變電站模塊化建設(shè)中的組合式預(yù)制艙技術(shù)

顧銘飛，袁滌非

(南京國(guó)電南自電網(wǎng)自動(dòng)化有限公司，南京 211153)

0 引言

為貫徹國(guó)家電網(wǎng)公司“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化加工、模塊化建設(shè)、機(jī)械化施工”的建設(shè)原則[1]。在新一代智能變電站示范試點(diǎn)工程試點(diǎn)站中，預(yù)制艙開(kāi)始逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑物，采用預(yù)制艙能夠縮短變電站土建施工周期，減少現(xiàn)場(chǎng)施工、調(diào)試工作量，縮短投運(yùn)時(shí)間。

由于獨(dú)立艙體數(shù)量過(guò)多，導(dǎo)致變電站的土地利用率不足。在預(yù)制艙的基礎(chǔ)上，組合式預(yù)制艙經(jīng)由設(shè)想、設(shè)計(jì)，現(xiàn)已正式投入應(yīng)用。組合式預(yù)制艙是將多個(gè)滿(mǎn)足運(yùn)輸條件的艙體單元拼接而成的能夠容納多個(gè)電壓等級(jí)一次、二次及通信設(shè)備的綜合性艙體，甚至可集成值班室、資料室、廚衛(wèi)等輔助設(shè)施用艙，是集設(shè)計(jì)、制造、安裝和服務(wù)于一體的新的變電站模式。

1 組合式預(yù)制艙的拼接形式

組合式預(yù)制艙是由獨(dú)立預(yù)制艙衍生而來(lái)，由于運(yùn)輸尺寸的限制，艙體單元在工廠內(nèi)進(jìn)行制造、加工、安裝屏柜和大部分艙內(nèi)接線工作，并運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行艙體拼接。

艙體的拼接主要是對(duì)艙體長(zhǎng)度或?qū)挾确较虻臄U(kuò)展延伸，根據(jù)拼接對(duì)艙體長(zhǎng)度或?qū)挾瘸叽绲挠绊懀擉w的拼接形式分為以下2種。

1.1 預(yù)制艙長(zhǎng)度擴(kuò)展

艙體單元為帶人字頂?shù)莫?dú)立小艙，可以將1個(gè)或多個(gè)艙體單元串聯(lián)拼接，理論上，此類(lèi)組合式預(yù)制艙的長(zhǎng)度尺寸可以隨意擴(kuò)展，如圖1和2所示。下文2.2和2.3所述組合預(yù)制艙采用的是此拼接形式。

圖2 艙體拼接后

1.2 預(yù)制艙寬度擴(kuò)展

此類(lèi)組合式預(yù)制艙的長(zhǎng)度尺寸滿(mǎn)足運(yùn)輸要求，但寬度尺寸超限，因此將艙體拆分為2個(gè)單坡頂?shù)呐擉w單元，在現(xiàn)場(chǎng)拼接組合為雙坡頂?shù)呐擉w，如圖3和4所示。下文2.1所述組合預(yù)制艙采用的是此拼接形式。

2 組合式預(yù)制艙的分類(lèi)

組合式預(yù)制艙的拼接形式多種多樣，除高度外，基本可以突破尺寸的限制。

圖3 艙體拼接前

圖4 艙體拼接后

在目前的工程實(shí)施中，根據(jù)艙體的規(guī)格尺寸及不同用途，將常用組合式預(yù)制艙分為以下3類(lèi)。

2.1 一次、二次設(shè)備組合預(yù)制艙

一次、二次設(shè)備組合預(yù)制艙，是將二次設(shè)備屏柜與一次開(kāi)關(guān)柜布置于同一預(yù)制艙內(nèi)的方案。 一次、二次設(shè)備融合預(yù)制艙內(nèi)，一次設(shè)備包括10 kV開(kāi)關(guān)柜和35 kV充氣柜為主。

一次、二次設(shè)備組合預(yù)制艙的艙體單元，寬度不應(yīng)超過(guò)運(yùn)輸限制(通常小于3 m)，將2個(gè)艙體單元在長(zhǎng)邊方向拼接組合而成。

2.2 大型一次設(shè)備組合預(yù)制艙

大型一次設(shè)備組合預(yù)制艙，主要應(yīng)用于寬度尺寸超限的超大艙體。艙內(nèi)一次屏柜主要為35 kV或10 kV開(kāi)關(guān)柜。

此類(lèi)艙體長(zhǎng)度和寬度尺寸都超過(guò)公路運(yùn)輸?shù)南拗?，一般以寬度小? m人字頂小艙的形式運(yùn)輸和拼裝，拼接形式屬于在長(zhǎng)度方向擴(kuò)展。

2.3 二次設(shè)備及監(jiān)控組合預(yù)制艙

以國(guó)家電網(wǎng)公司Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙[2]為基礎(chǔ)，在長(zhǎng)度方向上擴(kuò)展為帶監(jiān)控艙的二次設(shè)備艙。

此類(lèi)組合艙形式,一般是艙體一端為設(shè)備艙，另一端作為為監(jiān)控艙。設(shè)備艙內(nèi)分布二次屏柜，監(jiān)控艙內(nèi)預(yù)留工位或員工休息區(qū)。

此類(lèi)拼接形式屬于在長(zhǎng)度方向擴(kuò)展，可以是兩個(gè)或多個(gè)艙體單元任意組合。

3 組合式預(yù)制艙的拼接技術(shù)

3.1 輔助支撐

艙體單元由于缺少一面或兩面艙壁，在吊裝、運(yùn)輸和拼接過(guò)程中，須安裝輔助支撐[3]以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。

輔助支撐應(yīng)形成三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，并在艙體拼接完成后拆除，如圖5所示。

圖5 艙體單元輔助支撐

3.2 底座拼接

預(yù)制艙底部拼接采用螺栓連接方案：待拼接的2個(gè)艙體單元底部拼接處推薦使用H型鋼；在艙底的拼縫處涂抹硅酮密封膠，拼接艙體就位后，使用長(zhǎng)螺栓對(duì)兩艙底進(jìn)行連接和固定，如圖6所示。

圖6 底座拼接處截面示意

安裝固定后，通過(guò)預(yù)留的系列孔，向兩H型鋼拼接形成的矩形空腔中注入聚氨酯發(fā)泡材料，提高密封效果和保溫性能。

3.3 艙壁拼接

預(yù)制艙艙壁的拼接采用螺栓連接方案：拼接面貼密封膠條；緊固后利用聚氨酯全自動(dòng)發(fā)泡工藝，空腔內(nèi)填充發(fā)泡材料；在拼裝和填充完成后，現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)金邦板。采用此工藝順序，艙體拼縫處無(wú)冷橋、密封好，且艙壁美觀、連續(xù)性好。

3.4 艙頂拼接

預(yù)制艙艙體頂部主框架梁的拼接，采用與艙底類(lèi)似的工藝。

艙頂屋面的處理方面：在艙頂中間拼縫處打膠，在空腔中填充保溫材料，并在拼縫上方增加蓋板；最后在蓋板的拼接處再加裝蓋板；全部滿(mǎn)焊完成后對(duì)焊縫進(jìn)行噴漆處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

組合式預(yù)制艙是在預(yù)制艙基礎(chǔ)上衍生而來(lái)，遵循國(guó)家電網(wǎng)公司提出的“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化加工、模塊化建設(shè)、機(jī)械化施工”建設(shè)原則。組合式預(yù)制艙，合理提高了變電站的土地利用率，加快變電站建設(shè)進(jìn)程，已通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，并在部分智能變電站示范工程試點(diǎn)站中應(yīng)用。

今后，應(yīng)進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化組合式預(yù)制艙技術(shù)，盡快構(gòu)建起模塊化的劃分原則，形成通用設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)、物資采購(gòu)、施工等過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)組合式預(yù)制艙的標(biāo)準(zhǔn)化配送。

參考文獻(xiàn)：

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