具体实施方式

下面将结合附图1-图9对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种环保型非金属模块化预制舱式220kV(110kV)智能变电站；该产品采用“模块化设计、工厂化加工、装配式建设”的模式，将变电站GIS、主变、35kV开关柜、10kV开关柜、无功补偿(SVG)、消弧线圈、综自系统及其他辅控系统在工厂内安装调试完毕，装入环保型非金属模块化智能预制舱内，从而形成GIS预制舱、主变预制舱、35kV预制舱、10kV预制舱、二次组合设备预制舱、无功补偿(SVG)预制舱、消弧线圈预制舱、生活预制舱等八个模块化预制舱，实现了电网建设中一、二次系统集成化、装配模块化、建设过程工厂化、施工简单化、外形美观化，缩短了建设周期，降低了工程造价，提高了电网运行的可靠性，满足了客户对变电站建设快速、安全、可靠、经济、环保的多种需求。

适用范围：适用于各行业、各地域、各环境500kV及以下变电站新建、改(扩)建工程项目。

使用条件：1、安装场所的海拔高度5500m及以下；2、环境温度：最高气温+55℃；最低气温-45℃；3、地震烈度为Ⅸ度。

主要技术参数；1、电压等级≤500kV；2、变压器容量20MVA～240MVA。

产品采用模块化设计，整站分为八个模块化预制舱：GIS预制舱、主变预制舱、35kV预制舱、10kV预制舱、二次组合设备预制舱、无功补偿(SVG)预制舱、消弧线圈预制舱、生活预制舱。

对应的舱体经过系统受力分析及强度计算。舱体采用十多种增强型环保材料经特殊工艺加工而成。根据变电站现场及道路情况，舱体可整体或分体运输。

下面分别针对八个模块化预制舱进行详细说明；

所述GIS预制舱，如图2所示；进出线方式采用GIS进出线方式——架空或电缆。一次设备选用国际/国内先进技术GIS组合电器设备。满足GIS组合电气设备所有的一次方案和各种布置方式。可根据客户需求实现普通电气控制或智能数字化控制。可选配SF6气体自动回收装置。

结构布置；模块结构，分体运输，便于配送。单列布置，设置检修走廊。SF6监测报警和自动排风系统。采用缓震技术，减少GIS操作震动传导。

所述变压器预制舱，如图3所示；主变压器；容量可选择范围20MVA～120MVA,可根据电力负荷密度灵活选择；变压器调压方式根据系统情况计算确定。主变压器可采用两绕组、三绕组或自耦，无载调压或有载调压变压器；变压器可采用分体布置，本体完全封闭，隔绝噪声，散热器全开放式，散热无障碍；可配置油中气体在线监测装置；散热设计:全自冷，无风机。

所述35kV预制舱，如图4所示；进出线方式35kV进出线——架空或电缆。一次设备可采用KYN61-40.5金属铠装移开式开关设备，也可采用40.5kV气体绝缘开关设备。结构布置，模块结构，分体运输，便于配送；单列/双列布置，设置检修走廊；舱内设置电缆沟；舱内设有火灾预警系统，提前发现故障；SF6监测报警和自动排风系统(配套40.5kV气体绝缘开关设备)。

所述10kV预制舱，如图5所示，可采用KYN-12金属铠装中置移开式开关设备，也可采用XGN-12箱型固定式金属封闭开关设备。结构布置：模块结构，分体运输，便于配送；单列/双列布置，设置检修走廊；舱内设置电缆沟；舱内设有火灾预警系统，提前发现故障。

所述二次组合设备预制舱，如图6所示；计算机监控系统；系统对设备运行和环境监控，以及视频监控等所有监控系统高度集成，统一平台，统一组态，保证变电站安全、可靠运行。

保护及自动装置；实现了对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视，测量，自动控制和微机保护以及与调度通信等综合性的自动化功能。

电源系统，由直流操作电源系统、交流操作电源系统、UPS电源系统组成。

电能计量设备，配备计量表计，实现计量功能。

公用系统，包含调度数据网、时间同步系统、火灾报警系统、微机五防系统等，保证变电站整体安全稳定运行。

结构布置：采用高档次，标准柜型，双列布置一体化设计。设置检修走廊。屏柜后部可设置检修门，解决二次设备柜柜后检修难题。

所述无功补偿(SVG)预制舱，如图7所示；依据变电站规模及用户要求，设置无功补偿预制舱。补偿容量一设定为主变容量的10％～30％。成套装置可采用TBB、SVG等多种补偿方案。配套集成有电容、电抗、放电线圈等一二次设备。

所述消弧线圈预制舱，如图8所示；依据变电站规模及用户要求，配置消弧线圈预制舱。具体接地变参数依据设计院要求配置。消弧线圈可选用相控式、调匝式、偏磁式等方式。

所述生活预制舱，如图9所示；按居家设计，温馨舒适。预制舱照明、通风系统。

照明系统；各预制舱设有LED冷光源照明系统，达到300-500LX，远高于《建筑照明设计标准》(GB50034)的要求。

通风系统；各预制舱根据舱内设备的不同，设有良好的自然通风、强排通风系统。

本发明所述舱体具有如下特点：舱体整体结构经过系统受力分析及强度计算后，采用一种增强型环保材料经特殊工艺浇注形成壳体模块，壳体模块拼装成形后，经内外装饰成为舱体，具有如下特点：

防火：防火等级高——A1级以上，耐火3小时以上；

透气：透气性好——达到居民住房舒适度标准；

防潮：防潮性强——箱体内含防潮材料，不凝露；

隔音：隔音效果好——采用声屏障技术、降低变压器噪音至40dB以下；

隔热：隔热性好——抗暴晒，外壳级别20K；

抗冲击：抗冲击能力强——机械强度高，远高于GB/T17467国家标准规定的20J外部机械撞击能量要求；

抗冻：抗冻能力强；

寿命：箱体内含特殊材料，耐腐蚀性强，使用寿命长达50年；

美观：可彩绘或喷石装饰，与环境融为一体；

占地：占地小，布局灵活，不受地形限制；

建站快：2～4个月建站周期。

建站模式如下：

土建工作：现场仅需场平后制作各模块基础、电缆沟及相关辅助设施，土建工作即可完毕。与传统建站模式相比，土建构筑物被预制舱替代，大大减少了土建工作量，解决了传统建站模式土建工程量大、建设周期长的问题，避免了建站时间受土建工程制约的情况。

预制舱工厂化生产：在土建工作进行的同时，全站各模块采用工厂化预制、组装、调试。

配送式运输、装配式建设：各模块采用标准化设计，满足公路道路运输要求，各模块生产完成，现场具备装配条件后，配送至现场，吊装就位，15-30天，就可实现变电站从无到有的转变。

验收投运：各模块就位后，进行一二次连接施工，完成后调试验收投运。“模块化结构+分体运输+装配式设计安装”模式将变电站建设周期大大缩短。

本发明所述的环保型非金属模块化预制舱式220kV(110kV)智能变电站，是按照国家电网公司标准配送式智能变电站“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的建站理念，在基于环保非金属箱式变电站产品的成熟制造技术基础上，融合了智能变电站技术、模块化预制舱式技术和高性能纤维复合材料预制件技术而创新升级的新一代预制舱式变电站产品。

该产品按变电站功能可分为110kV GIS组合电器预制舱、主变压器预制舱、35kV开关设备预制舱、10kV开关设备预制舱、二次组合设备预制舱、无功补偿(SVG)预制舱、消弧线圈预制舱、生活预制舱等八个模块化预制舱，舱体均是在工厂内用高性能纤维混凝土预制件(该预制件是一种将玻璃纤维或玄武岩纤维丝(网)、高分子材料、快硬硫铝酸盐水泥、砂、化合物等多种材料按特定比例，经搅拌高压喷射浇筑在用槽钢、钢筋制作成型的模具内，经24小时静置形成的高性能纤维复合材料)，通过干式工法拼装成形，经内外部装修装饰后形成的。舱体内布置有一次设备、二次设备以及电源设备、通信设备和安防、消防、视频监控等辅助设施，具有与常规变电站二次设备室相同的功能。舱体内还设置有空调、照明、应急灯设施，为设备运行及运维操作提供适宜的环境，有助于延缓设备老化，延长使用寿命。预制舱内部电力设备在工厂内完成制作、组装、配线、调试等工作，并在综合考虑运输条件下，采取适当措施有效固定后，以模块化预制舱形式整体或分段配送至变电站建设现场吊装、组合、就位，整站无地面以上土建建筑物。

产品完全遵循现行的变电站、电力设备设计、生产、组装相关国家标准和行业规范，同时还兼顾国网标准配送式建站的要求，具有绿色环保(能源消耗低、环境影响小、人体舒适感强)；占地面积小(布局紧凑，占地面积和高度相较于土建变电站减少了30％以上)；建设周期短(现场土建工作量相较于常规土建变电站减少了70％以上，设备安装工作量减少了80％以上，全站建设周期仅用60天)；建设投资省(相较于传统土建变电站全寿命周期运行成本下降7％左右)；安全可靠(整站无裸露导电体，无裸露电气设备，舱体防护等级高，杜绝了意外触电风险)；布局灵活(可根据站址地形灵活采用双层立体布置(110kV GIS组合电器预制舱置顶节省空间，35kV开关设备预制舱、10kV开关设备预制舱、二次组合设备预制舱在下成品字形布置)，或者“一”字形、“L”字形等积木式组合布置)；外型美观(外壳喷绘色彩和图案，与周围环境融为一体)等特点，从而实现了新一代智能变电站建设系统集成化、生产工厂化、装配模块化、施工简单化的“四化”要求，是一种创新的快速配送式、快速装配式建站模式，极大满足了智能变电站建设要求绿色、环保、美观、安全、可靠、快速、经济的多种需求。

本项目产品主要技术特点：

1、该产品融合了智能变电站技术、模块化预制舱式技术和高性能纤维复合材料预制件技术，将变电站各设备按功能划分成不同的预制舱模块，各设备按对应功能分别集成在数台非金属预制舱体内，具有绿色环保、占地面积小、建设周期短、建设投资省、安全可靠、布局灵活、外型美观等特点，是新一代预制舱式变电站产品。

2、创新研发了一种用于预制舱体的环保型非金属材料——玄武岩纤维复合材料预制件。该预制件具有抗冲击能力强(抗冲击能量>20J)、防腐能力强(60年不生锈)、防辐射性强(辐射指数低于国家标准)、隔热性能好(传热系数

<2.0W/(m2·k))、抗冻性能好(耐冻融次数>15次)、隔音性能好(不高于建筑构件空气声隔声性能5级)、燃烧性能好(达到不燃A(A1)级)、耐火性能好(耐火3小时以上)、耐候性能好等良好的物理性能。

3、用干式工法将玄武岩纤维复合材料预制件拼装成形，并经内外装饰后形成的非金属预制舱模块具有耐候性能好(抗冻性能好、抗冲击能力强、防腐能力强、防辐射性强)、密封性能好(燃烧性能好、耐火性能好、隔音性能好、隔热性能好)、防潮、防凝露等关键物理性能，有效解决了金属预制舱易腐蚀，防水性能差，导热系数大，防火性能较差的缺陷和不足。

4、各预制舱模块化设计，可根据站址地形采用上下双层立体、“一”字形、“L”字形等形式灵活积木式组合布置，大大减少了变电站占地面积。

5、预制舱底框采用H型钢和槽钢焊接而成，为底部隔热保温，采用岩棉板和岩棉夹芯板，同时在底部内表面上铺设陶瓷防静电地板，以提高预制舱整体保温效果。预制舱屋顶采用泡沫彩钢板表面覆盖树脂瓦，其中屋面彩钢板防腐层厚度为0.425mm，阻燃泡沫密度为18kg/m3，采用双坡屋顶结构，树脂瓦按水平倾斜度6.6°敷设，以预防积水和积雪。舱体屋面采用集中收排水结构。

6、预制舱内环境温湿度控制采用一主一备两台微正压冷暖工业空调、柜内加热器、舱内除湿机，空调制冷量按照每平方米150W配置，确保舱内环境温度控制范围+18～+25℃，相对湿度控制在45％～75％，任何情况无凝露。

7、预制舱内通风按事故排风系统设计，采用多对正反转风机、风阀强力抽送风，5分钟将舱内空气更换一遍。

8、预制舱内照明采用LED节能环保灯具，按舱内0.75米水平面的照度不小于300lx配置，分正常照明与事故照明，配置失电自动切换开关，当正常照明电源失电时可自动切换至事故照明电源。

9、预制舱体电缆进出线位置加装硅橡胶，通风孔加装防水罩，舱门板加装三元乙丙密封条，拼缝处填充发泡剂并涂抹密封胶，并做防水防尘处理，以增强密封性能，避免潮气、粉尘进入舱体。

10、预制舱采用了等离子感温、感烟探测的预警技术，能够对火情进行极早期预警。

11、预制舱采用了多层复合隔音技术，在舱内增加2cm厚隔音棉专用门，在空调、风机处加装阻性或阻抗复合式消声器，在空调安装固定支架处配置弹性材料或器件，在变压器本体与地基处增加减震和有源消声装置，使变电站周围环境噪音小于55dB，设备运行更加安全安静。

12、预制舱二次屏柜采用800mm宽尺寸，配置前接线、前显示式二次装置，双列靠墙布置，以增加预制舱容量，提高舱内空间利用率。

13、预制舱二次接线采用预制光缆、电缆“即插即用”技术，舱内与舱外光纤联系采用预制光缆，舱内与舱外电缆联系采用预制电缆，以替代传统光缆熔接方式和电缆端子排压接方式，实现二次设备即插即用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。