四方公司
预制舱模块化解决方案
为进一步提高变电站建设质量与效率，近年来，变电站建设以“标准化设计、工厂化加工、模块化建设”为核心理念，实现建
设方式从传统的“量体裁衣”向“成衣定制”转变。国家电网公司在2013年至2014年进行了标准配送式变电站、新一代智能站的试
点建设工作；2016年在模块化建设试点成果基础上，在35kV~110kV电压等级全面推广应用智能变电站模块化建设技术。
预制舱式二次组合设备是变电站模块化建设技术的核心实现手段，特别适用于户外GIS和户外AIS站。预制舱式二次组合设备由预制
设备舱体、二次设备屏柜、舱体辅助设施等组成，在工厂内完成制作、组装、配线、调试等工作，以箱房形式整体运输至工程现场
，就地安装于基础上。预制设备舱体（简称“预制舱”）一般采用钢结构箱房，舱内根据需要配置消防、安防、暖通、照明、
通信、智能辅助控制系统、集中配线架等辅助设施，其环境应满足变电站二次设备运行条件及变电站运行调试人员现场作业要求。
图1：某变电站现场预制舱舱内布局图
预制舱舱体：新一代智能变电站、标准配送式变电站预制舱舱体采用轻型门式刚架结构，按外形尺寸分为I/Ⅱ/Ⅲ型舱，符合
公路管理规定的限制，适合公路运输。预制舱根据二次设备内容的不同可分为公用设备预制舱、间隔层设备预制舱、交直流电源预
制舱、蓄电池预制舱等，可以根据整站模块划分按需配置。
图2：I/Ⅱ/Ⅲ型预制舱尺寸图
舱体采用轻型门式刚架结构，舱体底座和框架立柱采用高强度H型钢和槽钢，辅助支撑结构采用C型钢。
图3：预制舱舱内轻型门式刚架结构图
二次设备屏柜：屏柜在预制舱内采用双列布置，中间过道大约1.3米。以宽度600mm的屏柜为例，预制舱内部可以容纳屏柜
数量分别为16面（Ⅰ型舱），26面（Ⅱ型舱），34面（Ⅲ型舱）。
图4：屏柜双列布置图
预制舱内设置一个统一的接口柜，室外的预制缆从线缆沟进到舱内，实现现场二次接线“即插即用”，然后接入到接口柜，
再从接口柜分支到各个屏柜。
图5：舱内接口柜线缆连接图
屏柜靠墙布置，组屏装置采用前接线、前显示保护装置。
图6：前接线前显示保护装置
舱体辅助设施：预制舱内的辅助设施包括：环境控制系统、灯光控制系统、视频监控系统、火灾监测和报警系统、门禁
系统、水浸检测系统、非法入侵检测系统等。摄像机、门禁均为TCP/IP网络数据；各种开关量、模拟量的输入、开关量的输出
，通过一台四方股份的测控装置接入交换机。交换机通过网络或光纤接口以modbus或IEC61850协议与上级通信。
图7：某变电站现场预制舱舱内设备布置图
预制舱替代传统的二次设备室后，减少了工程实际占地面积，变电站实现了小型化，占地面积减少5%～15%、建筑面积减
少19%～30%、二次屏柜数量减少11%～32%。
预制舱内所有的设备安装和电气集成、设备和系统的联调全部在工厂内完成后整体运输至现场，现场二次接线“即插即用”
，缩短了工程建设周期、提高了工程建设质量。220kV变电站最快4个月建成，110kV变电站最快3个月建成，工程建设周期较常
规工程减少约20%～70%；设备运行环境得到有效改善，二次设备运行、接线质量安全可靠。
四方股份的预制舱性能满足以下要求：
序号 |
参数名称 |
单位 |
参数值 |
1 |
舱体外壳金属材料耐盐雾时间 |
h |
不低于196 |
2 |
箱体使用寿命 |
y |
40 |
3 |
箱体外壳防护等级 |
|
IP55 |
4 |
抗震性能 |
|
不低于8度 |
5 |
设计最大风压 |
kN/m2 |
0.85 |
6 |
地面活载 |
kN/m2 |
4 |
7 |
不上人屋面活载 |
kN/m2 |
0.7 |
8 |
最大雪压 |
kN/m2 |
0.85 |
9 |
海拔高度 |
米 |
≤3000 |
10 |
箱体内环境温度 |
℃ |
18~25摄氏度，任一台空调故障时达到5~30度 |
11 |
箱体内环境相对湿度 |
% |
45%~75%，无凝露 |
12 |
应急照明时间 |
min |
90分钟 |
13 |
屋顶坡度 |
% |
保证运输不超高同时坡度不超过5度 |
四方股份的预制舱舱体具有以下主要优势和特点：
1、 舱顶正常照明采用蓝白相间的LED条形光源，均匀布置在预制舱的顶部，营造出“蓝天白云”的意境，达到在舱内工作不压
抑的效果（已经申请专利并被授权）。
2、 舱体空调采用静音工业空调同时能保证送风量，现场维护人员采用工业空调旁预制舱话机和远方电话沟通不受影响。
3、 舱体空调可采用高安全性能的大功率加热器（7.5kW），特别适应寒冷地区需求。
4、 舱体的屋面板采用铝镁锰合金板（3004），具有质量轻、强度高、安装方便等特点，尤其是具有优异的耐腐蚀性，使用寿命
可达50年。
5、 舱门采用304不锈钢（一般采用表面涂漆门）乙级防火门，防护等级高，寿命长，电磁屏蔽性能好。
新能源领域的应用：
在国家电网公司新一代智能变电站、标准配送式变电站基础上拓展了新能源变电站领域的应用，预制舱舱体可以容纳一次设
备，尺寸最大宽度为5.6m，长度12.3米。
图8：新能源变电站预制舱图
图9：新能源变电站预制舱内设备图
附件：成功案例
一、 新一代智能变电站试点工程
国家电网公司科技部将模块化变电站建设理念纳入了新一代智能变电站创新体系，并在2013年至2014年分两批通过共58个新一
代智能变电站进行了试点，四方公司承担了其中5个重点工程，其中3个工程采用了预制舱：
1. 浙江嘉兴勤丰220kV输变电工程
2. 甘肃下河清110kV送变电工程
3. 新疆阿克苏市中110kV输变电工程
二、 标准配送式变电站试点工程
2013年至2014年国家电网公司基建部分三批依托38个工程进行了标准配送式智能变电站的试点建设工作，四方公司承担了其中
5个重点工程，共建设了17个预制舱：
1. 福建南平220kV九龙变电站
2. 浙江绍兴220kV枫桥变电站
3. 安徽宿州110kV苗安变电站
4. 安徽安庆110kV北门坦变电站
5. 安徽慈州110kV慈云变电站
三、 电网变电站的其他典型案例
1. 河北承德500kV承德东变电站
2. 宁夏330kV牛首山变电站
3. 国网新疆昌吉供电公司富园110千伏输变电工程
四、 新能源变电站的典型案例
1. 山东德州陵县光伏生态农业产业园49MWp光伏发电项目
2. 安徽合肥新站区磨店社区、沿河村农业种植20+20MW光伏电站
3. 河北保定曲阳罗家峪31MWp光伏发电综自项目
4. 浙江常山30MWp农光互补地面光伏电站项目
5. 浙江江山30MWp光伏发电项目设备
6. 河北保定唐县北店头乡游家佐村30MW光伏发电项目
7. 河南偃师市大口镇20MW分布式光伏电站
8. 山东楼德20MW光伏电站项目（SVG）
9. 山西大同营房3.5MW分布式光伏发电项目
10. 辽宁铁岭开原庆云堡光伏项目
11. 大唐国际共和四期光伏项目