傳統(tǒng)土建新能源變電站與模塊化預(yù)制艙變電站對(duì)比分析

摘 要：就建站模式、建設(shè)周期、安裝調(diào)試等方面對(duì)模塊化預(yù)制艙變電站與傳統(tǒng)式變電站進(jìn)行了對(duì)比，可知模塊化預(yù)制艙變電站能夠解決變電站征地難、建設(shè)難等問(wèn)題，縮短建設(shè)周期。鑒于此，針對(duì)多數(shù)新能源項(xiàng)目電站地形復(fù)雜、道路運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)施工條件都不好且工期較緊等實(shí)際情況，新能源項(xiàng)目可選用模塊化預(yù)制艙變電站。

關(guān)鍵詞：模塊化;智能化;預(yù)制艙

0? ? 引言

2015年9月26日，國(guó)家主席習(xí)近平提出“中國(guó)倡議探討構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”。為適應(yīng)發(fā)展大局，需要加快從傳統(tǒng)能源為主向水電、風(fēng)電、光伏、核能等清潔低碳能源共同利用轉(zhuǎn)變。新能源項(xiàng)目建設(shè)周期短、地形復(fù)雜、道路運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)施工條件不好，而預(yù)制艙變電站能縮短建設(shè)周期，實(shí)現(xiàn)變電站的模塊化，可根據(jù)站址地形靈活布置，充分解決變電站征地難、建設(shè)難、落地難等難題，是變電站建設(shè)的一種新模式。

1? ? 模塊化預(yù)制艙變電站簡(jiǎn)介

模塊化智能變電站如圖1所示，具有安全可靠、占地面積小、建站周期短、外觀精美、使用壽命長(zhǎng)、噪聲低、布局靈活等優(yōu)點(diǎn)。整站采用緊湊型布局，占地面積和高度相較于土建變電站減少了30%以上，降低了空間占用率;現(xiàn)場(chǎng)土建工作量相較于傳統(tǒng)土建變電站減少了70%以上，設(shè)備安裝工作量減少了80%以上;設(shè)備進(jìn)場(chǎng)無(wú)需封路，施工過(guò)程無(wú)揚(yáng)塵和噪聲污染;外殼可實(shí)現(xiàn)全站彩繪，融合企業(yè)主題文化，與周邊環(huán)境融為一體。

2? ? 模塊化預(yù)制艙變電站典型特點(diǎn)

（1）根據(jù)不同站的規(guī)模，工廠生產(chǎn)周期1～3個(gè)月，現(xiàn)場(chǎng)施工周期0.5～1個(gè)月。

（2）占地面積小，較傳統(tǒng)變電站建設(shè)占地縮小20%～30%。

（3）外殼可采用先進(jìn)的防腐工藝，25年不銹蝕，50年使用壽命;主要電氣設(shè)備采用免維護(hù)設(shè)備，安全可靠;加工工藝、外觀設(shè)計(jì)精致。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，工廠化加工，裝配式建設(shè)，使整站綜合投資與傳統(tǒng)變電站持平或更低;變電站采用先進(jìn)的成套系統(tǒng)集成技術(shù)，緊湊型布局，可節(jié)省20%～30%的土地資源。

（5）模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)站址地理位置不同采取靈活的搭積木式建站模式，也可根據(jù)本期、遠(yuǎn)期規(guī)劃分期建設(shè);遷移方便，可在最短時(shí)間內(nèi)整體異地遷建。

3? ? 傳統(tǒng)土建變電站與預(yù)制艙變電站對(duì)比

現(xiàn)就建站模式、建設(shè)周期、安裝調(diào)試等方面對(duì)某35 kV預(yù)制艙變電站與傳統(tǒng)土建變電站進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。

4? ? 某35 kV新能源電站方案對(duì)比

某35 kV新能源電站對(duì)電氣樓部分進(jìn)行預(yù)裝，其他與傳統(tǒng)變電站相同;預(yù)裝式變電站內(nèi)除35 kV配電裝置外的電氣設(shè)備，型式、參數(shù)與傳統(tǒng)變電站相同。二者主要區(qū)別在于：

（1）預(yù)裝式變電站采用預(yù)裝箱，傳統(tǒng)變電站蓋房子。

（2）預(yù)裝式設(shè)備接線、調(diào)試由廠家在工廠完成，現(xiàn)場(chǎng)僅需完成吊裝就位和簡(jiǎn)單的接線、聯(lián)調(diào)工作;傳統(tǒng)變電站設(shè)備接線和調(diào)試均在現(xiàn)場(chǎng)完成。

35 kV配電裝置主要有屋外敞開(kāi)式配電裝置（AIS）、成套高壓開(kāi)關(guān)柜、SF6充氣柜、HGIS這幾種型式。成套高壓開(kāi)關(guān)柜、SF6充氣柜為屋內(nèi)布置，AIS、HGIS為屋外布置。目前35 kV配電裝置主要采用成套高壓開(kāi)關(guān)柜型式，AIS、SF6充氣柜、HGIS較少采用。

（1）AIS由于電壓等級(jí)高、電氣設(shè)備外形尺寸大、絕緣距離大，配電裝置的占地面積相比鎧裝開(kāi)關(guān)柜大很多。施工接線較繁瑣，工期較長(zhǎng)，且成本不低，新建項(xiàng)目已基本不采用。

（2）SF6氣體相比于空氣擁有良好的絕緣性能和滅弧能力。SF6充氣柜元件的帶電部分在金屬殼體內(nèi)連起來(lái)，無(wú)元件的外部絕緣，使得高壓電器能夠向小型化、集成化發(fā)展。充氣柜具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活、聯(lián)鎖可靠等優(yōu)點(diǎn)，可靠性較高、分?jǐn)嗄芰?qiáng)，特別適用于比較重要或環(huán)境條件較嚴(yán)苛的場(chǎng)所。

（3）HGIS是混合型GIS，只是將開(kāi)關(guān)和刀閘做進(jìn)筒體，母線采用戶外管母，使用起來(lái)較為靈活，造價(jià)比GIS低，分?jǐn)嗄芰Ρ容^強(qiáng)，可靠性高。

HGIS也有一些不足之處：1）SF6氣體本身是一種穩(wěn)定的無(wú)毒氣體，但其在工作過(guò)程中經(jīng)過(guò)電弧作用會(huì)分解出某種低氟化合物;2）HGIS出現(xiàn)故障，更換比較麻煩，設(shè)備停電時(shí)間較長(zhǎng);3）HGIS設(shè)備對(duì)裝配要求較高，國(guó)內(nèi)廠家產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，技術(shù)不夠成熟、可靠;4）設(shè)備本身價(jià)格高，造成一次投資費(fèi)用高;5）不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備種類配件有差異，售后配套不成熟。

（4）成套高壓開(kāi)關(guān)柜采用空氣絕緣，斷路器可采用真空斷路器或SF6斷路器，模塊化設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大，能適應(yīng)不同場(chǎng)合需要，技術(shù)成熟可靠，造價(jià)低，產(chǎn)品配套及服務(wù)成熟，是目前35 kV及以下配電裝置推薦采用產(chǎn)品，除環(huán)境特別惡劣或特別重要場(chǎng)合外均適用。

根據(jù)本項(xiàng)目條件，AIS和SF6充氣柜方案不適用，對(duì)HGIS和高壓開(kāi)關(guān)柜作簡(jiǎn)要經(jīng)濟(jì)比較，如表2所示。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，推廣模塊化預(yù)制艙變電站能夠促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源技術(shù)變革，鑒于有些新能源項(xiàng)目電站地形復(fù)雜，道路運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)施工條件都不好，且工期較緊，而預(yù)制艙變電站建站模式更加靈活，方案經(jīng)濟(jì)性比選差別不大，建議選用預(yù)制艙變電站（高壓開(kāi)關(guān)柜）。

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收稿日期：2020-03-25

作者簡(jiǎn)介：鄒平麗（1987—），女，山東威海人，助理工程師，研究方向：新能源電氣設(shè)計(jì)。