預(yù)制艙式變電站在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

單永波

（國電電力江西新能源開發(fā)有限公司，江西 南昌 330000）

我國風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源行業(yè)發(fā)展十分迅速，變電站是新能源發(fā)電項(xiàng)目順利投產(chǎn)的重要保證，預(yù)制艙式變電站的諸多優(yōu)勢(shì)有利于促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，研究預(yù)制艙式變電站在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的意義。

1 預(yù)制艙式變電站的優(yōu)勢(shì)

1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、全國通用；滿足國網(wǎng)110kV新一代智能化變電站標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 占地小型化

因地制宜、節(jié)約用地；滿足城市中心站“小半徑，多布點(diǎn)”的建設(shè)要求；節(jié)約土地，布局靈活，不受建站地形限制，解決“選址難、落地難”的問題。

1.3 建站模塊化

模塊生產(chǎn)、快速投運(yùn)；積木模塊化設(shè)計(jì)，3～6個(gè)月建站周期，1個(gè)月內(nèi)快速投運(yùn)。

1.4 系統(tǒng)集成化

系統(tǒng)集成、模塊組合；整站的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)和調(diào)試、極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，滿足了變電站快速建設(shè)的需求。

1.5 運(yùn)行高可靠

安全可靠、靈活機(jī)動(dòng)；技術(shù)先進(jìn)，免維護(hù)預(yù)制艙結(jié)構(gòu)，超越室內(nèi)運(yùn)行環(huán)境。

1.6 箱體高檔化

堅(jiān)固美觀、保質(zhì)百年；雙層鋼板發(fā)泡技術(shù)、六層防腐技術(shù)、斷橋隔熱等世界先進(jìn)技術(shù)，完全滿足變電站主主體建筑60年的使用壽命要求。

1.7 環(huán)保綠色化

境友好、綠色環(huán)保，艙體彩繪裝飾，融入周邊環(huán)境；聲屏障、電磁屏蔽等技術(shù)，將變電站對(duì)周圍環(huán)境的噪聲污染及電磁輻射等降至最低，周邊居民安適愜意生活。

1.8 耐腐蝕性能好

箱體箱體采用了六道防腐工藝，采用冷軋鋼板電弧噴鋅工藝做為底層，鋅絲純度99.9%，鋅層厚度＞100μm，在鋅層上噴中涂漆，面漆為丙烯酸聚胺脂雙組份面漆。箱體底架槽鋼經(jīng)過噴砂、噴鋅處理后，采用瀝青漆重度防腐處理，保證底架30年不銹蝕。

2 預(yù)制艙式變電站現(xiàn)場(chǎng)安裝方案與注意事項(xiàng)

2.1 吊車的選擇

認(rèn)真核算每個(gè)艙體的重量，綜合分析現(xiàn)場(chǎng)的地形及空間狀況，結(jié)合吊車的作業(yè)半徑等因素，選雇適當(dāng)噸位的吊車。

2.2 各艙體的吊裝方案

依據(jù)個(gè)艙體的外形尺寸，專門制作相應(yīng)的吊裝撐桿、防護(hù)護(hù)邊、選擇相應(yīng)的鋼絲繩等。特銳德售后服務(wù)人員將全程指導(dǎo)設(shè)備的整個(gè)吊裝過程，直至所有艙體完全就位，拼裝完成。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)拼接方案

現(xiàn)場(chǎng)拼接流程：

（1）箱體吊裝前需對(duì)地基進(jìn)行平整度驗(yàn)收及校驗(yàn)，平整度按照0.3/1000mm，如不滿足時(shí)需準(zhǔn)備箱體墊片、墊塊等保證艙體安裝面的水平度。

（2）箱體按照發(fā)貨編號(hào)對(duì)應(yīng)地基依次吊裝至地基上，吊裝時(shí)兩艙體如無法一次吊裝到位時(shí)，注意縮短兩箱體間距至100～300mm，便于用手拉葫蘆將兩艙體并接到位。

（3）如艙體為雙層站模式時(shí)，一層并接完成后，需將各模塊間的拼接螺栓并緊，并將底座與地基預(yù)埋槽鋼進(jìn)行焊接，焊接方式采用段焊，焊長不低于50mm，兩焊點(diǎn)間距不大于1000mm；根據(jù)布置圖的要求確定二層艙體的起始位置，并在需疊裝二層艙體的一層艙體表面涂抹黃油、潤滑脂等措施后，將二層艙體吊裝至指定位置，各艙體如一次吊裝無法就位時(shí)，采用手拉葫蘆將艙體并接到位。

（4）安裝艙體附件、接地等各功能模塊，實(shí)現(xiàn)艙體完整性功能。

2.4 拼接處防水措施

箱體拼接處采取“設(shè)置防水翻邊+加裝硅橡膠密封膠條+阻燃泡料+防水扣板的模式”確保拼接位置的密封和防水。箱體拼接處采取“設(shè)置防水翻邊+加裝硅橡膠密封膠條+阻燃泡料+防水扣板的模式”拼接處采用機(jī)械結(jié)構(gòu)+密封材料的雙保險(xiǎn)處理，實(shí)現(xiàn)防水密封的雙重保證，拼接處就位前接縫處粘貼密封條，拼接壓緊后拼合處縫隙填充耐候性強(qiáng)力防水膠，打膠后采用特殊密封條將拼接結(jié)構(gòu)裹緊，然后安裝防水扣板，最后在縫隙處填充發(fā)泡料，完全填充扣板內(nèi)部空間，實(shí)現(xiàn)密封防水，確保殼體拼接處防護(hù)等級(jí)不低于IP54。

拼接縫隙的防水處理：一般采用黏貼密封條、涂抹密封膠、縫隙較大處填注填縫劑，最后將扣板安裝到位，完成艙體、頂蓋等拼接縫隙的防水處理。

2.5 頂蓋的拆裝

艙體上方的頂蓋為螺栓連接，頂蓋四角螺栓拆卸后即可吊開頂蓋，更換內(nèi)部設(shè)備。

3 預(yù)制艙式變電站在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用前景分析

3.1 預(yù)制艙式變電站在風(fēng)電應(yīng)用

由于風(fēng)電項(xiàng)目工期緊張，以往現(xiàn)澆混凝土變電站模式存在較多的弊端，風(fēng)電項(xiàng)目一般都處在風(fēng)資源豐富地區(qū)，項(xiàng)目建設(shè)容易受天氣影響，同時(shí)施工后的廢料不利于環(huán)境保護(hù)，對(duì)周圍環(huán)境危害大，預(yù)制艙式變電站的應(yīng)用就能夠有效地避免上述弊端。

預(yù)制艙式變電站在工廠加工，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少，施工廢料少，能夠滿足綠色節(jié)能的要求，與風(fēng)力發(fā)電的綠色能源、清潔能源理念一致，同時(shí)能夠滿足風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)工期緊迫的要求。

預(yù)制艙式變電站的構(gòu)件設(shè)計(jì)、加工以及安裝都比較簡單，成本低；在安裝構(gòu)件時(shí)，主要依靠機(jī)械作業(yè)，能夠大幅度減少人工費(fèi)，節(jié)約風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成本。由此可見，預(yù)制艙式變電站在風(fēng)電項(xiàng)目的應(yīng)用是可行的，很有發(fā)展前景。

3.2 預(yù)制艙式變電站在光伏發(fā)電中的應(yīng)用

近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)開始步入健康發(fā)展的軌道，在外部政策的刺激和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下，光伏系統(tǒng)在成本、技術(shù)、運(yùn)營等方面逐步得到了進(jìn)一步的改善。在光伏電站建設(shè)過程中，傳統(tǒng)型土建敞開式變電站涉及房屋土建、多包件設(shè)備購置、設(shè)備安裝、現(xiàn)場(chǎng)一二次電纜接線、設(shè)備聯(lián)調(diào)聯(lián)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，往往一座110kV變電站的建設(shè)需要1～3年，短則8、9個(gè)月，110kV并網(wǎng)升壓主站的建設(shè)速度往往制約整站的建設(shè)進(jìn)程。

采用110kV積木式模塊化智能變電站解決方案，全工廠預(yù)裝式理念，所有一二次設(shè)備包括，高壓110kV GIS組合電器、35kV開關(guān)設(shè)備、二次綜自保護(hù)、無功補(bǔ)償裝置以及主變（如果有需要），均放置于雙層、密封、隔溫、防腐的預(yù)制艙箱體內(nèi)，艙體設(shè)計(jì)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)以及IEC標(biāo)準(zhǔn)要求，在工廠內(nèi)完成所有電器設(shè)備的安裝、接線與聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，實(shí)現(xiàn)配送式運(yùn)輸。

設(shè)備抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后一周內(nèi)即可完成變電站的整站搭建工作，實(shí)現(xiàn)快速建站。設(shè)備加工生產(chǎn)周期3個(gè)月，現(xiàn)場(chǎng)施工1個(gè)月即可完成送電，解決了并網(wǎng)主站建站周期長的難題，國內(nèi)國家電網(wǎng)陜西榆林供電公司采用預(yù)制艙變電站方案實(shí)現(xiàn)了100天完成一座110kV變電站的目標(biāo)，并一次性成功送電投運(yùn)，得到了陜西電網(wǎng)的好評(píng)。

圖1 陜西榆林110kV變電站實(shí)景圖

3.3 節(jié)能環(huán)保意義

預(yù)制艙式變電站運(yùn)行過程可以為電力系統(tǒng)提供良好的節(jié)能降耗環(huán)境。新能源發(fā)電項(xiàng)目一般建設(shè)在環(huán)境較為惡劣的地區(qū)，如戈壁、山區(qū)、草原、沙漠、海上等。預(yù)制艙式變電站的外殼通常應(yīng)用防火性隔熱保溫材料，可以起到夏天隔熱冬天保溫的效果；預(yù)制艙式變電站的箱體密封性能要高于傳統(tǒng)變電站，同時(shí)具備較好的防腐性能。預(yù)制艙式變電站內(nèi)部借助機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基本元件的綜合處理，維護(hù)預(yù)裝箱的通風(fēng)效果。這些優(yōu)點(diǎn)都可以確保在戶外環(huán)境較為惡劣的情況下能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外，預(yù)制艙式變電站的生產(chǎn)加工都在工程完成，整個(gè)生產(chǎn)過程材料浪費(fèi)少，能源消耗少，實(shí)現(xiàn)了綠色變電站施工。

4 結(jié)語

綜上所述，把預(yù)制艙式變電站引入新能源產(chǎn)業(yè)將給新能源項(xiàng)目的建設(shè)帶來有力變革，能夠縮短項(xiàng)目建設(shè)的周期，提高經(jīng)濟(jì)效益，從而推動(dòng)我國新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。