CN212751607U - 一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，涉及天然气气田工程建设技术领域；变电站的结构布置型式为双层布置，变电站按照35kV变电站建设规模采用预制舱式结构，模块化单元预制舱包括在变电站上层紧挨排列的10kV预制舱和0.4kV低压预制舱，以及在变电站下层紧挨依次排列的35kV预制舱、微机综合自动化预制舱及变压器预制舱，在预制舱内设有运行操作通道，在每个单元预制舱内配置有照明设备、暖通设备及消防火灾报警系统；通过实施本技术方案，能够有效解决天然气厂站35kV变电站设备安装分散的问题，实现变配电设备橇装化集成，有效节约占地面积，减少前期投资建设成本，且能有效提高施工质量，缩短施工周期，适合天然气厂站的滚动开发。

Description

一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站

技术领域

本实用新型涉及天然气气田工程建设技术领域，具体地讲，涉及一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站。

背景技术

天然气气田工程中的集气脱水增压站、天然气净化厂及天然气内部集输增压站主要用电工艺设施根据国家相关规范要求，该类型负荷等级一般为二级，负荷容量3000-12500kVA不等，属于35kV电压等级。常规设计中，35kV变电站建设设备基础、土建预埋等修改较多，现场施工工作量较大；设备安装分散，占地面积大，室内布线、电缆连接周期长；多种不同设备的供应商，集成难度大，设备现场调试周期长；通常设计及建设周期为6-8个月。同时国内天然气厂站大部分位于偏远地区，地貌特征多为山地、丘陵、戈壁沙漠，项目建设地点自然环境条件差，交通不便，地质条件差，这些因素制约了天然气地面建设的发展需求，特别是页岩气、煤层气技术的快速发展，越来越显现出气田滚动开发、分期实施的特点。

由上所述，开展天然气厂站的智能化免维护橇装变电站研究势在必行，近年来随着国家电网110kV、220kV变电站橇装化发展的趋势，橇装变电站技术日趋成熟，对天然气行业电力供应提供了可靠的保证及技术借鉴；但现有天然气厂站35kV变电站存在以下缺陷：天然气厂站35kV变电站设备安装分散，占地面积大，室内布线、电缆连接周期长，故存在前期投资建设成本高，系统集成化水平较低的技术问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其目的在于能够有效解决天然气厂站35kV变电站设备安装分散的技术问题，实现变配电设备橇装化集成，有效节约占地面积并使变电站系统高度集成化，减少前期投资建设成本，同时能有效提高施工质量，缩短施工周期，特别适合天然气厂站的滚动开发。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，所述变电站的结构布置型式为双层布置，且所述变电站按照35kV变电站建设规模采用预制舱式结构，以使变电站内部采用钢板及阻燃绝缘隔板分隔成多个模块化单元预制舱，模块化单元预制舱包括在变电站上层紧挨排列的10kV预制舱和0.4kV低压预制舱，以及在变电站下层紧挨依次排列的35kV预制舱、微机综合自动化预制舱及变压器预制舱，每个单元预制舱设置有用于35kV及以下不同电压等级的变配电设备；在变电站上下层之间及下层预制舱中部设有不锈钢桥架为支撑的电缆通道，以使电缆能够按不同电压等级分开敷设；在预制舱内设有运行操作通道，在每个单元预制舱内配置有照明设备、暖通设备及消防火灾报警系统。

作为优选方案，所述35kV预制舱内配置有35kV高压开关柜，且35kV高压开关柜选用SF6气体绝缘开关柜，且在35kV预制舱底部设置有轴流风机，所述轴流风机与SF6气体绝缘开关柜配置的SF6气体监测探头联锁控制，以使自动启动轴流风机的运行。

作为优选方案，所述微机综合自动化预制舱内部设置有微机综合自动化组屏和交直流一体化电源，所述微机综合自动化组屏包括有35kV主变保护屏、通信管理机屏、主机监控屏及电气监控屏，所述微机综合自动化组屏与交直流一体化电源采用双列面对面布置，且所述交直流一体化电源用于提供35kV、10kV、0.4kV配电设备的用电。

作为优选方案，所述变压器预制舱内部设有两台干式变压器，且两台干式变压器在所述变压器预制舱内具有独立隔室，所述干式变压器提供气田增压站、净化厂低压用电设备负荷用电。

作为优选方案，所述10kV预制舱内设置有10kV开关柜，用于提供天然气增压站、净化厂内压缩机、10kV工艺机泵及站内干式变压器的电源，其结构型式为金属铠装式中置开关柜；所述0.4kV低压预制舱内配置有0.4kV低压配电柜，并根据负荷种类设有进线柜、馈线柜、电机柜、母联柜及电容补偿柜；且所述馈线柜、电机柜及母联柜采用固定分隔式或抽屉式结构。

作为优选方案，所述照明设备包括在各预制舱顶部设置的照明灯具及备用照明灯具、在各预制舱侧墙上设置的应急照明灯具及在运行操作通道出口顶部设置的疏散出口指示灯，以使所述备用照明灯具及应急照明灯具与交直流一体化电源连接。

作为优选方案，所述消防火灾报警系统包括火灾探测器、声光报警器、手动报警按钮及火灾报警控制器，且获得的报警信号能够通过RS485通信模块上传至石油天然气增压站、净化厂控制室，以实现对无人值守变电站的火灾消防联动控制。

作为优选方案，所述变电站还配置有视频监控系统，在各单元预制舱的室内及室外均设置有视频监控摄像机，能够全方位观测整个橇装变电站的运行情况，并配置有一体化监控屏，以使各视频监控摄像机获得的视频信号均能够上传至增压站、净化厂中心控制室，实现了无人值守变电站的智能化监控。

作为优选方案，所述电缆通道包括在变电站上层和下层之间设置的用于电缆敷设的电缆夹层及在下层预制舱中部设置的使用不锈钢桥架为支撑的通道竖井，以使电缆分开敷设，使动力、照明、控制及通信电缆分开敷设，有效防止电磁干扰，确保监控保护系统的运行稳定。在变电站上层与下层外侧均设置有环形检修平台，环形检修平台采用H型钢支撑并由钢格板作为平台组件，且在环形检修平台外侧安装有钢制护栏；在变电站上层与下层环形检修平台之间设置有斜爬梯，斜爬梯用于作为变电站上层与下层环形检修平台的检修通道。

作为优选方案，在10kV预制舱、0.4kV低压预制舱和35kV预制舱内均设置有扩展位置，其中35kV预制舱内的扩展位置用于为35kV开关柜、综合自动化系统的扩展预留空间；10kV预制舱内的扩展位置用于为10kV开关柜的扩展预留空间；0.4kV低压预制舱内的扩展位置用于为0.4kV低压配电柜的扩展预留空间；可适用于同类型增压站场、净化厂的设备供电的扩展。

如上所述，本实用新型相对于现有技术至少具有如下有益效果：

1.本实用新型橇装变电站结构布置型式为双层布置，且按照35kV变电站建设规模采用预制舱式结构，变电站模块化单元分隔，能有效的节省占地面积，减少前期投资建设成本，同时模块化单元预制舱采用钢板及阻燃绝缘隔板分隔而成，能有效提高施工质量，缩短施工周期，特别适合天然气厂站的滚动开发。

2.本实用新型橇装变电站通过电气监控系统、视频监控系统、火灾自动报警系统等智能化设备实现全站电气设备运行状态实时监测，通过采集设备工作时非电量参数，后台诊断系统分析各项参数特征，预测或发现故障；且预制舱设置智能管控系统，实现站内火灾报警系统及SF6气体监测报警系统的联动，保证运行维护人员及设备安全，提高供电可靠性，最大限度发挥设备免维护优势。

3.本实用新型橇装变电站模块化单元预制舱配置有扩展位置，可适用于同类型增压站场、净化厂的设备供电的扩展。

综上所述，本实用新型橇装变电站实现供配电系统、自动控制系统、通信系统的整体技术集成及变电站橇装化、智能化提供了有利的依据，能够有效解决天然气厂站35kV变电站设备安装分散的技术问题，实现变配电设备橇装化集成，实现橇装式变电站的信息数字化、通信网络化、设备标准化，同时提高天然气气田增压站、净化厂的供配电智能化水平，满足供电高可靠性要求，设备安装调试均在橇装变电站内完成，现场调试组装工作量小；模块化单元预制舱设备布置紧凑，尺寸、重量及设备固定满足四级公路的运输要求，便于现场吊装，可快速组装及拆卸，移动性能好，节省工程建设周期，节约项目投资。

附图说明

本实用新型将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中

图1是本实用新型实施例用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站下层的示意图；

图2是本实用新型实施例用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站上层的示意图；

图3是本实用新型实施例用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站整体立面图。

附图标记说明：1-35kV预制舱；2-微机综合自动化预制舱；3-变压器预制舱；4-10kV预制舱；5-0.4kV低压预制舱；61-照明设备；62-暖通设备；7-消防火灾报警系统；8-视频监控系统；91-电缆通道；92-环形检修平台；93-斜爬梯；10-扩展位置。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例基本如图1至图3所示：本实施例提供了一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，该变电站的结构布置型式为双层布置，变电站按照35kV变电站建设规模采用预制舱式结构，以使变电站内部采用钢板及阻燃绝缘隔板分隔成多个模块化单元预制舱，模块化单元预制舱包括在变电站上层紧挨排列的10kV预制舱4和0.4kV低压预制舱5，以及在变电站下层紧挨依次排列的35kV预制舱1、微机综合自动化预制舱2及变压器预制舱3，每个单元预制舱采用高密度保温棉并设置有用于35kV及以下不同电压等级的变配电设备，35kV及以下配电装置及相应的控制设备采用移出式或插拔式结构，母线系统采用免维护技术，减少橇装变电所的检修维护空间要求，且在预制舱内设有运行操作通道，在每个单元预制舱内配置有照明设备61、暖通设备62及消防火灾报警系统7，人员出入通道处设门禁系统。

本实施例橇装变电站整体结构为钢制橇装式，橇装变电站底座采用H型钢及矩形钢管焊接成整体框架，门板及顶盖均采用优质冷轧钢板，内外钢板间通过冲压槽孔点焊连接；橇装变电站上层与下层均固定安装于钢制横梁上，橇装变电站底部为抬高式布置并放置于条形基础梁，各预制舱地板设有可开启的活动钢板，便于检修；预制舱底部夹层设置等电位连接端子排用于接地，整个橇装式变电站设置于条形基础上。

智能化免维护橇装变电站按照无人值守变电站设计要求还配置有视频监控系统8，在各单元预制舱的室内及室外均设置有视频监控摄像机，能够全方位观测整个橇装变电站的运行情况，并配置有一体化监控屏，以使各视频监控摄像机获得的视频信号均能够上传至增压站、净化厂中心控制室，实现了无人值守变电站的智能化监控。

本实施例提供的35kV预制舱1内配置有35kV高压开关柜，为减少设备占用空间，35kV高压开关柜选用SF6气体绝缘开关柜，根据负荷等级为双电源进线，采用单母线分段型式，包括进线柜2面、母联柜1面、隔离柜1面、变压器出线柜2面、备用柜2面，35kV开关柜出线电缆采用隔离密封件封堵，通信电缆在底部夹层敷设；且在35kV预制舱1底部设置有轴流风机，轴流风机与SF6气体绝缘开关柜配置的SF6气体监测探头联锁控制，以使自动启动轴流风机的运行。

本实施例提供的微机综合自动化预制舱2内部设置有微机综合自动化组屏和交直流一体化电源，具体地，微机综合自动化组屏包括有两面35kV主变保护屏、1面通信管理机屏、1面主机监控屏及1面低压电气监控屏，微机综合自动化系统后台机、打印机均由监控主机集成，安装在主机监控屏内，微机综合自动化组屏与交直流一体化电源采用双列面对面布置，中间设检修维护通道，柜体结构均采用单轴式前部开门，且交直流一体化电源用于提供35kV、10kV、0.4kV配电设备的操作、控制、保护、橇装变电站内备用照明、应急照明设备61、消防火灾报警系统7、视频监控系统8、门禁系统等用电。

本实施例提供的变压器预制舱3紧挨微机综合自动化预制舱2，具体地，变压器预制舱3内部设有两台干式变压器，且两台干式变压器在压器预制舱3内具有独立隔室，干式变压器提供气田增压站、净化厂低压用电设备负荷用电，主要为0.4kV工艺机泵、消防、自控、通信等设施。

本实施例提供的10KV预制舱4内设置有10kV开关柜，主要提供石油天然气增压站、净化厂内压缩机、10kV工艺机泵及站内干式变压器的电源，其结构型式为金属铠装式中置开关柜，包括进线柜、母联柜、隔离柜、PT柜、变压器出线柜、电机出线柜等，柜体底部设防火隔离密封板封堵；进一步地，0.4kV低压预制舱5内配置有0.4kV低压配电柜，并根据负荷种类设有进线柜、馈线柜、电机出线柜、母联柜及电容补偿柜；且除进线柜、电容补偿柜为固定结构以外，馈线柜、电机出线柜及母联柜采用固定分隔式或抽屉式结构并在预制舱内双列面对面布置，密集型母线桥用于柜间母线连接。

本实施例提供的照明设备61包括在各预制舱顶部设置的照明灯具及备用照明灯具、在各预制舱侧墙上设置的应急照明灯具及在运行操作通道出口顶部设置的疏散出口指示灯，照明灯具取自照明配电箱，备用照明灯具及应急照明灯具与交直流一体化电源连接，照明配线沿屋顶及墙面采用金属线槽明敷。

在橇装变电站内按照不同功能单元均设有暖通设备62，暖通设备62可以是空调器，以确保电气、计算机、通信设备的正常工作，并可根据使用地区的环境温度条件，设置电加热器、机械通风设施等设备，以保证室内设备的正常工作温度，智能化免维护橇装变电站除变压器室外，在每个模块单元预制舱内均设有根据温度调节自动控制的工业空调，该设备电源取自低压配电柜。

本实施例提供的消防火灾报警系统7包括火灾探测器、声光报警器、手动报警按钮及火灾报警控制器，且获得的报警信号能够通过RS485通信模块上传至石油天然气增压站、净化厂控制室，可对智能化免维护橇装变电站的消防情况进行实时监控和报警，以实现对无人值守变电站的火灾消防联动控制。

为便于橇装变电站检修操作，智能化免维护橇装变电站为双层结构，变电站上层和下层之间及下层预制舱中部设有电缆通道91，以使电缆能够按不同电压等级分开敷设，有效防止电磁干扰；具体地，电缆通道91包括在变电站上层和下层之间设置的用于电缆敷设的电缆夹层及在下层预制舱中部设置的使用不锈钢桥架为支撑的通道竖井，采用不锈钢桥架作为支撑件，能够使动力、照明、控制及通信电缆分开敷设，有效防止电磁干扰，确保监控保护系统的运行稳定。橇装变电站内设备布置为保证柜前正常运行操作通道，在变电站上层与下层外侧均设置有环形检修平台92，环形检修平台92采用H型钢支撑并由钢格板作为平台组件，且在环形检修平台92外侧安装有钢制护栏；在变电站上层与下层环形检修平台92之间设置有斜爬梯93，斜爬梯93用于作为变电站上层与下层环形检修平台92的检修通道，保证人员通行安全。

本实施例各预制舱均设置备用扩展空间，由图1和图2所示，在10KV预制舱4、0.4kV低压预制舱和35kV预制舱1内均设置有扩展位置10，其中图1中虚线为35kV预制舱1内的扩展位置10用于为35kV开关柜、综合自动化系统的扩展预留空间；根据变电站规模的不同可利用扩展位置10增加相应的35kV配电设备、综合保护装置组屏或上级变电所的调度设备；图2中虚线为10kV预制舱4内的扩展位置10用于为10kV开关柜及低压配电柜的扩展预留空间，而0.4kV低压预制舱内的扩展位置用于为0.4kV低压配电柜的扩展预留空间，增压站、净化厂主要设备改扩建时可利用扩展位置10增加相应的10kV、0.4kV配电设备，可适用于同类型增压站场、净化厂的设备供电的扩展。

综上所述，随着天然气气田开发的快速发展，对页岩气集气脱水增压站、集输增压站、净化厂等快速建站建厂的要求越来越高，本实用新型提供了一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，集成了以35kV及以下供配电系统设备为主体，涵盖变电站无人值守综合自动化系统、视频远程监控系统、温度自动调节系统、消防及火灾报警联动系统的新型变电站，通过设置模块化、集成化、橇装化的预制舱式变电站，能够有效减少占地面积，实现预制舱式变电站的信息数字化、通信网络化、设备标准化。同时具备数据采集、测量、控制、保护、计量和监控等功能，能够实现变电站内的实时自动控制、智能调节和在线分析，特别适合天然气厂站的滚动开发，具有很好的应用前景和推广使用价值。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述变电站的结构布置型式为双层布置，且所述变电站按照35kV变电站建设规模采用预制舱式结构，以使变电站内部采用钢板及阻燃绝缘隔板分隔成多个模块化单元预制舱，模块化单元预制舱包括在变电站上层紧挨排列的10kV预制舱和0.4kV低压预制舱，以及在变电站下层紧挨依次排列的35kV预制舱、微机综合自动化预制舱及变压器预制舱，每个单元预制舱设置有用于35kV及以下不同电压等级的变配电设备；在变电站的上层和下层之间及在下层预制舱中部设有电缆通道，以使电缆能够按不同电压等级分开敷设；在预制舱内设有运行操作通道，在每个单元预制舱内配置有照明设备、暖通设备及消防火灾报警系统。

2.根据权利要求1所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述35kV预制舱内配置有35kV高压开关柜，且35kV高压开关柜选用SF6气体绝缘开关柜，且在35kV预制舱底部设置有轴流风机，所述轴流风机与SF6气体绝缘开关柜配置的SF6气体监测探头联锁控制，以使自动启动轴流风机的运行。

3.根据权利要求1所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述微机综合自动化预制舱内部设置有微机综合自动化组屏和交直流一体化电源，所述微机综合自动化组屏包括有35kV主变保护屏、通信管理机屏、主机监控屏及电气监控屏，所述微机综合自动化组屏与交直流一体化电源采用双列面对面布置，且所述交直流一体化电源用于提供35kV、10kV、0.4kV配电设备的用电。

4.根据权利要求1所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述变压器预制舱内部设有两台干式变压器，且两台干式变压器在所述变压器预制舱内具有独立隔室，所述干式变压器提供气田增压站、净化厂低压用电设备负荷用电。

5.根据权利要求1所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述10kV预制舱内设置有10kV开关柜，用于提供天然气增压站、净化厂内压缩机、10kV工艺机泵及站内干式变压器的电源，其结构型式为金属铠装式中置开关柜；所述0.4kV低压预制舱内配置有0.4kV低压配电柜，并根据负荷种类设有进线柜、馈线柜、电机出线柜、母联柜及电容补偿柜；且所述馈线柜、电机出线柜及母联柜采用固定分隔式或抽屉式结构。

6.根据权利要求3所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述照明设备包括在各预制舱顶部设置的照明灯具及备用照明灯具、在各预制舱侧墙上设置的应急照明灯具及在运行操作通道出口顶部设置的疏散出口指示灯，以使所述备用照明灯具及应急照明灯具与交直流一体化电源连接。

7.根据权利要求1所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述消防火灾报警系统包括火灾探测器、声光报警器、手动报警按钮及火灾报警控制器，且获得的报警信号能够通过RS485通信模块上传至石油天然气增压站、净化厂控制室，以实现对无人值守变电站的火灾消防联动控制。

8.根据权利要求1所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述变电站还配置有视频监控系统，在各单元预制舱的室内及室外均设置有视频监控摄像机，能够全方位观测整个橇装变电站的运行情况，并配置有一体化监控屏，以使各视频监控摄像机获得的视频信号均能够上传至增压站、净化厂中心控制室，实现了无人值守变电站的智能化监控。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：所述电缆通道包括在变电站上层和下层之间设置的用于电缆敷设的电缆夹层及在下层预制舱中部设置的使用不锈钢桥架为支撑的通道竖井，以使电缆分开敷设。

10.根据权利要求1所述的用于天然气厂站的智能化免维护橇装变电站，其特征在于：在10kV预制舱、0.4kV低压预制舱和35kV预制舱内均设置有扩展位置，其中35kV预制舱内的扩展位置用于为35kV开关柜、综合自动化系统的扩展预留空间；10kV预制舱内的扩展位置用于为10kV开关柜的扩展预留空间；0.4kV低压预制舱内的扩展位置用于为0.4kV低压配电柜的扩展预留空间。

Images