附件1-预制舱机架式组屏方案研究 2019.8.19.docVIP

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1概述

预制舱是智能变电站应用新技术、新材料、新设备的一个重要体现，它是由预制舱体、二次设备屏柜（或机架）、舱体辅助设施等组成，在工厂内完成制作、组装、配线、调试等工作，并作为一个整体运输至工程现场，就位安装于基础上。预制舱及其内部的二次设备实现整套二次设备由厂家集成，最大化实现工厂化加工，减少现场二次接线，减少设计、施工、调试工作量，简化检修维护工作，缩短建设周期，有效支撑了电网快速建设。

预制舱具有标准化、模块化、预制化的技术特点。标准化是指预制舱的尺寸参照标准集装箱尺寸并经过适当改良，形成了3种标准化、系列化的尺寸序列，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型舱。其尺寸为Ⅰ型舱长×宽×高=6200mm×2800mm×3133mm，Ⅱ型舱长×宽×高=9200mm×2800mm×3133mm，Ⅲ型舱长×宽×高=12200mm×2800mm×3133mm。模块化是指预制舱按照内部设备功能的不同，分为公用设备预制舱、间隔设备预制舱、交直流电源预制舱、蓄电池预制舱等模块。不同模块预制舱内根据电压等级的不同，又可划分为若干子模块。预制化是指预制舱的舱体结构、内部设备安装、内部设备间的连线、内外部设备间的电缆和光缆均采用工厂化预制的方式加工。并在工厂内完成所有设备的安装、接线与调试工作，将预制舱及其内部设备作为一个设备整体运输至变电站现场，完成就位和通电，从而达到提高现场施工效率，降低智能变电站建设周期的目标。

1.1现有变电站存在的问题

目前变电站建设中，二次系统均要在现场进行安装、接线、调试，存在以下问题:

1）施工周期长。

现有的220kV及以下等级变电站通常需经历变电站地面平整、地面硬化、道路铺设、各设备基础制作、防雷及接地系统制作、各设备安装接线、各设备调试及系统联调等。

受施工工序的限制，二次设备必须等土建完成设计、场面平整、各种设备基础制作后，才能运至现场安装。二次设备的光电缆接线及调试只能在电气一次完成设备安装后方可进场进行。二次系统调试受制于一、二次设备安装及接线，严重制约了工程建设周期。

2）现场工作量大。

变电站常规建设方案中二次设备的布置均在二次设备室或继电器小室内进行，需要土建专业完成设计、施工、安装等工作；变电站调试项目多，技术复杂，现场工作量大。

3）建设质量难以保证。

变电站的施工是由不同的工队完成的，加上现场工作量大且繁杂、劳动强度高，施工建设质量难以保证。

4）二次设备接线工作量大。

变电站二次设备的安装接线工作量大，尤其是智能变电站中，屏柜间以光缆连接为主，而光缆较电缆相比更容易受损，导致二次设备接线任务更加繁重。

5）占用资金量大。

现场施工量大、建设周期较长造成施工费用增加；此外建设质量难以保证易导致投运后维护及消缺量大，造成运维费用增加。

1.2发展需求

传统变电站的建设模式已经制约了变电站建设效率、工程安全质量和工艺水平的提升。二次设备模块化设计主要采用预制式组合二次设备，以建设模块化、标准化、工厂化变电站为目标，是未来变电站建设的必然要求。

1.3预制舱方案论证

预制舱方案集成应用了成熟适用新技术，形成电气一次、二次系统、土建各专业标准化技术方案，实现了设计标准化，提升工程技术水平、提升节能环保水平。变电站实现了初步设计、设备采购、施工图设计等环节有效衔接，将有效提高智能变电站建设全过程精益化管理和建设效率。设计达到施工图深度，技术和装备实现集成和工厂化调试，应用预制装备结构，可实现建筑材料工厂化加工、现场机械化施工，减少现场湿作业、接线和调试工作量，提高工程建设安全质量、工艺水平，提高现场施工质量和效率。

据不完全统计，相比传统变电站，采用预制舱的变电站建设设计周期缩短30%，土建施工周期约为150至180天，比传统变电站缩短约30%。

2预制舱发展历程

2.1预制舱主体形式

整体结构设计原则：基于集装箱原结构，结合箱内安装设备进行整体结构设计，在端面设置双开门，用于内部设备安装，侧壁设置安全门，用于内部设备日常保养、维护。

2.2预制舱主体材料

常用集装箱材质：钢质集装箱、铝合金集装箱、不锈钢集装箱。

1）钢质集装箱：

钢架及箱壁板均用钢材制成，强度高，焊接性和密封性好，但防腐性能稍差。

2）铝合金集装箱：

由铝合金型材和板材构成，自重轻、不生锈，但强度差，不耐碰撞。

3）不锈钢集装箱：

防腐性能好，强度高，焊接性和密封性好，但费用比较高。

为保证较高的防腐性能，提高产品的寿命，综合考虑大部分工程采用高等级的不锈钢材料，设计使用寿命为25年。

2.3设备舱主体规格

依据ISO标准以及《集装箱外部尺寸和额定质量》（GB1413-2008），预制舱应选取行业中通用的标准加高集装箱，便于流通和周转，常用的为20尺(国标：1CC)、30尺(国标：1BBB