110kV预制舱变电站技术研究与应用

为解决传统变电站基建周期长、占地面积大、施工效率低等问题,提出一种110 kV全设备预制舱变电站技术,将整站设备工厂预装、模块化运输、现场快速组装。该预制舱集成应用预制舱隔热、智能联动控制、预制舱防水密封、预制舱防腐和燃弧集中泄压等技术,技术成熟度等级达到第八级,在110 kV同福变电站得到成功应用,验证了实用性及有效性。

基于信息分布收集集中决策的预制舱变电站综合保护系统设计

预制舱变电站具有信息集中的优势,因此可以建立信息分布收集集中决策的预制舱变电站综合保护系统,实现对变电站的保护,并具有更高的灵活性。本文首先分析综合保护系统的基本功能,通过模拟分析进行保护系统性能的验证,确定了方案的可行性和有效性。帮助技术人员发挥预制舱变电站的优势,并提升对变电站的保护效果。

预制舱变电站的防雷设计思路及案例分析

按预制舱的固有特性与标准内容相结合的原则,从3个方面对预制舱的防雷进行了设计分析:首先,预制舱法拉第笼结构防雷效果和设计注意事项,从理论上确定了预制舱变电站不设避雷针的原理;其次,基于对法拉第笼防雷方案的完善,提出了预防雷电反击电压的措施;最后,为进一步完善弱电信号的保护,提出了预制舱内部局部等电位的优化设计思路。基于以上理论研究,以某城市轨道交通预制舱变电站为实例,介绍了接地网设计中的强电接地、弱电接地和保护接地的设计方案。

预制舱变电站金属涂层全生命周期涂料体系设计和维修探讨

金属结构的预制舱变电站已经成为目前变电站建设的重要方向,但同是金属外壳的传统欧式箱式变电站仍然是作为中低端配电设备而存在,其中比较重要的原因是对金属外壳的防腐性能的误解。基于建筑结构使用年限和国网的输变电工程构筑物使用寿命的要求,提出预制舱变电站金属涂层全生命周期需达到60 a以上。以前在没有理论支持的前提下,预制舱使用寿命30或40 a,难有说服力的解释。2017版ISO 12944标准发布后,涂料体系从理论上有了进一步的升级。在以60 a全生命周期的目标下,针对使用环境较为苛刻的C4环境,以新版ISO 12944国际标准为设计依据,通过科学的涂料体系设计,使预制舱金属涂层预期第一次维修时间超过25 a。在25 a涂层寿命的基础上,通过完善的巡视制度和灵活的维修手段,保证预制舱变电站在运行过程中维修3次可满足60 a的使用寿命。

预制舱变电站在山地轨道交通项目主所中的应用

山地轨道交通的建设环境相对恶劣,尤其是地处自然保护区,因此传统土建变电站存在审批、建设等困难,本文以某山地轨道交通变电站主变电所的建设方案为例,从整体方案上阐述了预制舱变电站的建设高效、绿色低碳、美观协调、经济节能等优势。又分别从关键技术角度论述了四个先进方面:防腐方案全生命周期超60年;抗震性能满足9级烈度;消防方案“集中分散”的快速高效灭火;防雷接地基于法拉第笼的无避雷针的设计。总之,对比土建站,整体方案上具备明显的总体优势,关键技术上具备相当或超过土建专项优势。

预制舱变电站智能监测系统研究与应用

针对预制舱变电站传统设备运行状态监测方式存在工作效率低、危险性大、质量难以保证的问题,集成应用无源无线在线测温技术、红外热成像在线监控技术、卡片机监控技术及二次设备状态监测技术,研制了预制舱变电站智能监测系统,实现了开关柜内设备温度在线监测,主变压器设备在线测温,设备状态远程智能识别功能,该系统在变电设备定期巡检、特殊巡检以及倒闸操作中可及时发现并预警设备缺陷,确保作业人员人身安全,提升了预制舱变电站智能化巡检技术水平。

基于热电制冷技术的预制舱变电站防潮方案设计与试验

目前箱式变电站、内端子箱与开关设备的防潮防凝露措施主要为通风、加热等传统模式,无法满足高温高湿环境的相对湿度调节需求。针对预制舱变电站在高温高湿运行环境下易发生舱体内部凝露的问题,开发基于热电制冷技术的冷却除湿方案,搭建预制舱防潮防凝露试验平台,通过与通风模式、加热模式进行相对湿度调节性能对比,分析不同加湿源条件下3种除湿模式的除湿效果。研究发现:通风模式能耗低,但适用范围受限制;加热模式可调节相对湿度,但无法从根本上降低含湿量,且易形成高温高湿环境;基于热电制冷技术的冷却除湿模式可有效降低含湿量,而且适应性强,功耗低。

预制舱变电站综合保护系统的设计与研究

针对预制舱变电站无法利用有效信息扩展二次系统功能的问题,利用预制舱变电站信息集中的优势,提出一种面向二次功能扩展、具有集中式保护优势的预制舱综合保护系统;提出基于低重要等级线路的变压器过负荷保护新策略、考虑综合负荷重要度与频率调节特性的低频减载策略。系统能够优化预制舱变电站的保护配置,改善常规保护的实现方式和保护性能。通过Pscad/Emtdc仿真软件搭建110 kV预制舱变电站仿真平台,仿真分析结果验证了所提方案的有效性和可行性。

预制舱变电站建筑屋面角区风荷载的数值模拟对比

对一预制舱变电站项目低矮建筑群中的综合舱建立了屋面角区无构件、附加新型三维曲面构件及传统女儿墙构件三种工况的数值风洞模型,采用SST k-ω模型模拟计算两个典型风向角下综合舱屋面角区的平均风压系数,并与风洞试验结果进行对比分析。结果表明:0°风向下,曲面构件与女儿墙构件均能有效减小屋面角区的平均风压,且效果相当;30°斜风来流风向下,曲面构件和女儿墙构件分别能将屋面角区几个风敏感测点处的平均风压系数均值减小为无构件工况下的67%和72%,表明曲面构件相比女儿墙构件,对优化屋面角区的最不利风荷载相对效果更好;虽然不同工况下屋面角区平均风压系数的数值模拟结果略小,但整体上和风洞试验规律一致,表明数值风洞方法对研究这类问题具有较好的指导作用。

基于预制舱变电站的物联网数据加密方法研究

针对预制舱变电站物联网建设中存在的信息泄露和隐私保护问题,提出了一种基于超混沌数据的加密算法。即首先利用混沌发生器生成随机序列,其次对序列进行归一化处理,接着利用序列对明文进行掩膜置换等加密操作,最后将密文发送至预制舱变电站服务器,实现数据的加密通信。实验结果和分析表明,该加密算法具有密钥空间大、密钥敏感性强的特点。

附加构件对预制舱变电站建筑屋面角区风荷载影响的风洞试验

对一预制舱变电站项目低矮建筑群中的综合舱进行了屋面角区无构件、附加新型三维曲面构件及传统女儿墙构件3种工况的风洞测压对比试验;选取其中0°,90°,30°三个典型风向角下综合舱屋面角区的峰值风压系数进行分析。结果表明:无附加构件时,3个风向角下综合舱屋面角区局部的峰值负压均较大,其中30°风向角下个别测点峰值负压系数极值可达-12.0,对围护结构风荷载设计最为不利;曲面构件及女儿墙构件均能不同程度减小屋面角区的风荷载,其中在30°风向角下,两者分别能将屋面角区几个风敏感测点处峰值负压系数的平均值减小为无构件工况下的46%和55%,表明本文设计的三维曲面附加构件效果相对较好,能更有效优化这一类低矮建筑屋面角区局部不利风荷载。

一种基于超混沌系统的加密算法及其在预制舱变电站的应用

针对预制舱变电站技术中潜在的信息安全问题,提出了一种基于超混沌系统的加密算法。算法采用公钥加密协议,适用于多对一、多对多的电网信息交互模式。首先由素数发生器生成素数,利用素数确定加密系统的公钥和私钥;接着对公钥和私钥进行归一化处理,使其数值在混沌序列初值区间内;然后利用超混沌系统生成序列的高随机性进行掩膜、扩散等加密操作,并发送密文至接收端;最后在接收端通过正确密钥解密获得有效明文。实验结果和分析表明,该算法具有密钥空间大、密钥敏感性强、抵抗差分攻击性能强等优点。

预制舱变电站-电动汽车充/换电站综合服务模式下的优化运行策略

电力需求和电动汽车产业的迅速发展,将加速城市变电站和充/换电站的建设,但也受到现有土地资源紧张等问题的制约。以具有集约资源利用优势的预制舱变电站为基础,考虑变电站与电动汽车充/换电站的融合,提出了多站综合服务模式下的优化运行策略。首先建立了“预制舱变电站-充/换电站”综合服务框架,分析其融合运行的可行性。在此框架范围内,对电动私家车虚拟储能容量及电动出租车换电需求进行分析,并提出了换电站考虑放电行为(vehicle-to-grid,V2G)的电池时序仿真模型。最后针对充/换电站内电动汽车出行、充放电特性,以及电池储能情况对电池充放电行为进行合理调控,结果表明,通过合理评估虚拟储能及换电需求大小,所提方法能够起到平抑负荷波动、削峰填谷的作用。

预制舱变电站多状态监测技术探讨

预制舱变电站集中接入已逐步成为城市配电系统的发展趋势。综合预制舱变电站内SF6气体浓度、温/湿度、噪音、污秽等因素,构建了综合状态监测系统,并基于预制舱配置风机提出了强制风机策略,以调节舱内环境,减少变电站运维。所提方法考虑了多环境因素的综合影响,解决了当前预制舱式变电站中风机启停混乱的问题,提高了预制舱变电站环境控制的可靠性与灵敏性。

导流式特朗勃墙在预制舱变电站中的应用

特朗勃墙在建筑领域已经被应用了很多年,给绿色节能建筑提供了较有效的解决方案。基于此,文章从特朗勃墙与预制舱的工况实施模型、特朗勃墙在预制舱变电站中应用的理论、特朗勃墙与预制舱结构的集成、特朗勃墙绿色节能效率出发进行了分析,以供参考。

非金属模块化预制舱式变电站节能环保关键技术

随着我国双碳战略目标持续深化落地实施,对变电站建设在绿色低碳、节能环保方面的要求越来越高。本文以四川省乐山市建成投运的龙口110kV非金属模块化预制舱式变电站为研究对象,深入分析和探讨非金属预制舱式变电站设计、生产与应用服役过程中涉及的高性能纤维预制舱技术、预制舱绿色模块化设计技术、预制舱建筑节能技术、预制舱声屏障降噪技术、预制舱式变电站电磁辐射控制技术等节能环保关键技术,对实现预制舱式变电站全生命周期绿色化、低碳化具有重要意义,可为此类电力设备的应用推广提供技术支撑。

相变材料储能结构在变电站预制舱中的应用及节能效果分机

本文研究了相变材料(PCM)在变电站预制舱这类高内热源型建筑的应用及其在墙体中的设计优化。从降低全年空调能耗和高峰电网用电负荷的调温节能角度,围绕墙内安装位置和厚度两个维度研究了相变材料在变电站预制舱墙体结构中的优化设计方案。典型日能耗模拟表明,将相变材料设计在靠墙体内侧更具节能效果,且综合考虑600~1000W的内热源强度,相变材料的优化设计厚度为25mm。相变材料使得墙体内表面温度具有“削峰”的典型特征,具有明显的调温节能效应,在高温典型日可令墙内表面温度峰值降低1℃以上。

预制舱式变电站负荷支路漏电监测方法设计

为了确保预制舱式变电站运行的安全性与平稳性,需要监测负荷支路的漏电情况。为此,设计一种针对预制舱式变电站的负荷支路漏电监测方法。首先,对预制舱式变电站负荷支路的漏电等效电路进行分析,并以此为依据开展预制舱式变电站负荷支路漏电暂态电流信号分析,从而选出可完成判断的电流信号。然后,设计电流信号采集方案,引入经验模态分解方法消除电流信号中存在的噪声,以提高电流信号的质量。最后,根据采集的电流信号,建立四种不同电流信号负荷支路漏电判据,以实现预制舱式变电站负荷支路漏电监测。试验结果表明,该方法的信号去噪效果较好,可将信噪比数值提高到85 dB左右,对支路漏电情况的监测精度较高。该方法可有效提升变电站负荷支路漏电监测效率。

500 kV预制舱式变电站与常规变电站对比分析

500 kV崇明变电站是上海主网首个采用二次预制舱的变电站。以500 kV崇明变电站为例,对超高压预制舱式变电站与常规变电站在运行环境、防水密封、暖通设计,以及消防安全等方面进行对比分析,提供了适合于生产现场的运维策略。

预制舱式变电站在高海拔环境下的应用

随着社会经济的快速发展,我国对于高海拔地区的变电站建设越来越重视。预制舱式变电站不仅能够为高海拔地区提供充足的电力,而且还具备较为良好的抗风沙、保温防护能力。本文将以西藏华电那曲色尼区12万kW光伏发电电力保供项目为例,对预制舱式变电站在高海拔环境下的应用进行具体的研究分析。