盧耀鋒1　郭海東2　王　波1

　　1.中國華電科工集團有限公司，北京 100160；2．華電（那曲）新能源有限公司，西藏 那曲 652000

　　摘要：電氣設備的安全性與可靠性的保障是非常重要的，由于預制艙式電氣設備大部分運行于相對密封的室內環(huán)境，不直接遭受外界自然環(huán)境的影響，但預制艙只能提供相對良好的室內環(huán)境，無法完全隔絕外部環(huán)境，不同地區(qū)的氣候環(huán)境對于電氣設備仍存在一定的影響。另外，電氣設備在運行過程中本身就存在一定程度的元件磨損，這對于電氣設備的使用也會造成一定的影響。因此，對電氣設備進行有效的運行管理及安全維護是非常重要的，這樣才能夠有效降低電氣設備發(fā)生故障的概率，同時保證在電氣設備發(fā)生故障時能夠及時發(fā)現(xiàn)。預制艙和箱變項目在實際工程中已經(jīng)得到了廣泛應用，有一個典型的案例，展示了項目中實施的情況。該項目位于中國西藏那曲色尼區(qū)桑丹，項目規(guī)模為120MW，取到了良好的實施效果。

　　關鍵詞：預制艙式；運維；變壓器；通道設置　文獻標識碼：A　　中圖分類號：TM921

　　文章編號：2096-4137（2023）19-99-03　　DOI ：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2023.19.30

　　1　概述

　　隨著自動化技術的不斷普及，對于電氣設備的故障排查也開始應用自動化管理，更加有效地進行電氣設備的有效控制。硬件的技術水平提升還需要配合制度與體系要求，預制艙式電氣設備運維特點與傳統(tǒng)變電站運維特點與要求基本一致，主要包括以下4 個方面。

　　1.1　完善電氣設備運行管理制度

　　完善電氣設備運行管理制度是保證電氣設備得到有效管理與維護的基礎，在進行制度完善的過程中，應對電氣設備管理與維護的各個細節(jié)、各個步驟等進行詳細規(guī)劃，從而保證后期工作人員實施時能夠更好地進行操作。

　　1.2　建立完善的技術管理體系

　　完善的技術管理體系是電氣設備有效管理、正常運行的重要的保障，在實際的實施過程中，可以建立專門的管理平臺進行電氣設備的運行管理，從而能夠對電氣設備進行充分了解，及時發(fā)現(xiàn)電氣設備中存在的問題。

　　1.3　改善電氣設備運行的環(huán)境

　　電氣設備的運行對環(huán)境是有一定要求的，為保障電氣設備更好地運行，必須充分保證其運行環(huán)境適宜，避免外界環(huán)境對其造成較大干擾。在進行預制艙設計時，應充分考慮電氣設備的運行維護要求，確保預制艙內溫濕度適宜、干燥、通風。

　　1.4　避免出現(xiàn)觸電事故

　　對于電氣設備維護工作來說，必須選用經(jīng)過嚴格培訓的、具有豐富實踐經(jīng)驗的人員進行操作，只有不斷地嚴格要求，才能有效避免觸電事故的發(fā)生。另外，應在電氣設備附近放置指示牌，避免不了解的人員發(fā)生觸電事故。預制艙的進出要符合相關規(guī)程的要求，根據(jù)進入權限設置相應的門禁、閉鎖等，確保相關人員不會誤入帶電間隔或相應隔室，避免產(chǎn)生安全隱患。

　　2　預制艙式電氣設備的運維特點和要求

　　2.1　運維通道的要求

　　模塊化裝配式預制艙變電站通過最大化工廠預制，實現(xiàn)變電站建設效率的提升，但由于要實現(xiàn)工廠預制、現(xiàn)場裝配式的建設模式，受道路運輸條件的限制和降低現(xiàn)場吊裝難度的需求，組成模塊化預制艙式變電站的各模塊單體尺寸受限。為滿足正常的道路運輸條件要求，模塊單體尺寸通常不大于14m×3.4m×3.4m（長× 寬× 高），所以預制艙式電氣設備所具有的運維空間相對于傳統(tǒng)的土建房屋變電站有一定程度的壓縮，但相應空間的壓縮是有限制的，要保證基本的運維檢修需求。通常在預制艙設備方案設計時，會參照《3-110kV高壓配電裝置設計規(guī)范》（GB 50060—2017）、《火力發(fā)電廠、變電站二次接線設計技術規(guī)程》（DLT 5136—2012）等相應的國家標準及行業(yè)標準。但由于模塊外形尺寸的限制，在參照規(guī)范進行方案設計時，通常會取規(guī)范要求中的最小寬度要求。以控制室屛間距離和通道寬度為例，屏正面至屏正面的通道寬度在傳統(tǒng)土建房屋設計時一般采用1800mm 或以上，而在預制艙式設備中，屏正面至屏正面的通道寬度按規(guī)范規(guī)定的最小值1400mm 設計。

　　2.2　人員及設備運檢的要求

　　目前，隨著電氣設備行業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，電力設備的可靠性已得到大幅度提高，免維護設備的應用也越來越廣泛，但日常運維人員的巡視及個別情況下設備的運檢需求，使得在預制艙方案設計時要做好人員逃生通道的設計及預留相應的設備進出路徑，確保在實際應用過程中一旦出現(xiàn)事故運維人員可快速撤離，產(chǎn)生電氣設備質量問題或發(fā)生需要進行設備更換的情況時可進行預制艙內設備的正常更換。

　　3　預制艙式設備艙體內運維通道設置標準

　　模塊化裝配式預制艙變電站在功能實現(xiàn)上與傳統(tǒng)土建變電站一致，但整站布置形式及模塊化程度要大大超出傳統(tǒng)變電站。模塊化預制艙艙體模塊都是由預制艙體、電氣設備、艙體輔助設施等組成。各個預制艙組合設備具有功能獨立的配電裝置，預制艙設計滿足設備安裝、運輸、調試、運行等各環(huán)節(jié)的需求。模塊化變電站的標準模塊根據(jù)變電站設備的功能及電壓等級進行劃分，通常有110kV 高壓預制艙、110kV 主變預制艙、10kV 中壓預制艙、二次預制艙、無功補償預制艙、輔助設備預制艙等。

　　為方便運行，各電壓等級、各功能艙體都應設置相關預制艙體內部的運維通道標準方案。

　　3.1　高壓組合電器預制艙

　　預制艙內110kV GIS 設備采用三相共箱式結構，間隔寬度取1.5m，110kV 配電裝置采用氣體絕緣GIS 設備，置于預制艙內。110kV 高壓組合電器艙內通道地面宜采用耐磨、耐滑、高強度地面。

　　預制艙式GIS 設備在工廠內一體化生產(chǎn)、運輸，整體外觀更加規(guī)整。GIS 預制艙內巡檢及操作空間充足，日常巡視、調試工作在艙內即可完成。

　　根據(jù)組合電器擴建、安裝、檢修、運行、維護及氣體回收確定所需的空間和通道要求，通過頂部吊裝，先解決了最大件問題，其他小件可以維護通道即可。鋼柱尺寸小，可以按照最低維護通道設置。常規(guī)變電站左右兩側留一個臨時布置位置，預制艙可不留備用位置。故預制艙內110kV 高壓組合電器裝置四周設置的安裝，檢修和巡視的通道，主通道應靠近斷路器側，寬度宜為1600mm；其他巡視通道寬度不應小于1000mm。

　　3.2　變壓器預制艙

　　變壓器預制艙具有消音、降噪、防火的功能，具備A 級防火的能力，能夠滿足噪聲環(huán)評的需求。變壓器預制艙分為一體式變壓器預制艙和分體式變壓器預制艙；分體式變壓器預制艙分為變壓器本體預制艙和散熱器格柵兩部分。變壓器本體預制艙能夠滿足主變消音降噪及防火需求；散熱器格柵內部用于安裝主變散熱器，用于滿足主變散熱的需求，散熱器格柵實現(xiàn)主變的全自冷散熱。

　　變壓器的巡查檢修需在艙內開門完成，艙內有預留足夠的檢修空間；艙內油浸式變壓器外廓與后壁、側壁運維通道應不小于800mm，變壓器外廓與門之間運維通道應不小于1000mm。就地檢修的艙內油浸式變壓器高度宜按照吊芯所需的最小高度再加700mm，寬度宜按變壓器兩側各加800mm。中性點與主變連接一般為架空排連接，建議放置在艙體內部。若引出戶外現(xiàn)場施工不便利，且安全性不佳。

　　3.3　中壓預制艙

　　10kV 中壓預制艙內配備KYN28-12 空氣絕緣金屬封閉開關設備，根據(jù)設備安裝、運行、檢修、搬運、試驗等確定預制艙所需的運維通道。預制艙內通道的設置符合《3-110kV高壓配電裝置設計規(guī)程》（GB 50060—2017）的有關規(guī)定。

　　3.4　輔助設備預制艙

　　輔助設備預制艙通常分為接地變預制艙和無功補償預制艙。在設計時需要綜合考慮不同規(guī)格接地變及無功補償裝置尺寸，滿足設備開門、檢修、通風散熱等要求。框架式無功補償預制艙，電抗器與電容器同布置于一個艙體內，柜前為艙內主通道，需考慮通道寬度不小于1200mm，柜后不設置檢修門，柜后可不設置巡視通道；同時，根據(jù)設備實際情況，艙體部分位置設置檢修門。

　　3.5　二次設備預制艙

　　二次預制艙艙內二次屏按照一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能要求構建變電站自動化系統(tǒng)，對二次設備配置進行整合優(yōu)化。二次屏柜采用艙內三排屏柜布局形式，參考《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)程》（DLT 5136—2001） 要求。艙內主通道寬度為1400mm，屏體正到屏體后應不小于1200mm，屏體后到艙壁應不小于800mm。

　　4　預制艙式設備艙體外運維通道設置標準

　　預制艙式設備艙體外運維通道的設置可參照傳統(tǒng)土建變電站設計相關規(guī)程規(guī)范，除應符合帶電設備安全距離的規(guī)定，變電站站內道路布置還應滿足運行、檢修、消防及設備安裝要求。在滿足設計規(guī)程規(guī)范的前提下，還應額外考慮預制艙設備開門狀態(tài)下對于檢修空間的要求。

　　4.1　變電站消防設計對預制艙式設備外運維通道的要求

　　參照《火力發(fā)電廠與變電站設計防火標準》（GB50229—2019）對建（構）筑物火災危險性的分類，預制艙按火災危險性分類及其耐火等級為丙類一級、丙類二級、丁類二級、戊類二級。參照《火力發(fā)電廠與變電站設計防火標準》（GB 50229—2019）對變電站內建（構）筑物及設備的防火間距的規(guī)定，預制艙設備與事故油池及不同油量的油浸設備的防火間距設置如下：事故貯油池與預制艙設備的防火間距應不低于5m；油浸變壓器、油浸電抗器及可燃介質電容器與預制艙設備的防火間距應不低于10m。當預制艙與油浸變壓器或可燃介質電容器等電氣設備防火間距不足10m 時，預制艙靠近電氣設備側應設置為防火墻標準，且應高于設備高度。當防火間距小于5m 時，在設備外輪廓投影范圍外側各3m 內的預制艙外側不應設置門、窗、洞口和通風孔；預制艙外側距電氣設備的防火間距在5 ～ 10m 范圍內時可設置甲級防火門，設備高度以上可設置耐火極限不小于0.9h 的防火窗。

　　4.2　變電站防雷設計對預制艙式設備外運維通道的要求

　　根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 50057—2021）中關于建筑物的防雷分類，預制艙防雷措施可參照第一類防雷建筑物執(zhí)行。獨立接閃桿和架空接閃線或網(wǎng)的支柱及其接地裝置至預制艙及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物的間隔距離應不小于3m。防直擊雷的專設引下線距出入口或人行道邊沿不宜小于3m。

　　4.3　變電站日常運維檢修要求對預制艙式設備外運維通道的要求

　　預制艙設備與預制艙設備之間、預制艙設備與站內其他設備、建（構）筑物之間的通道設置目前暫無相近設計規(guī)程規(guī)范可參照，一般以滿足日常運維檢修為原則。

　　預制艙與道路邊緣距離一般不小于1.5m，預制艙至圍墻中心線距離一般不小于2m。

　　預制艙與預制艙之間的距離一般不小于3m；當僅一側預制艙有開門需求時，兩艙體距離可以按2m 考慮；當兩側艙體均沒有開門需求時，布置間距可按1m 考慮。

　　4.4　道路運輸對預制式設備艙體外運維通道的要求根據(jù)《變電站總布置設計技術規(guī)程》（DL/T 5056—2007）的相關規(guī)定，110kV 變電站內主要環(huán)形消防道路路面寬度宜為4m，站區(qū)大門至主變壓器的運輸?shù)缆穼挾?m；站內道路的轉彎半徑應根據(jù)行車要求和行車組織要求確定，一般不應小于7m；站內巡視道路路面寬度宜為0.6 ～ 1m；接入預制艙的人行道路寬度一般宜為1.5 ～ 2m。

　　作者簡介：盧耀鋒（1984-），男，河南安陽人，中國華電科工集團有限公司電力工程師，研究方向：電力工程。

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