集装箱式变电所在EPC工程项目中的应用
随着EPC工程总承包模式在国内外工程项目上的推广,业主对这种模式普遍有了好的接受度。越来越多的小型,甚至是改造项目,也采用了EPC模式。相对于大中型项目来说,小型或改造项 目投入的人力和物力有限,如何在保证质量的前提下,减少现场工作量,提高安装效率是一个值得深入探索的课题。集装箱式变电所又称户外成套变电站,也称作组合式变电站,因其具有组合灵活、便于运输、迁移、安装方便、施工周期短、运行费用低、占地面积小、无污染、免维护等优点。某国外建材项目,项目工期紧张,且因当地劳工政策的原因造成施工安装人力成本过高。经过多轮商谈,我公司技术人员确定采用集装箱变电所的方案。下面以其中车间变电所为例,来介绍实施的具体过程。
一、集装箱变电所的设计选型思路
该项目车间设备装机容量为1368kW,计算有功1067kW,补偿后功率因数为0.95,视在功率为10123.2kVA。根据富余量的要求,选用1600kVA的变压器。由于油浸式配电变压器过负荷能力强,但是体积过大。干式变压器体积小,但是过负荷能力弱。限制于集装箱的尺寸,本项目采用干式变压器方案,同时兼顾散热的问题,变压器室采用强制负压通风措施,门下部开格栅用于进风,对向顶部装有轴流风机用于排风。同时,选择变压器时,应严格控制其负荷率,并对变压器温度进行实时监控。低压配电柜采用MNS2.0型抽屉柜,带侧接线柜。考虑到大容量断路器的厚度,进线柜和同侧布置的补偿柜以及其它柜体均统一为700mm深度。对面布置的配电柜使用常见的600mm深度。集装箱内配电柜双侧布置后,中间有1.1m以上的空间,满足检修和更换抽屉模块的需要。对于发热量大的柜子,如进线、电容器等,设置专用通风风道对外散热。集装箱在配电柜后位置设置检修门,以便进行较大的检修工作。
变频器室
低压室
高压室
变压器进线设置负荷开关柜,带电动操作机构。UPS给负荷开关和低压进线断路器提供操作电源。配电室、操作室设置空调,变压器等发热量大的设备室采用强制通风或者专用通风风道外排,不设空调。变压器、配电室设置消防探头,与全厂消防报警联网。配电室安装监控摄像头,与厂区安防系统联网。集装箱地面采用防静电地胶,内饰均采用高阻燃材料。集装箱体在电气设备布置设计完成后订货,所有安装设备的位置,根据设备要求考虑承重、安装 留孔、通风风管、检修和进出门,箱体需要考虑保温板材,同时为满足运输的要求,需要考虑结构加强。集装箱由生产厂家根据提资要求设计和制造。根据海关的要求,为安全起见,集装箱变电所在发运前,还要用铁皮将所有孔洞封闭,包括用于通风的百叶窗和门。
集装箱变电所采用箱底进出线的方式,箱底留有进出线孔,箱底基础高度不低于1000mm。土建设计只需要在集装箱的承重点布置混凝土支柱,地面硬化,防止积水即可。线缆可以采用电缆沟或者桥架等灵活方式敷设到各用电设备。集装箱变电所运至现场后,打开封闭包装后,吊装到预先施工好的基础上,即可进行接线工作。省却了变电所建造施工、电气设备安装方面的工作,节省了工期。
二、现场使用中发现的问题及解决
(1)因项目所在地早晚温差大,白天太阳直射下,温度升高很快,尤其是午后时间段,地表温度甚至达到70℃以上。配电室内空调全速运转下,温度仍然超过40℃。随后在集装箱顶部增加了遮阳棚,配电室内温度降至30℃以下,问题得以解决。
(2)空调运行过程中,出风口有凝露现象,且凝露直接滴落在电气柜柜顶。后与空调厂家共同协商改造,将原位于柜顶的出风口更改至无配电柜位置,且空调厂家承诺只有在停机至开机的短时间内会有凝露产生,运行过程中此问题未再出现。
(3)为最大化的完成安装项目,空调外机采用
内嵌式安装于集装箱内,现场实际使用情况不佳,一是该方式影响空调外机散热,再者,影响了集装箱内本就不富裕的空间。现场将空调外机由箱内安装方式,改进为在箱体外部设立支架安装空调外机的方式,即解决了空调外机散热的问题,也加大了集装箱内的可用空间。
(4)集装箱内空间相对狭小,对于有些检修空间需求大的柜型,明显检修空间不足。后在集装箱外,加装与集装箱内地面平齐平的钢平台,用作检修平台。这样在配电柜需要检修时,有足够的空间。
(5)对于超过20尺的集装箱,直接安放于地面,会有轻微变形的现象。为防止变形造成电气设备损坏,现场存放和安装时先布置好槽钢做基础支撑,这种现象得以解决。
(6)消防用各箱体内的子模块,与中控箱体内的总模块之间,采用的无线传输模块,现场使用过程中发现,因在集装箱是全金属结构,具有很强的电信号屏蔽作用,无线信号难以传输,设备无法正常工作。可以采用硬接线或者将天线引出至集装
箱外的方式。
三、集装箱变电所设计制作中需要注意的事项
(1)散热是集装箱变电所设计制造中考虑的重中之重,也是实际投入使用后遇到最多的问题。在设计之初尽量预留较多的散热富余,避免使用时带来的困难,甚至降容使用。
(2)通风散热是发热量大的设备的主要散热方式。通风管道,尤其是附设在集装箱体上的管道后期更改不易,这点在设计时就要考虑。
(3)集装箱内部空间有限,且用电设备集中,安全措施考虑必须充分。电气设备顶部不要安装有可能出现冷凝水的装置。
(4)集装箱变电所一般采用20或40英尺(1英尺=0.3048 m)高柜型标准集装箱,所有的设备布置和人员活动空间都需要按此设计。因为空间利用率高,也造成了容错能力小,且不宜调整解决。
四、总结
根据本次使用的经验,集装箱式变电所具有以下优点:
(1)单元设计模块化,组合方式灵活多样;
(2)采用集装箱形式,可移动、吊装,便于运输、迁移;
(3)集装箱可以充当变电所建筑物,占地面积小,无需地基,节省土建施工;
(4)主要电气设备均已就位,降低了现场电气安装的工作量;
(5)已组装完成的电控设备,在工厂就可以进行调试检验,大大缩短了现场的调试时间。
(6)集装箱采用耐侯钢结构,具有防风、防震能力;
(7)集装箱钢板外壁做防腐喷涂,耐腐蚀、耐酸性,高耐候使用年限在20年以上;
目前,得润电气生产的集装箱式变电站适应于各种工矿和电力行业,如建材、石油、化工、钻井平台、城区、农村10~110kV中小型变(配)电所、厂矿及流动作业用变电所的建设与改造。
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