团山新一代智能变电站2016年8月二次舱1个，福建110kV恒苍变电站2013年7月二次设备舱2个浙江110kV禹越变电站2014年9月二次设备舱2个山西110kV姚村变电站2013年12月二次设备舱2个宁夏110kV横山变电站2015年10月二次舱2个，江西110kV双龙新一代智能变电站2015年9月二次舱1个，湖北110kV涞水三坡变电站2016年6月二次舱1个，湖北110kV永和坪新一代智能变电站。