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關于預制式地下箱式變電站的探討

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發布時間:2022-03-17 05:59:06 來源:浙江融成電氣科技有限公司

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1.前言
  隨著城市電網負荷的不斷增長、城市居民生活質量的提高,以及用電負荷深入負荷中心,低壓配電網的供電半徑逐步縮?。ㄊ袇^中心不大于100米)的要求,必須在人口稠密、建筑密度大的商業、經濟、文化中心建設配電設施,但城市中心繁華地區、文物保護區等地區,城市規劃部門對市容景觀及整體環境有著非凡要求,所以地上輸配電設施建設難度十分大,而且常規的地上箱式變電站造成與周邊環境不協調,影響了城市環境的協調性,城市居民及游客對地上箱變也頗有微詞,另外地上箱變建設除征地費用昂貴外,拆遷困難,場地不規則,施工條件困難等因數均給地上箱式變電站建設帶來了諸多不利因素。為解決變電站與四周環境不相協調問題,預制式地下箱式變電站產品成為供電部門的一大需求,預制式地下箱式變電站的建設成為必然。預制式地下箱式變電站的使用可布置在人行步道上,充分利用地下空間,而且所有設備安裝均在工廠完成,安裝時箱變僅分箱體部分和蓋體部分吊裝,大大的節省了施工的周期。
2.電氣部分
  預制式地下箱變適用于電纜環網型用戶,電氣主接線采用單母線接線。10kV中壓采用電纜環網型2K 1T型(10kV進線、出線和變壓器出線各1路)SF6環網柜,進出線配置SF6負荷開關及短路/接地故障指示器,變壓器出線配置SF6負荷開關-熔斷器組合。高壓電纜進出線全部采用下進下出方式。變壓器選用全密封油浸式變壓器,變壓器高低壓端子布置于變壓器器身的兩端,變壓器與高低壓設備的電纜連接均采用了T型肘型插頭直接插入的連接方式,使用方便同時起到全封閉全絕緣的防護作用。低壓系統采用全封閉配電柜,柜內選用塑殼斷路器,且配置一組補償電容器。低壓電纜進出線采用下進上出方式。由于運行環境(相對濕度95%以上)的要求,同時考慮雨季較長地區使用的問題,所以考慮所有電氣設備均采用防護等級較高的電氣設備,同時高低壓柜內二次進線均加裝防護罩。保證電氣設備在惡劣環境下安全可靠運行。
  箱式變壓器室內采用“品”字型布置,運行人員于箱體頂部沿爬梯而下,在箱內端部布置變壓器,左右兩側分別布置低壓配電柜和高壓環網柜及電纜進線柜。中心部分為操作空間。箱體底部設置300mm高的電纜夾層,用于穿設進線電纜及高壓環網柜及變壓器間的聯絡電纜。為滿足高壓電纜轉彎半徑的要求,在平面板底預制200mm高的高壓環網柜及低壓箱設備支架。
  地下箱變的箱蓋兩端設有通風口。10kV電源進線電纜由箱變上蓋側的通風“耳朵”處進入電纜進線柜,再經電纜夾層返上高壓環網柜。低壓電纜出線由對端的通風“耳朵”處出線進入電纜予埋管。所有的電纜出入口均由鋼管保護,外加防水處理。變壓器與高低壓設備采用電纜連接。同時地下箱變箱體預制復合環形封閉式地線網,箱體上部4處留出接地極,待施工時與新做地網可靠焊接。以解決地下箱變的接地問題。
  每臺箱變均裝設綜合控制儀實現對補償電容器的自動投切,同時實現對箱變的供電計量功能。采集箱變內的電流、電壓,有功功率、無功功率及計算有功電度和無功電度等遙測信息。并采集高、低壓開關位置、電纜故障信號、電容器保護動作信號等遙信信息。每臺箱變的綜合控制儀通過調制解調器及光纜與四周的箱變形成一個光纖網??蓪⑦b信信息傳送到集控中心,實現配電系統的自動化功能。
3.土建部分
  預制式地下箱變在工廠制做完成運至安裝地點,與現場預留的進出線電纜對接,完成電纜預留孔的防水封堵,將檢修人孔密封固定后,即可投入正式運行。預制式地下箱變可以安裝在道路下、花壇下,不僅很好地利用了地下豐富的空間資源,主要是滿足了一些非凡環境的市政規劃要求和苛刻的工期要求。
 地下箱變采用分體結構,由箱體和箱蓋組成。箱體結構:箱體為一個兩邊帶“耳朵”的長方體盒子,箱體尺寸為:高2500mmx長3700mmx寬2900mm,箱體重量約為13噸。箱體由鋼筋砼整體澆筑而成,箱體壁厚100mm,砼采用防水砼,在砼中摻入多功能復合劑,使砼具有高強、高抗滲、高耐久和抗裂性。箱體內部空間上下分為設備層和夾層兩部分。在箱體上預留爬梯,爬梯采用可伸展設計,檢修人員可以通過設在箱蓋上的活動人孔蓋板,沿箱體內爬梯進入箱內,將爬梯收起然后進行操作;在箱壁上安裝防潮燈,于夜間的檢修工作。箱蓋:地下箱變箱蓋結構由鍍鋅鋼板焊接成凹型,箱變整體安裝后填入瀝青砼、地板磚等與四周環境相同的材料,使箱變與四周環境融為一體,從而達到“視而不見”的效果;在箱蓋上設置檢修人孔,作為箱變運行中的出入口,在人孔處用活動蓋板做封堵,蓋板周邊安裝密封圈,通過螺釘固定蓋板;蓋板一邊與箱蓋連接,掀開后與箱蓋成90o支撐在箱蓋上,為便于工作人員出入,在人孔活動蓋板下面設欄桿,蓋板掀開后欄桿可作為扶手使用。夾層頂板:頂板結構同箱蓋,局部采用箅子,便于夾層內氣體交換。
  地下箱變的通風問題是電氣設備安全運行的必要保障。通風借助箱體外風力造成的風壓和由于室內外溫差形成的熱壓做為動力進行自然通風。地下箱變通過箱蓋“耳朵”的箅子進行通風。風從通風口百頁經過通風管先由上至下,再由下而上進入箱體,對設備進行散熱(同時保證SF6氣體泄漏后SF6氣體的排放),然后經過通風管從另一通風口百頁排出。兩個通風口的百頁朝著相對方向安裝,用來確定風的流向。為了使箱體內氣體充分交換,防止風直接通過箱體兩個通風管形成對流,造成風壓損失,在箱體內一側通風管處安裝輕質擋風板,迫使風在整個箱體內流通。
  地下箱變的防水是另一個核心問題,其主要包括箱體防水、箱體和箱蓋接口防水、通風口防水、電纜出入口防水和檢修人孔防水。箱體采用自防水結構,可有效防止地下水滲入;箱體和箱蓋接口處以及檢修人孔處均設置防水密封圈;電纜出入口處,首先在箱體上預埋穿墻防水套管,電纜敷設完成后,在電纜與套管之間填充瀝青麻絲、橡皮條的防水材料,再利用法蘭盤通過雙頭螺栓與套管固定,形成柔性防水節點。通風口考慮水自然滲入和利用浮球防水兩種情況;從通風口進入的少量水,通過通風百頁,自上而下自然滲入回填的砂石中;假如碰到大量水流入,水流不能盡快自然滲入地下的情況下,水位上升,則浮球也隨之上升,從而將通風管堵住,以防大水進入。
4.安裝及應用
  地下箱變在工廠內制做完成后運至現場,在安裝位置根據具體的土質情況,開挖同箱體體積相近的坑體,其大小根據現場土質確定;在坑體制做接地網,然后在坑底鋪一層150mm厚的砼墊層;將箱變吊裝就位,接入電纜,最后,在箱體與坑壁間用砂石填滿,并填充防止損壞箱體的防水處理表層。
  預制式地下箱式變電站主要應用于城市商業、經濟、文化中心等繁華地區,地下箱變的選址盡量避免安裝于城市的低洼處、坡道處。建議安裝于人行步道上等地勢較高處。解決了城市環境整體協調性,體現了“以人為本”的思想,箱變裝于地下,行人、游客步行其上、車輛通行均不受影響;箱變制造可實現工廠化,節約成本,縮短工期。同時地下箱變需要定期的檢查維護工作:每6個月定期清除通風口、滲水口的雜物,檢查浮球的狀態,同時檢查電纜入口處的密封性。
5.展望及前景
  隨著城市配電網的建設及城網改造工程的推進,在經后的奧運場館、城區中心地區危改項目中預制式地下箱式變電站將得以大力推廣。預制式地下箱式變電站做為新型的城市配電電氣設備,在技術上處于國內的先進領先水平,有著廣闊的發展前景和發展空間。預制式地下箱式變電站也將給供電部門帶來良好的應用效果及社會效益。


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