预制舱式变电站模块化设计策略

摘要：在环保工程实际中，随着大型袋式除尘器过滤面积的增加或过滤舱室数量的增加，设计人员担心各舱室的流量分配会存在不均的情况。

为探讨这一问题，利用计算流体力学（CFD）仿真软件，结合试验数据，对单台总过滤面积6880m2的长袋离线脉冲除尘器流量分布特征进行分析，通过关键切面气流速度分布图和各舱室过滤烟气质量流量的比较，计算出除尘器离线分室清灰条件下各舱室烟气流量的分配状况，得出各舱室间烟气流量分配存在明显的差异性，尤其是靠近进气口两侧舱室烟气流量明显低于平均值，而且中间舱室清灰后过滤风量波动偏大。

基于此，提出通过设定合理的运行压差和调节离线控制阀的开启速度，有效实现气流均匀分布，减缓过滤风量波动的影响，为袋式除尘器的改进和设计提供了参考。

关键词：袋式除尘器；离线清灰；提升阀；运行压差；气流分布；过滤风量0 引言长袋离线脉冲除尘器（LDBF）是国内较早使用的袋式除尘器结构形式之一，广泛应用于钢铁、水泥、电力等领域。

长袋离线脉冲除尘器一般由若干个大小相等的舱室组成，采用离线分室清灰方式，即依次逐一对除尘器各舱室进行清灰，其清灰频率主要由时间和压差两种模式控制。

随着袋式除尘器的大型化，单台袋式除尘器的过滤面积也日益大型化，为满足过滤效率和清灰效果，多采用分割若干舱室的方式，分别进行离线清灰。

离线袋式除尘设备，大多为双列舱室布置，根据处理风量，设计不同数量的舱室，由于舱室数量的增加，除尘器设备长度也会随之变长，以处理200万工况烟气量的除尘器为例，过滤面积超过3万m2，由30个舱室组成，设备总长度超过60m，设计中存在担心除尘设备过长，各舱室处理风量是否均匀，局部过滤风速过大，影响滤袋寿命，以及是否会存在尾部舱室过滤风量明显偏少等诸多问题。

直接对大型设备做半工业试验，缺少与大型除尘设备相应的试验模型，随着CFD仿真技术的发展，应用流体力学对流体机械设备进行设计评估优化成为可能，一方面可以预判设计中存在的问题，另一方面大大降低了时间和经济成本，增加了设备研发的灵活性和可变性。

预制舱式变电站设计及应用探索摘要：预制舱变电站作为一种全新的智能信息化变电站建施方式，在建设领域中没有形成较为完善的建施标准，想要解决这种现状，就要从预制舱式变电站多方面建施因素为侧重点，并制定出科学合理的预制舱式变电站的实际设计技术。

本文以110kV变电站为基准，详细分析了预制舱式变电站的作用价值，以此证明，预制舱式变电站具有较高的灵动性，节约相关的场地占用率，合理减少施工日期，进一步优化工程成本。

作为促进社会经济提升的主要方式之一，应重视预制舱式变电站在实际设计与建施中存在的问题，并具体提出了相关优化措施。

关键词：智能变电站；预制舱式建施模式；设计；应用引言：现如今，国家越来越重视节约资源，实现环境友好的共同发展，电力行业作为我国国民经济的总要组成部分，为了实现国家提倡的理念，电力领域实现了自我超越，优化了电网的各个流程环节，积极寻找崭新的输送模式与科学合理的设计理念，进一步加快了现代化智能电网的建施的脚步。

其中，最为优异的成果就是预制舱式变电站的实现，对于预制舱式变电站而言，最早的呈现方式为简易箱式变电站，并凭借着其标准化程度高、建施快捷、检修方便等诸多优势，已广泛适用于各个领域中。

随着预制舱技术发展与推广，促使220kV及以下电压等级的变电站迎来了全新的发展契机，促使国家电网迎来了崭新的发展时期。

1.预制舱式变电站的结构特征以及优点预制舱式变电站技术就是将电气系统中的主要设施，其中主要包含变压器、110kV侧进线组合电器、10kV开关柜、10kV高压并联电容器、10kV接地变及消弧线圈成套装置等相关设施。

在工厂内将变电站内所需的各类设施当成一个整体装配在预制舱内，通过相物流运输将预制舱变电站送至工程现场进行安装调试即可投入使用。

预制舱式变电站是预制舱理念在电力工程领域的延展，主要的适用对象为220kV及以下电压等级的变电站的建施。

1.1舱体结构与组成模块预制舱式变电站主要的监管模式为无人值守变电站模式，外表类似于集装箱，主要框架是使用型钢以及冷轧钢板进行一体式组成的，而舱体外壳主要是由两层相应的冷轧钢板所构成的，内部注重保温，也加入了相应的防火防音的原材料层，而舱体尺寸的大小通常都是由内部设施的大小所决定的。

电站模块化设计电站模块化设计是一种将电站的主要功能和组件划分为独立的模块，以便于快速组装、安装和维护的工程方法。

这种设计理念源于工业生产中的模块化概念，目的是通过标准化和重复使用来提高建设效率、降低成本、缩短工期，并提升电站的可靠性和灵活性。

电站模块化设计主要包括以下几个方面：1. 标准化模块：每个模块都是按照统一的标准和规格制造的，这包括尺寸、接口、性能参数等。

标准化模块可以在不同的项目中重复使用，减少了设计和制造的复杂性。

2. 预制化组件：在工厂内完成大部分组件的制造和预装配工作，现场只需要进行组装。

这样可以确保组件的质量控制，同时减少现场施工的时间和劳动力需求。

3. 快速组装：模块化设计使得现场的组装工作更加迅速和简便。

模块之间的连接通常采用快速接口，如插销、螺栓连接等，大大缩短了现场施工周期。

4. 灵活配置：模块化设计允许根据项目的具体需求灵活配置模块，从而实现不同规模和功能的电站设计。

例如，可以根据电力需求增减模块数量，或者改变模块的组合以适应特定的运行条件。

5. 易于维护：模块化设计使得电站的维护和升级变得更加容易。

单个模块可以被快速拆卸和更换，而不需要影响整个电站的运行。

6. 运输和物流：由于模块是预先制造和测试的，所以它们可以被设计成便于运输的尺寸和重量，以优化物流和减少运输成本。

7. 环境适应性：模块化设计还考虑到不同地理和气候条件下的环境适应性，确保模块能够在各种环境中稳定运行。

电站模块化设计的应用范围非常广泛，包括但不限于风力发电、太阳能发电、燃气发电厂和水力发电站等。

通过模块化设计，电站的建设和运营变得更加高效和经济，同时也提高了对环境变化的适应能力和未来技术升级的灵活性。

110kV户外模块化智能变电站二次系统设计及优化摘要：分析预制舱式组合二次系统安装方案模块化建设，可以深入开展对模块化智能变电站的优化设计。

根据以往的设计经验分析，从设计方面考虑模块化智能变电站会面临的问题，并全面落实对110KV模块化智能变电站二次系统优化设计，调整方案能在一定程度上缩减变电站二次设备的规模，从而减少施工调试工作量。

关键词：模块化变电站；功能集成；预制舱；二次系统设计；优化方案；二次设备引言由于智能电网发展仕途正猛，设备研发、设计、施工、调试技术都在逐渐优化完善。

然而也面临着一些问题，使得变电站建设历时长、投资消耗多。

如变电站二次系统建设模式直接决定了其建设周期。

传统模式中内容复杂，耗时耗力，为了改善这一情况，国家电网企业以电网建设情况为基础，倡导“规范化设计、工厂化生产、模块化施工”模式。

模块化智能变电站在此前提下衍生出来，因其具备的显著优势，必将成为未来智能变电站发展的主导趋势。

如今，我国很多地区企业都开始推行模块化智能变电站的建设，然而技术不够完善，需要加强改进。

这篇文章里我们总结工程实践设计经验，从设计方面考虑模块化智能变电站二次系统设计期间面临的问题，并进一步对110KV模块化智能变电站二次系统进行优化设计。

1存在的问题及影响分析二次系统设备模块通常是模块化智能变电站中不可或缺的要素，其研发优化能够减少变电站建设的费用支出，避免多余的人力物力消耗，精简施工周期，减少投资成本。

该二次系统设备模块，主要是厂家集成，在工厂中利用最佳方案对系统进行模块化集成及生产、调试等操作，从而将其统一运送到施工现场。

能够了解到利用模块化集成的二次系统简洁有序，与以往模式相比来说，舍去了很多环节步骤，减轻了设计、施工的工作量，在一定程度上减少了工程建设周期，极大地提高了施工效率。

模块化智能变电站二次系统的建设，与一般的智能变电站相比有很多优势，然而还是有以下几点缺陷有待改善：1.1二次设备的功能集成与组柜二次设备功能集成无法实现最佳化，需要进一步改善。

基于预制舱的电网侧储能电站模块化设计刘牛;徐波;陈亚新【摘要】主要介绍电网侧储能电站的各模块设计,以求通过该设计缩短电网侧储能电站的建设周期,特别是设计阶段和施工阶段.通过模块化设计,可方便厂家设计并固定产品、在厂接线并调试产品以及现场标准化对接,最终实现电网侧储能电站的典型模块化建设,提高投产效率.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】4页(P231-233,235)【关键词】电网侧;储能电站;模块化【作者】刘牛;徐波;陈亚新【作者单位】国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司,江苏镇江 212000;国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司,江苏镇江 212000;国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司,江苏镇江 212000【正文语种】中文0 引言储能作为能源服务新产品，是优质、可靠的毫秒级控制响应资源，可提供有功无功的双重支撑，为电网提供调峰、调频[1]、备用、事故应急响应等多种服务。

为缓解地区夏季高峰期间供电压力和提高地区电网可再生能源[2]就地消纳水平、削峰填谷[3]能力，结合电化学储能电站建设周期短、布点灵活的优势，可规划实施电网侧储能电站项目。

电网侧储能电站主要由电池舱、PCS升压舱、10 kV汇流舱、智能总控舱、SVG舱和站用变舱组成。

本文通过采用标准预制舱体户外布置形式和模块化设计，可进一步缩短储能电站的建设周期，提高投产效率。

1 电网侧储能电站的模块化设计1.1 预制舱模块采用标准预制舱体布置形式，实现设计方案的模块化、设备基础的通用化、施工建设的标准化，且舱内接线及单体设备调试要最大程度实现出厂前完成，以有效减少现场安装、接线、调试工作，大大缩短建设周期。

预制舱如图1所示。

表1则为一个8 MW/16 MW·h电网侧储能电站的各类预制舱的数量，本文以此为最小储能单元进行模块设计。

图1 储能电站预制舱表1 预制舱模块（8 MW/16 MW·h）?1.2 电池舱模块每座电池舱系统输出容量为2 MW·h。

舱式变电站施工方案1 新能源预制舱式变电站存在的问题目前，新能源110 kV预制舱式变电站主要由35 kV配电装置、站用变及400 V低压配电装置构成的电气一次设备舱，继电保护、计量及控制设备构成的电气二次设备舱，SVG设备舱，主变及GIS等模块构成[1-5]。

该方案一定程度上节约了土地，加快了施工进度[6-8]，但仍然存在以下问题：（1）目前各预制舱内的电气设计图纸为按专业、按设备各控制回路进行出图，各控制回路的信号采集点在其他预制舱或现场就地设备处，导致在工程预制舱阶段无法进行电缆的敷设、安装与部分调试工作。

待预制舱到达现场后，需要做大量的电缆敷设及调试工作，不利于整个项目进度的控制。

现场敷设电缆需要反复打开工厂已完成的防静电地板，会对工厂预制的防静电地板造成破坏，导致静电地板之间缝隙加大，甚至出现塌陷的现象，严重影响成品的质量与美观。

（2）传统预制舱基础方案采用现场浇筑成型的框架基础结构，需要经过基础开挖、浇垫层、绑扎钢筋笼、支模板、浇砼及养护、基础回填等工序，所需时间较长[9]。

电缆敷设采用基础下进线方式，一般从下人孔进入基础内部，作业空间不足，电缆敷设杂乱，封闭空间不利于电缆通风散热，且基础内多潮湿，易钻入小动物，对系统安全稳定运行构成威胁[10]。

此外，回填土方量较大的变电站易发生不均匀沉降现象，设备基础出现裂纹，影响安全与美观。

（3）目前电缆沟多采用混凝土浇筑或砖砌的方案，一般需要等待预制舱（设备）基础浇筑完成后才进行施工，在基础浇筑（砌砖）养护完成的基础上，需进行电缆支架的预埋、焊接、涂漆防腐、敷设接地网、防火封堵及防火分区等工作，直接导致工期的延长[11]。

此外，电缆沟盖板通常采用水泥材质，施工及后期运行过程中反复多次开启，极易导致电缆沟盖板损坏，修复后美观性不足。

本文将围绕上述问题，研究探讨解决方案。

2 预制式模块化变电站解决方案2.1 引入航空插头，实现现场即插即用针对问题（1），通过在各预制舱内设置汇控柜，在设计阶段考虑专业性、电气回路的基础上，以预制舱内外为界限进行分册出图，预制舱内与其他舱体（设备）连接的电缆接入汇控柜。

模块化智能变电站预制舱式二次组合设备吴文龙摘要：预制舱式二次组合设备是新一代智能变电站模块化建设的重要内容。

文章从实际出发，对常规二次装置及屏柜结构进行了分析，调研了目前预制舱式二次组合设备方案及应用现状，并进行梳理总结，针对目前存在的问题，提出了预制舱及舱内二次装置、屏柜结构优化方案，提出了预制舱内屏柜布置方案，并给出了预制舱方案的设计建议。

关键词：模块化；智能变电站；二次组合设备引言：变电站是我国电力系统的重要组成部分，近年来，随着计算机技术的快速发展，智能化变电站得以实现。

预制舱式二次组合设备是现代化智能变电站模块化建设的重要内容，只有做好这项工作，才能保障智能变电站的正常运作。

文章将从以下几点入手进行深入论述。

1、正确认识模块化二次设备1.1 模块化二次设备的含义模块化的二次设备又称为模块，这种二次设备主要由预制柜、辅助设施、功能单元等组成，以此来满足设备功能的需求。

模块化的二次设备是由多个单元组成的，不同单元的功能具有一定的差异，共同组成了整个智能变电站的模块。

项目的功能单元主要包括测量控制、网络分析仪、安防设备、保护等，不同数量与类型的功能单元在智能变电站模块中排列组合。

1.2 模块的划分需要科学依据在二次设备的组装与调试工作中，要对模块进行合理的划分，使划分后的每个模块都能够整体而又独立的运输、安装，在各个模块进入施工现场后，能够及时进行功能的调试工作。

这种工作方式能够减轻二次设备中的大量接线工作的压力，提升二次设备安装质量，加快施工进度，避免延长施工工期。

在智能变电站的模块划分中，要综合考虑多方面因素，最大限度的提升变电站二次设备的安全性、独立性、通用性、先进性、灵活性以及经济性，并使得二次设备的各个模块都能够协调运行。

在划分二次设备的功能时，有必要将模块放在整体布局的角度上考虑。

为确保不同的模块具有明确的服务对象，要结合设备的具体功能，完成子模块的明确划分，保证模块的完整性和独立性。

装配式智能变电站（预制舱）核心导读为进一步深化智能变电站技术，统一建设标准，提升工程建设质量、安全、效率，国家电网公司开展标准配送式智能变电站建设，提出“标准化设计、工厂化加工、机械化施工、装配式建设”的技术原则，这是建设“一流电网”的重要举措，是标准化建设的深化，这不仅能够有效缩短工期，提高工程质量，降低全寿命周期成本，而且有利于环保，提高智能变电站建设效率，全面提高电网建设能力，使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建造的道路。

一、图片检索二、视频分享三、几大主要的特点全预制装配式变电站改变了变电站传统的电气系统布局、土建设计和施工模式, 通过工厂生产预制、现场安装两大阶段来建设变电站。

其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工, 使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建设的道路。

1)在土建方面: 改变传统的电气系统布局,贯彻建筑节能、节材、节水、节地方针, 力求使建筑结构轻型化, 利用现场快速拼装工艺, 变施工串联流程为并联流程来缩短施工周期。

2) 电气方面: 划分为进线模块、主变压器模块、出线模块、综合自动化模块、无功补偿和消弧线圈模块。

其中各模块之间的现场连接是技术难点。

此外, 需制定变电站通用设计、部件加工详图、工厂生产工艺、现场拼装工艺、建筑取费定额、装配式建造管控六大标准体系。

3) 全预制装配式变电站建造模式需要现代预制件、钢构件工厂作支撑, 需要对传统土建工程招标及标段划分作调整, 需要对采购方式与施工组织重新定义。

四、需要关注的问题和不足1)装配式建筑物的耐久性能。

传统变电站的建筑设计使用年限为50 a, 而装配式变电站的建筑设计使用年限能否达到传统建筑水平, 使用周期中维护费用是否经济等问题缺少实践验证。

为此, 全预制装配式变电站在设计时, 采用了建筑行业已广泛应用的材料, 材料本身的耐用性能超过50 a, 计算的标准也是按50 a 标准规范设计;其使用周期中维护费用仅为屋面卷材的更新和钢结构表面的防锈漆更新处理。

110kV主变电所预制舱式模块化安装应用研究摘要：预制舱式变电站作为一种新型智能变电站，其建设规范尚未形成统一的行业标准。

为解决这一问题，本文从建站模式、标准化建设、智能化解决方案等方面着手，提出了预制舱式变电站的设计技术要求。

以某市地铁主变电所预制舱式模块化安装为实例，对比分析了常规户内布置方案和全预制舱布置技术经济指标。

结果表明：预制舱式变电站可提高建站灵活性与场地空间利用率，缩短建设工期，降低工程成本，具有良好的社会经济效益及应用推广前景。

关键词：主变电所；预制舱。

一、引言新时期国家提出“资源节约型、环境友好型、工业化”的建设要求。

电力工业作为国民经济的重要基础行业，在电网输、变、配、用电相关领域全面开展技术创新研究探索工作，能够更好地促进我国现代化智能电网的构建。

预制舱式变电站作为一种新型智能变电站建设模式，将模块化与一体化的理念相结合，实现设备集成化、整体模块化、预制工厂化、系统整合化，具有环保、节能、高效、经济等优点。

开展预制舱领域的研究工作，对于加快打造安全、可靠、绿色、高效的现代化电网具有积极的现实意义。

关于预制舱式变电站的研究与应用，国外可追溯到20世纪60年代欧美使用的户外成套变电所装置。

目前，预制舱技术在欧美、中东及澳大利亚等地得到了较多的应用。

国内则是在20世纪90年代开始使用早期的预制舱式变电站——简易箱式变电站。

凭借着“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的优势，预制舱技术已广泛应用于电网、新能源、工矿、铁路、军工、海洋开发等多领域，该建造模式在国内220kV及以下电压等级变电站建设中取得了长足发展。

据行业相关资料不完全统计，近10年以来国内共建设35～220kV不同电压等级预制舱式变电站600余座，在南方电网和国家电网取得了一定程度的推广。

随着“十三五”期间智能电网发展规划的不断推进，中国南方电网有限责任公司积极推广“新设备、新材料、新技术、新工艺”应用，持续不断加大科技创新及成果转化力度，全面推动智能电网规划建设，于2018年提出了预制舱式变电站建设试点方案，从2019年起正式开展示范工程的建设工作，致力于推动“安全可靠、运行灵活、维护简便、节能环保”电网建设目标的实现。

模块化智能变电站预制舱式二次组合设备分析摘要：相对于常规变电站，采用预制舱式组合二次设备可以有效的减少建筑占地面积。

预制舱式组合二次设备使用工厂加工、现场吊装的方法，省去了建筑物施工过程之中的结构、砌筑、装饰以及电气安装等多个环节，有效的减少了环境污染。

与此同时还可以减少粉尘污染，对舱内二次设备提供了良好的工作环节，有效的保证了设备的安全可靠性。

因此，本文对模块化智能变电站预制舱式二次组合设备进行了分析。

关键词：预制舱；智能变电站；二次组合一、预制舱技术特点预制舱开创了变电站“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”全新建设模式。

新的建设模式：减少占地面积、节约环境资源、降低基建投入成本，同时有效缩短了智能变电站的建设、调试周期，实现快速建站；新的建设工艺：模块化设计，方便拆装组合；可以快速更换设备，易于建立检修元件库，减少备用间隔投资；通用工艺，简化装配，节能环保，提高现场施工效率，同时又确保了工程实施的安全和质量水平；新的自动化技术：提升了变电站的总体智能化水平，提高了变电站的安全可靠性，进一步凸显了变电站工业设施的定位，为智能电网的绿色、健康发展奠定了坚实基础。

二、模块化二次组合设备及优势2.1模块化二次组合基本定义预制舱二次组合设备由预制舱、二次设备屏柜、二次设备等组成。

整套二次设备由厂家集成，并在在工厂内完成屏柜间相关配线等工作，并作为一个整体运输至工程现场，在现场实现与一次设备、土建对接。

预制舱组合二次设备一般按二次系统特点及服务的一次对象进行模块化组合。

2.2模块化二次组合优势模块化二次组合实现标准化设计、工厂化加工、装配式建设。

建构筑物主要构件采用工厂预制，采用模块化二次组合设备，应用通用设计、通用设备、实现一次、二次设备的即插即用；土建建构筑物和电气一次设备、二次设备全面实现工厂预制现场装配的智能变电站。

其优势主要表现在一下几个方面：（1）对比二次设备小室，减少了建筑面积和占地面积，实现了节约环保，省去了施工过程中的诸多安装环节，并且减少了环节污染。