盧耀鋒1　郭海東2　王　波1

　　1.中國華電科工集團(tuán)有限公司，北京 100160；2．華電（那曲）新能源有限公司，西藏 那曲 652000

　　摘要：電氣設(shè)備的安全性與可靠性的保障是非常重要的，由于預(yù)制艙式電氣設(shè)備大部分運(yùn)行于相對(duì)密封的室內(nèi)環(huán)境，不直接遭受外界自然環(huán)境的影響，但預(yù)制艙只能提供相對(duì)良好的室內(nèi)環(huán)境，無法完全隔絕外部環(huán)境，不同地區(qū)的氣候環(huán)境對(duì)于電氣設(shè)備仍存在一定的影響。另外，電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中本身就存在一定程度的元件磨損，這對(duì)于電氣設(shè)備的使用也會(huì)造成一定的影響。因此，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行有效的運(yùn)行管理及安全維護(hù)是非常重要的，這樣才能夠有效降低電氣設(shè)備發(fā)生故障的概率，同時(shí)保證在電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)。預(yù)制艙和箱變項(xiàng)目在實(shí)際工程中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，有一個(gè)典型的案例，展示了項(xiàng)目中實(shí)施的情況。該項(xiàng)目位于中國西藏那曲色尼區(qū)桑丹，項(xiàng)目規(guī)模為120MW，取到了良好的實(shí)施效果。

　　關(guān)鍵詞：預(yù)制艙式；運(yùn)維；變壓器；通道設(shè)置　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　　中圖分類號(hào)：TM921

　　文章編號(hào)：2096-4137（2023）19-99-03　　DOI ：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2023.19.30

　　1　概述

　　隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷普及，對(duì)于電氣設(shè)備的故障排查也開始應(yīng)用自動(dòng)化管理，更加有效地進(jìn)行電氣設(shè)備的有效控制。硬件的技術(shù)水平提升還需要配合制度與體系要求，預(yù)制艙式電氣設(shè)備運(yùn)維特點(diǎn)與傳統(tǒng)變電站運(yùn)維特點(diǎn)與要求基本一致，主要包括以下4 個(gè)方面。

　　1.1　完善電氣設(shè)備運(yùn)行管理制度

　　完善電氣設(shè)備運(yùn)行管理制度是保證電氣設(shè)備得到有效管理與維護(hù)的基礎(chǔ)，在進(jìn)行制度完善的過程中，應(yīng)對(duì)電氣設(shè)備管理與維護(hù)的各個(gè)細(xì)節(jié)、各個(gè)步驟等進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，從而保證后期工作人員實(shí)施時(shí)能夠更好地進(jìn)行操作。

　　1.2　建立完善的技術(shù)管理體系

　　完善的技術(shù)管理體系是電氣設(shè)備有效管理、正常運(yùn)行的重要的保障，在實(shí)際的實(shí)施過程中，可以建立專門的管理平臺(tái)進(jìn)行電氣設(shè)備的運(yùn)行管理，從而能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備進(jìn)行充分了解，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中存在的問題。

　　1.3　改善電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境

　　電氣設(shè)備的運(yùn)行對(duì)環(huán)境是有一定要求的，為保障電氣設(shè)備更好地運(yùn)行，必須充分保證其運(yùn)行環(huán)境適宜，避免外界環(huán)境對(duì)其造成較大干擾。在進(jìn)行預(yù)制艙設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)要求，確保預(yù)制艙內(nèi)溫濕度適宜、干燥、通風(fēng)。

　　1.4　避免出現(xiàn)觸電事故

　　對(duì)于電氣設(shè)備維護(hù)工作來說，必須選用經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)的、具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行操作，只有不斷地嚴(yán)格要求，才能有效避免觸電事故的發(fā)生。另外，應(yīng)在電氣設(shè)備附近放置指示牌，避免不了解的人員發(fā)生觸電事故。預(yù)制艙的進(jìn)出要符合相關(guān)規(guī)程的要求，根據(jù)進(jìn)入權(quán)限設(shè)置相應(yīng)的門禁、閉鎖等，確保相關(guān)人員不會(huì)誤入帶電間隔或相應(yīng)隔室，避免產(chǎn)生安全隱患。

　　2　預(yù)制艙式電氣設(shè)備的運(yùn)維特點(diǎn)和要求

　　2.1　運(yùn)維通道的要求

　　模塊化裝配式預(yù)制艙變電站通過最大化工廠預(yù)制，實(shí)現(xiàn)變電站建設(shè)效率的提升，但由于要實(shí)現(xiàn)工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)裝配式的建設(shè)模式，受道路運(yùn)輸條件的限制和降低現(xiàn)場(chǎng)吊裝難度的需求，組成模塊化預(yù)制艙式變電站的各模塊單體尺寸受限。為滿足正常的道路運(yùn)輸條件要求，模塊單體尺寸通常不大于14m×3.4m×3.4m（長× 寬× 高），所以預(yù)制艙式電氣設(shè)備所具有的運(yùn)維空間相對(duì)于傳統(tǒng)的土建房屋變電站有一定程度的壓縮，但相應(yīng)空間的壓縮是有限制的，要保證基本的運(yùn)維檢修需求。通常在預(yù)制艙設(shè)備方案設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)參照《3-110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50060—2017）、《火力發(fā)電廠、變電站二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DLT 5136—2012）等相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但由于模塊外形尺寸的限制，在參照規(guī)范進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)取規(guī)范要求中的最小寬度要求。以控制室屛間距離和通道寬度為例，屏正面至屏正面的通道寬度在傳統(tǒng)土建房屋設(shè)計(jì)時(shí)一般采用1800mm 或以上，而在預(yù)制艙式設(shè)備中，屏正面至屏正面的通道寬度按規(guī)范規(guī)定的最小值1400mm 設(shè)計(jì)。

　　2.2　人員及設(shè)備運(yùn)檢的要求

　　目前，隨著電氣設(shè)備行業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，電力設(shè)備的可靠性已得到大幅度提高，免維護(hù)設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣泛，但日常運(yùn)維人員的巡視及個(gè)別情況下設(shè)備的運(yùn)檢需求，使得在預(yù)制艙方案設(shè)計(jì)時(shí)要做好人員逃生通道的設(shè)計(jì)及預(yù)留相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)出路徑，確保在實(shí)際應(yīng)用過程中一旦出現(xiàn)事故運(yùn)維人員可快速撤離，產(chǎn)生電氣設(shè)備質(zhì)量問題或發(fā)生需要進(jìn)行設(shè)備更換的情況時(shí)可進(jìn)行預(yù)制艙內(nèi)設(shè)備的正常更換。

　　3　預(yù)制艙式設(shè)備艙體內(nèi)運(yùn)維通道設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

　　模塊化裝配式預(yù)制艙變電站在功能實(shí)現(xiàn)上與傳統(tǒng)土建變電站一致，但整站布置形式及模塊化程度要大大超出傳統(tǒng)變電站。模塊化預(yù)制艙艙體模塊都是由預(yù)制艙體、電氣設(shè)備、艙體輔助設(shè)施等組成。各個(gè)預(yù)制艙組合設(shè)備具有功能獨(dú)立的配電裝置，預(yù)制艙設(shè)計(jì)滿足設(shè)備安裝、運(yùn)輸、調(diào)試、運(yùn)行等各環(huán)節(jié)的需求。模塊化變電站的標(biāo)準(zhǔn)模塊根據(jù)變電站設(shè)備的功能及電壓等級(jí)進(jìn)行劃分，通常有110kV 高壓預(yù)制艙、110kV 主變預(yù)制艙、10kV 中壓預(yù)制艙、二次預(yù)制艙、無功補(bǔ)償預(yù)制艙、輔助設(shè)備預(yù)制艙等。

　　為方便運(yùn)行，各電壓等級(jí)、各功能艙體都應(yīng)設(shè)置相關(guān)預(yù)制艙體內(nèi)部的運(yùn)維通道標(biāo)準(zhǔn)方案。

　　3.1　高壓組合電器預(yù)制艙

　　預(yù)制艙內(nèi)110kV GIS 設(shè)備采用三相共箱式結(jié)構(gòu)，間隔寬度取1.5m，110kV 配電裝置采用氣體絕緣GIS 設(shè)備，置于預(yù)制艙內(nèi)。110kV 高壓組合電器艙內(nèi)通道地面宜采用耐磨、耐滑、高強(qiáng)度地面。

　　預(yù)制艙式GIS 設(shè)備在工廠內(nèi)一體化生產(chǎn)、運(yùn)輸，整體外觀更加規(guī)整。GIS 預(yù)制艙內(nèi)巡檢及操作空間充足，日常巡視、調(diào)試工作在艙內(nèi)即可完成。

　　根據(jù)組合電器擴(kuò)建、安裝、檢修、運(yùn)行、維護(hù)及氣體回收確定所需的空間和通道要求，通過頂部吊裝，先解決了最大件問題，其他小件可以維護(hù)通道即可。鋼柱尺寸小，可以按照最低維護(hù)通道設(shè)置。常規(guī)變電站左右兩側(cè)留一個(gè)臨時(shí)布置位置，預(yù)制艙可不留備用位置。故預(yù)制艙內(nèi)110kV 高壓組合電器裝置四周設(shè)置的安裝，檢修和巡視的通道，主通道應(yīng)靠近斷路器側(cè)，寬度宜為1600mm；其他巡視通道寬度不應(yīng)小于1000mm。

　　3.2　變壓器預(yù)制艙

　　變壓器預(yù)制艙具有消音、降噪、防火的功能，具備A 級(jí)防火的能力，能夠滿足噪聲環(huán)評(píng)的需求。變壓器預(yù)制艙分為一體式變壓器預(yù)制艙和分體式變壓器預(yù)制艙；分體式變壓器預(yù)制艙分為變壓器本體預(yù)制艙和散熱器格柵兩部分。變壓器本體預(yù)制艙能夠滿足主變消音降噪及防火需求；散熱器格柵內(nèi)部用于安裝主變散熱器，用于滿足主變散熱的需求，散熱器格柵實(shí)現(xiàn)主變的全自冷散熱。

　　變壓器的巡查檢修需在艙內(nèi)開門完成，艙內(nèi)有預(yù)留足夠的檢修空間；艙內(nèi)油浸式變壓器外廓與后壁、側(cè)壁運(yùn)維通道應(yīng)不小于800mm，變壓器外廓與門之間運(yùn)維通道應(yīng)不小于1000mm。就地檢修的艙內(nèi)油浸式變壓器高度宜按照吊芯所需的最小高度再加700mm，寬度宜按變壓器兩側(cè)各加800mm。中性點(diǎn)與主變連接一般為架空排連接，建議放置在艙體內(nèi)部。若引出戶外現(xiàn)場(chǎng)施工不便利，且安全性不佳。

　　3.3　中壓預(yù)制艙

　　10kV 中壓預(yù)制艙內(nèi)配備KYN28-12 空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，根據(jù)設(shè)備安裝、運(yùn)行、檢修、搬運(yùn)、試驗(yàn)等確定預(yù)制艙所需的運(yùn)維通道。預(yù)制艙內(nèi)通道的設(shè)置符合《3-110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》（GB 50060—2017）的有關(guān)規(guī)定。

　　3.4　輔助設(shè)備預(yù)制艙

　　輔助設(shè)備預(yù)制艙通常分為接地變預(yù)制艙和無功補(bǔ)償預(yù)制艙。在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮不同規(guī)格接地變及無功補(bǔ)償裝置尺寸，滿足設(shè)備開門、檢修、通風(fēng)散熱等要求?？蚣苁綗o功補(bǔ)償預(yù)制艙，電抗器與電容器同布置于一個(gè)艙體內(nèi)，柜前為艙內(nèi)主通道，需考慮通道寬度不小于1200mm，柜后不設(shè)置檢修門，柜后可不設(shè)置巡視通道；同時(shí)，根據(jù)設(shè)備實(shí)際情況，艙體部分位置設(shè)置檢修門。

　　3.5　二次設(shè)備預(yù)制艙

　　二次預(yù)制艙艙內(nèi)二次屏按照一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能要求構(gòu)建變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)二次設(shè)備配置進(jìn)行整合優(yōu)化。二次屏柜采用艙內(nèi)三排屏柜布局形式，參考《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DLT 5136—2001） 要求。艙內(nèi)主通道寬度為1400mm，屏體正到屏體后應(yīng)不小于1200mm，屏體后到艙壁應(yīng)不小于800mm。

　　4　預(yù)制艙式設(shè)備艙體外運(yùn)維通道設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

　　預(yù)制艙式設(shè)備艙體外運(yùn)維通道的設(shè)置可參照傳統(tǒng)土建變電站設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)程規(guī)范，除應(yīng)符合帶電設(shè)備安全距離的規(guī)定，變電站站內(nèi)道路布置還應(yīng)滿足運(yùn)行、檢修、消防及設(shè)備安裝要求。在滿足設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)范的前提下，還應(yīng)額外考慮預(yù)制艙設(shè)備開門狀態(tài)下對(duì)于檢修空間的要求。

　　4.1　變電站消防設(shè)計(jì)對(duì)預(yù)制艙式設(shè)備外運(yùn)維通道的要求

　　參照《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB50229—2019）對(duì)建（構(gòu)）筑物火災(zāi)危險(xiǎn)性的分類，預(yù)制艙按火災(zāi)危險(xiǎn)性分類及其耐火等級(jí)為丙類一級(jí)、丙類二級(jí)、丁類二級(jí)、戊類二級(jí)。參照《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50229—2019）對(duì)變電站內(nèi)建（構(gòu)）筑物及設(shè)備的防火間距的規(guī)定，預(yù)制艙設(shè)備與事故油池及不同油量的油浸設(shè)備的防火間距設(shè)置如下：事故貯油池與預(yù)制艙設(shè)備的防火間距應(yīng)不低于5m；油浸變壓器、油浸電抗器及可燃介質(zhì)電容器與預(yù)制艙設(shè)備的防火間距應(yīng)不低于10m。當(dāng)預(yù)制艙與油浸變壓器或可燃介質(zhì)電容器等電氣設(shè)備防火間距不足10m 時(shí)，預(yù)制艙靠近電氣設(shè)備側(cè)應(yīng)設(shè)置為防火墻標(biāo)準(zhǔn)，且應(yīng)高于設(shè)備高度。當(dāng)防火間距小于5m 時(shí)，在設(shè)備外輪廓投影范圍外側(cè)各3m 內(nèi)的預(yù)制艙外側(cè)不應(yīng)設(shè)置門、窗、洞口和通風(fēng)孔；預(yù)制艙外側(cè)距電氣設(shè)備的防火間距在5 ～ 10m 范圍內(nèi)時(shí)可設(shè)置甲級(jí)防火門，設(shè)備高度以上可設(shè)置耐火極限不小于0.9h 的防火窗。

　　4.2　變電站防雷設(shè)計(jì)對(duì)預(yù)制艙式設(shè)備外運(yùn)維通道的要求

　　根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50057—2021）中關(guān)于建筑物的防雷分類，預(yù)制艙防雷措施可參照第一類防雷建筑物執(zhí)行。獨(dú)立接閃桿和架空接閃線或網(wǎng)的支柱及其接地裝置至預(yù)制艙及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物的間隔距離應(yīng)不小于3m。防直擊雷的專設(shè)引下線距出入口或人行道邊沿不宜小于3m。

　　4.3　變電站日常運(yùn)維檢修要求對(duì)預(yù)制艙式設(shè)備外運(yùn)維通道的要求

　　預(yù)制艙設(shè)備與預(yù)制艙設(shè)備之間、預(yù)制艙設(shè)備與站內(nèi)其他設(shè)備、建（構(gòu)）筑物之間的通道設(shè)置目前暫無相近設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)范可參照，一般以滿足日常運(yùn)維檢修為原則。

　　預(yù)制艙與道路邊緣距離一般不小于1.5m，預(yù)制艙至圍墻中心線距離一般不小于2m。

　　預(yù)制艙與預(yù)制艙之間的距離一般不小于3m；當(dāng)僅一側(cè)預(yù)制艙有開門需求時(shí)，兩艙體距離可以按2m 考慮；當(dāng)兩側(cè)艙體均沒有開門需求時(shí)，布置間距可按1m 考慮。

　　4.4　道路運(yùn)輸對(duì)預(yù)制式設(shè)備艙體外運(yùn)維通道的要求根據(jù)《變電站總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T 5056—2007）的相關(guān)規(guī)定，110kV 變電站內(nèi)主要環(huán)形消防道路路面寬度宜為4m，站區(qū)大門至主變壓器的運(yùn)輸?shù)缆穼挾?m；站內(nèi)道路的轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)根據(jù)行車要求和行車組織要求確定，一般不應(yīng)小于7m；站內(nèi)巡視道路路面寬度宜為0.6 ～ 1m；接入預(yù)制艙的人行道路寬度一般宜為1.5 ～ 2m。

　　作者簡介：盧耀鋒（1984-），男，河南安陽人，中國華電科工集團(tuán)有限公司電力工程師，研究方向：電力工程。

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　?。ㄘ?zé)任編輯：周羿廷）

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