CN103075034A - 一种变电站电气设备间 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站电气设备间，其特征在于：它包括按照集装箱尺寸设计的设备间和安装在所述设备间内的变电站电气设备，所述变电站电气设备包括若干二次设备屏位、35kV开关柜和10kV开关柜；所述二次设备屏位分成两排设置在所述设备间长度方向两侧，所述35kV开关柜和10kV开关柜单排设置在所述设备室的一侧，同时将每一个所述35kV开关柜和/或10kV开关柜的长度方向布置在所述设备间的宽度方向上；所述设备间内的两排所述二次设备屏位之间为巡视通道，所述设备间内与所述35kV开关柜和/或10kV开关柜相对的另一侧为巡视通道，所述设备间两端分别设置有连接所述巡视通道的房门；所述35kV开关柜和/或10kV开关柜背部的所述设备间壁面上设置有相对各所述开关柜的平开门。本发明可以广泛用于各种变电站的建设中。

Description

一种变电站电气设备间

技术领域

本发明涉及一种电气设备间，特别是关于一种变电站电气设备间。

背景技术

目前，美国、英国、荷兰等发达国家已经将集装箱应用到各种类型的建筑之中，如商场、酒店、住宅等，出现了许多成功范例。全球每年大约有30万个废旧集装箱被用于建造成集装箱房屋，建筑面积超过50万平方米。与国外集装箱建筑相比，国内关于集装箱建筑的研究和应用则相对较少。上世纪九十年代，国内集装箱建筑物较多使用在与集装箱运输业配套作业的临时建筑、露天存货活动相关的建筑、工程建设的临时工房中。近几年，国内设计和建造了一些集装箱建筑物，在功能、规模和表现形式上有了一些发展和创新。但在总体上，我国的集装箱建筑研究开发和使用上还处于较为初级的阶段。

变电站的建筑物属于工业建筑的范畴，其主要功能有三个：一是放置、保护变电设备，二是提供变电站生产人员活动空间，三是放置辅助生产工器具。以110kV户外AIS变电站为例，其站区建有一次电气设备生产用房、二次电气设备生产用房、辅助功能用房三大类建筑物。一次电气设备用房布置一次设备，主要是各电压等级开关柜等；二次设备用房布置保护屏、计算机等设备；生产辅助用房主要由值班人员休息室、会议室、工具室等房间构成。这三类用房对于房间的空间尺寸要求带有明显的个性需求特征，但是集装箱规格是遵循统一的尺寸和模型，所以融合统一集装箱和变电站各类用房的空间特征是技术难点。

现有变电站建筑物一般使用砖混结构、钢筋混凝土结构和钢结构，这三种结构形式的建筑物完全能实现变电站对建筑物的使用要求。但是，在目前国内变电站的建设过程中，除建筑物以外的其它部分（设备构架、支架和电力设备）均已实现了现场快速安装的施工模式。砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构建筑这一类的传统建筑施工模式特点是施工周期长、场地要求多、工程工序繁琐、现场脏杂乱差，难以实现变电站建设文明施工，并对变电站建设工期影响较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种便于工厂制造，且运输、安装、检修方便的变电站电气设备间。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种变电站电气设备间，其特征在于：它包括按照集装箱尺寸设计的设备间和安装在所述设备间内的变电站电气设备，所述变电站电气设备包括若干二次设备屏位、35kV开关柜和10kV开关柜；所述二次设备屏位分成两排设置在所述设备间长度方向两侧，所述35kV开关柜和10kV开关柜单排设置在所述设备室的一侧，同时将每一个所述35kV开关柜和/或10kV开关柜的长度方向布置在所述设备间的宽度方向上；所述设备间内的两排所述二次设备屏位之间为巡视通道，所述设备间内与所述35kV开关柜和/或10kV开关柜相对的另一侧为巡视通道，所述设备间两端分别设置有连接所述巡视通道的房门；所述35kV开关柜和/或10kV开关柜背部的所述设备间壁面上设置有相对各所述开关柜的平开门。

所述设备间为设置在110kV变电站中的四间，所述变电站电气设备为二次设备屏位32个，35kV开关柜14个，10kV开关柜28个，所述二次设备屏位的设备间一端设置在两端中部；32个所述二次设备屏位设置在一个所述设备间内，所述二次设备屏位所在的设备间一端的所述房门位于所述巡视通道端部的一侧，另一端的所述房门相对于所述巡视通道，且为两扇对开的平开门；14个所述35kV开关柜设置在一个所述设备间内，28个所述10kV开关柜平均设置在两个所述设备间内，所述35kV开关柜和10kV开关柜的设备间的两房门均为一扇门，其中一端的所述房门位于所述巡视通道端部一侧，另一端所述房门相对于所述巡视通道端面。

所述设备间壁面上设置的平开门为每两个所述开关柜背对一扇，其中六扇所述平开门两两相对设置。

所述设备间为设置在35kV变电站中的一间，所述变电站电气设备为二次设备屏位12个，35kV开关柜2个，10kV开关柜6个；12个所述二次设备屏位设置在所述设备间一端，2个所述35kV开关柜和6个所述10kV开关柜设置在所述设备间的另一端；所述二次设备屏位一端的的一房门设置在所述设备间该端的中部，所述35kV开关柜和10kV开关柜一端的房门设置在所述设备间该端远离各所述开关柜的一侧。

所述设备间壁面上设置的平开门为每两个所述开关柜背对一扇，八扇所述平开门两两相对设置。

所述设备间下部设置有一层地板，所述地板与所述设备间底面之间的夹层中走所述二次设备屏位的控制电缆和/或各所述开关柜的电力电缆，所述二次设备屏位的控制电缆集中成束后从所述设备间底面的1～2个电缆口引出，各所述开关柜的电力电缆分别直接引出所述设备间的底面。

所述设备间的一端设置有空调设备，所述空调设备的进风口设置在所述设备间一端的底面与所述地板之间，所述地板上间隔设置有用于向上出风的间隙，所述空调设备的出风口设置在所述空调设备的上部。

所述设备间的一端上、下分别设置有一风机，所述设备间的另一端设置有百叶窗，所述地板上间隔设置有用于换风的间隙。

所述设备间的外壁设置采用铝合金板，内壁采用不锈钢板，所述内、外壁之间填充有聚氨醋整体发泡隔热材料。

所述设备间的外壁喷涂有防火绝热涂料。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明设置了与集装箱尺寸一致的设备间，可以将变电站的电力设备安装到设备间内，使变电站的设备形成一个个整体运输模块，当有建设变电站需求时，可以根据需要将已经安装好的电力设备间，像普通集装箱一样运输到达变电站建设现场。不再进行设备拆卸安装等程序，直接与变电站其他电力设备连接使用。这样可以有效缩短变电站的建设周期。2、本发明变电站的电力设备直接在工厂制造安装，可以有效地提高生产效率，实现变电站的标准化、集成化、模块化和智能化建设，满足我国电网建设高速发展的需求，并可以成为今后变电站建设技术发展的方向。3、本发明参考普通集装箱的尺寸对设备间进行空间设计，通过巧妙的设计将各种不同的设备尽可能多地布置在设备间的空间内，进而形成规格化的产品，因此可以有效地减少建筑占地，节约工程造价。4、本发明在设备间内设置了架空地板，在地板与设备间底板之间的夹层内敷设设备线缆，同时将夹层设计为空调送风通道，巧妙地利用该空间同时解决线缆通道和空气调节风道问题。5、本发明预先在工厂对集装箱进行保温隔热、隔音吸声和防火等方面的处理，因此在提高模块化的设备间的各种安全使用性能要求的同时，能进一步缩短了现场施工周期。6、本发明在设备间内外合理地布置设备巡视通道、操作检修空间和安装更换通道，电力设备安装更换方便，工作人员巡视检修方便。特别是在35kV或10kV开关柜背部的设备间壁面上设置了可以开启的平开门，使检修和更换尤其方便。7、采用本发明设计的变电站可以改变传统变电站的施工方式，对我国电力建设技术的发展具有极其重要的意义。

附图说明

图1是本发明放置二次设备屏位的设备间布置示意图

图2是本发明放置35kV或10kV开关柜的设备间布置示意图

图3是本发明同时放置各种设备的混合设备间布置示意图

图4是本发明铺设有底板的二次设备屏位设备间示意图图

图5是本发明铺设有底板的35kV或10kV开关柜的设备间示意图

图6是本发明二次设备屏位设备间内空调设备布置示意图

图7是本发明35kV或10kV开关柜设备间空调设备布置示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

常用的国际标准集装箱有四种规格，分别为20尺柜、40尺柜、20尺高箱和40尺高箱，集装箱箱体的尺寸特点如下（如表1所示）：

表1箱体内部空间的尺寸特点

从表1中可以看出，每种集装箱内部空间大小与形状受到集装箱产品固有尺寸与结构的限制，是固定、不可变化的，无法根据需要“量体裁衣”，但是有几种空间尺寸进行选择。因此，如何将电力设备所需空间和辅助用房空间，设置在几个预先设定好的固定空间内是实现变电站集装箱建筑方案的难点。下面我们将对该技术点进行研究分析，根据各种不同情况的变电站设备布置进行举例说明。

实施例1：

某一个典型的110kV变电站中，全站的设备包括二次设备屏位32个，35kV开关柜14个，10kV开关柜28个。单个二次设备屏位的尺寸为600×600×2100（长×宽×高）（mm），单个35kV开关柜的尺寸为1500×600×2500（长×宽×高）（mm），单个10kV开关柜的尺寸为1500×600×2500（长×宽×高）（mm）。根据以上设备的需求，本发明将该变电站电气设备间1按照40尺高箱集装箱的尺寸设置为四个，其中二次设备室一个，35kV设备室一个，10kV设备室两个。

如图1所示，设备间1的二次设备室内设置32个二次设备屏位2，每一个二次设备屏位2的尺寸为600×600×2100（长×宽×高）（mm）。将所有二次设备屏位2均分成两排布置在设备室宽度方向的两侧，每排总长度尺寸为600×16=9600mm，宽度尺寸为600×2=1200mm，如果中间留出1150mm的巡视通道3，总宽度则为2350mm。由此可见，按照40尺高箱集装箱的尺寸设计的设备间1长度为12192mm、宽度为2438mm、高度为2921mm，能够满足32个二次设备屏位2的安装要求。在设备室两端分别设置有一能够开启的房门4、5，其中一房门4设置在巡视通道3一端的侧面，另一个房门5相对巡视通道3设置在设备室端面的中部，且将房门5设置成对开的两扇平开门，这样平时可以只开一扇房门5进行巡视和检修，需要更换设备时再整体打开两扇房门5。

如图2所示，设备间1的35kV设备室内设置14个35kV开关柜6，35kV开关柜6可以选用智能环境友好型金属封闭开关设备，每一个35kV开关柜6的尺寸为1500×600×2500（长×宽×高）（mm）。将所有35kV开关柜6单排布置在设备室宽度的一侧，同时将每一个35kV开关柜6的长度方向布置在设备室的宽度方向上。这样，14个35kV开关柜6在设备室长度方向上的总尺寸为600×14=8400mm，宽度尺寸为1500mm，如果在35kV设备室内的另一侧留出800mm的巡视通道7，则总宽度尺寸为2300mm。由此可见，按照40尺高箱集装箱的尺寸设计的设备间1长度为12192mm、宽度为2438mm、高度为2921mm，能够满足14个35kV开关柜6的安装要求。

在35kV设备室两端分别设置一能够开启的房门8、9，其中一房门8设置在巡视通道7一端的侧面，另一个房门9相对巡视通道7另一端设置在设备室端面的一侧，两扇房门9均为一扇门，作为巡视、操作和检修使用。在35kV设备室内将35kV开关柜6的屏正面面向巡视通道7，在35kV开关柜6背面的设备室壁板上设置若干能够向外开启的平开门10，平开门10的数量可以根据需要设置，比如：每两个开关柜6背对一个平开门10，除最后一个平开门10，其它的平开门均两两相对，通过这种方式设置的平开门10，可以实现方便地从35kV开关柜6背面对设备进行检修和更换。

10kV开关柜共有28个，10kV开关柜可以选用智能环境友好型金属封闭开关设备。由于10kV开关柜的尺寸为1500×600×2500（长×宽×高）（mm），与35kV开关柜6的尺寸相同，因此将28个10kV开关柜分成两组每组14个，设置在两个10kV设备室内，具体的设置方式与35kV开关柜6的设置方式相同，在此不再赘述。

实施例2：

某一个典型的35kV变电站中，全站的设备包括二次设备屏位12个，35kV开关柜2个，10kV开关柜6个。单个二次设备屏位2的尺寸为600×600×2100（长×宽×高）（mm），单个35kV开关柜的尺寸为1500×600×2500（长×宽×高）（mm），单个10kV开关柜的尺寸为1500×600×2500（长×宽×高）（mm）。本实施例设置的变电站电气设备间可以仅为一个混合室。

如图3所示，本实施例的在混合室内的一端分两排设置了12个二次设备屏位2，两排二次设备屏位2相对设置在混合室宽度方向的两侧，每排长度尺寸为600×6=3600mm，宽度尺寸为600×2=1200mm，如果中间留出1150mm的巡视通道3，总宽度尺寸为2350mm。将2个35kV开关柜6和6个10kV开关柜11单列并排设置在混合室3另一端的一侧，同时将每一个35kV开关柜33和10kV开关柜34的长度方向布置在混合室的宽度方向上；则总长度尺寸为600×（6＋2）=4800mm，宽度尺寸为1500mm，如果在另一侧留出800mm的巡视通道7，则总宽度尺寸为2300mm。由此可见，如果将4个二次设备屏位2、2个35kV开关柜7和6个10kV开关柜11设置在同一混合室内，混合室的整体长度尺寸为4800+3600=8400mm，最宽处的总宽度尺寸为2350mm。由此可见，按照40尺高箱集装箱的尺寸设计的设备间1长度为12192mm、宽度为2438mm、高度为2921mm，能够满足12个二次设备屏位2，2个35kV开关柜7和6个10kV开关柜11的安装要求。

在混合室3的两端设置有两个能够开启的房门5、8，靠近二次设备屏位2一端的房门5为两扇平开门，可以方便地更换二次设备屏位2，而靠近混合室另一端的房门8则为一扇门，此时的巡视通道为一由巡视通道3和巡视通道7组成的拐弯通道。另外，在2个35kV开关柜6和6个10kV开关柜11背面的混合室壁面上设置有若干能够向外开启的平开门10，平开门10的数量可以是4个两两对开，通过这种方式设置的平开门10，可以实现方便地从35kV开关柜6和10kV开关柜11背面对设备进行检修和更换。

从以上两种变电站的设计实施例中可以看出，普通集装箱箱体的尺寸能够与电气设备的尺寸和规模较好地契合。在实际工程设计中，本发明可以根据不同的变电站设计方案与规模来调整本发明的设备间1与集装箱的尺寸和数量的契合。

上述各实施例中，如图4所示，在二次设备屏位2所在的设备间1下部可以设置一定高度（比如200mm，但不限于此）的地板12，将二次设备屏位2抬高，并二次设备屏位2的控制电缆13从二次设备屏位2的底部穿入地板12与设备室1底部之间的夹层14中，然后再集中从一至两个电缆口进入设备室1下方基础中设置的电缆沟道15中。

上述各实施例中，如图5所示，35kV开关柜6和10kV开关柜11所在的设备间1一般不用设置地板12，35kV开关柜6和10kV开关柜11电力电缆16直接从设备间1的底部开洞进入设备间1下方基础中设置的电缆沟道15中。35kV开关柜6或10kV开关柜11所在的设备间1下部也可以设置一定高度的（比如200mm，但不限于此）的地板12，但是各开关柜6、11的电力电缆16不用集中到某个电缆口，而仍是开洞直接进入电缆沟道15。

上述各实施例中，由于普通的集装箱自身不具备隔热保暖功能，而变电站电力设备间1一般对设备的运行温度有较为挑剔的要求，因此可以采用在设备间1外部设置铝合金板作为外壁,在设备间1内部设置不锈钢板作为内壁,内、外壁之间设置有各种支撑筋，且填充保温发泡材料，以满足设备间1的隔热保暖功能，并具有隔音吸声效果。另外为了使设备间1夏季不会受到强烈阳光照射，本发明可以采用反射型防火绝热涂料喷涂在外壁上，提高设备间外壁的隔热性能，延缓钢结构温升，达到一定的防火保护作用。

上述各实施例中，为了适应各种不同条件下设备间1的温度要求，可以设置各种空调设备17，比如：如图6所示，各设备间1的地板12采用保温隔热材料，在地板12上间隔设置有连通夹层14的缝隙18，各缝隙18处可以设置用于加强和导向的轨道,地板12上的各种设备均让出缝隙18。这样冷（热）风可以从设备间1一端的下部由空调机送入夹层14,沿夹层向另一端纵向流动,并均匀不断地通过缝隙18向上送出冷（热）风，冷（热）风的出口与进口位于设备间的同一端上方，进而形成一循环空调系统。本发明还可以在设备间1内设置温度测量装置，通过测量结果来控制送风温度和风量大小。

上述实施例中，如图7所示，本发明的还可以在设备间1的一端上、下匀设置风机19、20，在设备间1的另一端设置百叶窗21，通过风机19、20向设备间1抽风换气，实现空气调节功能。本实施例可以在设备间1安装温控装置、传感器等，在温度达到设定值时，通过开启风机19、20和百叶21来进行空气调节。还可以根据运行工况要求，开启上侧风机19或下侧风机20。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种变电站电气设备间，其特征在于：它包括按照集装箱尺寸设计的设备间和安装在所述设备间内的变电站电气设备，所述变电站电气设备包括若干二次设备屏位、35kV开关柜和10kV开关柜；所述二次设备屏位分成两排设置在所述设备间长度方向两侧，所述35kV开关柜和10kV开关柜单排设置在所述设备室的一侧，同时将每一个所述35kV开关柜和/或10kV开关柜的长度方向布置在所述设备间的宽度方向上；所述设备间内的两排所述二次设备屏位之间为巡视通道，所述设备间内与所述35kV开关柜和/或10kV开关柜相对的另一侧为巡视通道，所述设备间两端分别设置有连接所述巡视通道的房门；所述35kV开关柜和/或10kV开关柜背部的所述设备间壁面上设置有相对各所述开关柜的平开门。

2.如权利要求1所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间为设置在110kV变电站中的四间，所述变电站电气设备为二次设备屏位32个，35kV开关柜14个，10kV开关柜28个，所述二次设备屏位的设备间一端设置在两端中部；32个所述二次设备屏位设置在一个所述设备间内，所述二次设备屏位所在的设备间一端的所述房门位于所述巡视通道端部的一侧，另一端的所述房门相对于所述巡视通道，且为两扇对开的平开门；14个所述35kV开关柜设置在一个所述设备间内，28个所述10kV开关柜平均设置在两个所述设备间内，所述35kV开关柜和10kV开关柜的设备间的两房门均为一扇门，其中一端的所述房门位于所述巡视通道端部一侧，另一端所述房门相对于所述巡视通道端面。

3.如权利要求2所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间壁面上设置的平开门为每两个所述开关柜背对一扇，其中六扇所述平开门两两相对设置。

4.如权利要求1所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间为设置在35kV变电站中的一间，所述变电站电气设备为二次设备屏位12个，35kV开关柜2个，10kV开关柜6个；12个所述二次设备屏位设置在所述设备间一端，2个所述35kV开关柜和6个所述10kV开关柜设置在所述设备间的另一端；所述二次设备屏位一端的的一房门设置在所述设备间该端的中部，所述35kV开关柜和10kV开关柜一端的房门设置在所述设备间该端远离各所述开关柜的一侧。

5.如权利要求4所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间壁面上设置的平开门为每两个所述开关柜背对一扇，八扇所述平开门两两相对设置。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间下部设置有一层地板，所述地板与所述设备间底面之间的夹层中走所述二次设备屏位的控制电缆和/或各所述开关柜的电力电缆，所述二次设备屏位的控制电缆集中成束后从所述设备间底面的1～2个电缆口引出，各所述开关柜的电力电缆分别直接引出所述设备间的底面。

7.如权利要求6所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间的一端设置有空调设备，所述空调设备的进风口设置在所述设备间一端的底面与所述地板之间，所述地板上间隔设置有用于向上出风的间隙，所述空调设备的出风口设置在所述空调设备的上部。

8.如权利要求6所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间的一端上、下分别设置有一风机，所述设备间的另一端设置有百叶窗，所述地板上间隔设置有用于换风的间隙。

9.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间的外壁设置采用铝合金板，内壁采用不锈钢板，所述内、外壁之间填充有聚氨醋整体发泡隔热材料。

10.如权利要求9所述的一种变电站电气设备间，其特征在于：所述设备间的外壁喷涂有防火绝热涂料。

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