变电站模块化建设中的组合式预制舱技术

顾铭飞，袁涤非

(南京国电南自电网自动化有限公司，南京 211153)

0 引言

为贯彻国家电网公司“标准化设计、工厂化加工、模块化建设、机械化施工”的建设原则[1]。在新一代智能变电站示范试点工程试点站中，预制舱开始逐步代替传统建筑物，采用预制舱能够缩短变电站土建施工周期，减少现场施工、调试工作量，缩短投运时间。

由于独立舱体数量过多，导致变电站的土地利用率不足。在预制舱的基础上，组合式预制舱经由设想、设计，现已正式投入应用。组合式预制舱是将多个满足运输条件的舱体单元拼接而成的能够容纳多个电压等级一次、二次及通信设备的综合性舱体，甚至可集成值班室、资料室、厨卫等辅助设施用舱，是集设计、制造、安装和服务于一体的新的变电站模式。

1 组合式预制舱的拼接形式

组合式预制舱是由独立预制舱衍生而来，由于运输尺寸的限制，舱体单元在工厂内进行制造、加工、安装屏柜和大部分舱内接线工作，并运往现场进行舱体拼接。

舱体的拼接主要是对舱体长度或宽度方向的扩展延伸，根据拼接对舱体长度或宽度尺寸的影响，舱体的拼接形式分为以下2种。

1.1 预制舱长度扩展

舱体单元为带人字顶的独立小舱，可以将1个或多个舱体单元串联拼接，理论上，此类组合式预制舱的长度尺寸可以随意扩展，如图1和2所示。下文2.2和2.3所述组合预制舱采用的是此拼接形式。

图2 舱体拼接后

1.2 预制舱宽度扩展

此类组合式预制舱的长度尺寸满足运输要求，但宽度尺寸超限，因此将舱体拆分为2个单坡顶的舱体单元，在现场拼接组合为双坡顶的舱体，如图3和4所示。下文2.1所述组合预制舱采用的是此拼接形式。

2 组合式预制舱的分类

组合式预制舱的拼接形式多种多样，除高度外，基本可以突破尺寸的限制。

图3 舱体拼接前

图4 舱体拼接后

在目前的工程实施中，根据舱体的规格尺寸及不同用途，将常用组合式预制舱分为以下3类。

2.1 一次、二次设备组合预制舱

一次、二次设备组合预制舱，是将二次设备屏柜与一次开关柜布置于同一预制舱内的方案。 一次、二次设备融合预制舱内，一次设备包括10 kV开关柜和35 kV充气柜为主。

一次、二次设备组合预制舱的舱体单元，宽度不应超过运输限制(通常小于3 m)，将2个舱体单元在长边方向拼接组合而成。

2.2 大型一次设备组合预制舱

大型一次设备组合预制舱，主要应用于宽度尺寸超限的超大舱体。舱内一次屏柜主要为35 kV或10 kV开关柜。

此类舱体长度和宽度尺寸都超过公路运输的限制，一般以宽度小于3 m人字顶小舱的形式运输和拼装，拼接形式属于在长度方向扩展。

2.3 二次设备及监控组合预制舱

以国家电网公司Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型标准预制舱[2]为基础，在长度方向上扩展为带监控舱的二次设备舱。

此类组合舱形式,一般是舱体一端为设备舱，另一端作为为监控舱。设备舱内分布二次屏柜，监控舱内预留工位或员工休息区。

此类拼接形式属于在长度方向扩展，可以是两个或多个舱体单元任意组合。

3 组合式预制舱的拼接技术

3.1 辅助支撑

舱体单元由于缺少一面或两面舱壁，在吊装、运输和拼接过程中，须安装辅助支撑[3]以保证结构的稳定和安全。

辅助支撑应形成三角稳定结构，并在舱体拼接完成后拆除，如图5所示。

图5 舱体单元辅助支撑

3.2 底座拼接

预制舱底部拼接采用螺栓连接方案：待拼接的2个舱体单元底部拼接处推荐使用H型钢；在舱底的拼缝处涂抹硅酮密封胶，拼接舱体就位后，使用长螺栓对两舱底进行连接和固定，如图6所示。

图6 底座拼接处截面示意

安装固定后，通过预留的系列孔，向两H型钢拼接形成的矩形空腔中注入聚氨酯发泡材料，提高密封效果和保温性能。

3.3 舱壁拼接

预制舱舱壁的拼接采用螺栓连接方案：拼接面贴密封胶条；紧固后利用聚氨酯全自动发泡工艺，空腔内填充发泡材料；在拼装和填充完成后，现场敷设金邦板。采用此工艺顺序，舱体拼缝处无冷桥、密封好，且舱壁美观、连续性好。

3.4 舱顶拼接

预制舱舱体顶部主框架梁的拼接，采用与舱底类似的工艺。

舱顶屋面的处理方面：在舱顶中间拼缝处打胶，在空腔中填充保温材料，并在拼缝上方增加盖板；最后在盖板的拼接处再加装盖板；全部满焊完成后对焊缝进行喷漆处理。

4 结束语

组合式预制舱是在预制舱基础上衍生而来，遵循国家电网公司提出的“标准化设计、工厂化加工、模块化建设、机械化施工”建设原则。组合式预制舱，合理提高了变电站的土地利用率，加快变电站建设进程，已通过实践验证，并在部分智能变电站示范工程试点站中应用。

今后，应进一步研究优化组合式预制舱技术，尽快构建起模块化的划分原则，形成通用设计，实现方案设计、物资采购、施工等过程的标准化，进而实现组合式预制舱的标准化配送。

参考文献：

[1]罗江怡.智能变电站中预制舱式组合二次设备的运用[J].硅谷，2014(21)：100,106.

[2]预制舱式二次组合设备技术规范： Q/GDW 11157—2014[S].

[3]丁丽平,韩付申,丁妍妍,等.预制舱并舱结构及仿真分析[J].CAD/CAM与制造业信息化，2014(11)：40-42.