预制舱技术方案_思源弘瑞

预制舱结构设计技术方案,上海思源弘瑞自动化有限公司,1、综述2、系统配置3、结构设计4、接地5、辅助设施6、运输及吊装7、机械刚、强度性能8、预制舱IP54防护设计9、线缆设计10、整机热设计说明11、工程安装,目录,1、综述-ID设计,1、综述-ID设计,预制舱的外形均按照国网的统一指导来设计。整体简洁美观，与变电站现场环境协调。外形尺寸如下：（长和宽的尺寸不包含顶盖，高度尺寸包含了顶盖）,1、综述-ID设计,海拔高度：2350米2800米；环境温度：-31.7+33.4；太阳辐射强度：1120Wm2；最大日温差：25；平均相对湿度：61%；大气压力：86kPa106kPa；抗震设防烈度：国家标准GB50011的规定为7度（西宁），本次提高要求为8度；最大覆冰厚度：10mm；最大积雪深度：23mm；设计最大风速：40m/s；舱体防护等级：IP54；寿命需求：25年；,1、综述-环境需求,2、系统配置公用舱,2、系统配置间隔舱,预制舱墙体由外墙金邦板、呼吸纸、岩棉、欧松板、结构构件、内墙铝塑板材料组成，吊顶采用铝塑板。岩棉根据热仿真、舱体内部维护空间、舱体加工工艺、舱体强度综合确定外岩棉为50，内岩棉为30。墙体总厚度200。,3、结构设计墙体,3、结构设计墙体,金邦板外墙保温系统,金邦板复合外墙保温系统,3、结构设计墙体,金邦板墙体结构示意图,金邦板产品特点,3、结构设计墙体,金邦板金属挂件安装示意图,金邦板与龙骨的连接方式,金邦板阳角处理方式,预制舱采用双坡屋顶结构，屋面坡度10%。顶部保温层的厚度为100mm。为防止排水管冬天严寒情况下结冰爆裂，与青海局沟通后，预制舱屋面采用散排水方式。,3、结构设计顶盖,预制舱底部除考虑电缆光缆走线、舱体底部承重和门的高度，还具有保温结构设计，以保证舱体整体保温性能不受影响。在防静电地板下方内部和周围铺设50mm厚度的岩棉底部保温层。,3、结构设计底,防静电地板采用木基陶瓷防静电地板，常州向利防静电材料有限公司，木基38mm（保温效果），10mm陶瓷贴面，规格为60060048mm。单块重量约22KG。静载荷按照承受重力200kg/m2来设计，换算成1960N/m2，选用XL-2002。,3、结构设计底,3、结构设计底,预制舱剖面图,舱体布置、开门按照预制舱的平面图、屋面图及立面图进行设计。实现人和货分开，货门（维修门）满足设备搬运；客门（安全门）满足人员巡视和维护。客门兼作紧急逃生门，且设有500400双层钢化玻璃观察窗，装设机械和电子门锁，此门在任何情况下都可以紧急启动。尺寸2400mm*900mm。门具有密封及限位措施，并装有把手、暗闩和能防雨、防堵、防锈的安全锁：外部使用钥匙，内部可开。,3、结构设计门,预制舱的可维护性，舱体内部屏柜单列布置，前后均可开门，这时屏柜前后均需预留维护空间。屏柜前方的走廊宽度为900mm，屏柜后方的走廊宽度为600mm。对于间隔舱，左侧维护通道为900mm，右侧维护通道为955mm。,3、结构设计可维护性,干线：预制舱内暗敷接地干线，每个预制舱在离活动地板300mm处设置2个临时接地端子，连接点处设置明显的一次接地标识。预制舱将室内接地干线引出至舱体外预留接地槽钢。接地槽钢引至主接地网，由用户负责。,4、接地干线接地,地网：静电地板下层，按屏柜布置的方向敷设100mm2的专用铜排，将该专用铜排首未端连接，形成预制舱内二次等电位接地网。舱内二次等电位接地网采用4根以上截面积不小于50mm2的铜带（缆）与舱外主地网一点连接。,4、接地地网接地,本预制舱为钢房结构，钢结构焊接框架连成一个六面体，具有屏蔽功能，并和周边接地网相连。,4、接地屏蔽,舱内温度控制在（1825）范围内，相对湿度为45%75%，任何情况下无凝露。每个预制舱内设置两台工业一体式空调，壁挂式安装，一台故障时仍可满足舱内二次设备正常工作要求（530）。空调型号为深圳英维克EC40HPNC1A，制冷功率4000W，制热功率1000W，空调由辅控系统综合控制。在青海地区，预制舱采用2个1500W电暖气采暖，壁挂式安装，布置在舱体内长度方向的两端，由温控器控制。,5、辅助设施暖通,预制舱内设置通风回路，当人员进入舱体维护时，可由舱外控制启动通风装置进行排气。排气扇采用吸顶换气扇安装，将风扇紧邻舱体短边，以缩短排气扇到出风口距离，提高排气效率。排气扇型号上海松日BPT10-34B。排风量320m3/h，8min内舱内空气可更新完毕。排气软管直径100mm，排气扇出风口直径100mm，外带弯头，端面百叶窗和铁丝网。,5、辅助设施暖通,空调一体机,排气扇,5、辅助设施暖通,暖通布置立面示意,舱内照明设正常照明和应急照明。正常照明（10盏）采用AC220V供电，应急照明（4盏）采用站内DC220V供电。出口处设自带蓄电池的疏散指示标志。舱内照明灯具采用嵌入式LED灯带，布置、照度应满足相关规程规范的要求，且灯带自身具备防护措施，避免在运输过程中振动、掉落损坏。各照明开关设置于门口处，嵌入式安装。配电箱安装于门口处，底部距地面高度为1.5m。,5、辅助设施照明,出口疏散指示灯,5、辅助设施照明,舱内火灾探测及报警系统和消防控制设备选择执行火灾自动报警系统设计规范GB50116规定。,5、辅助设施消防,干粉灭火器,舱内安装视频监控，在舱内屏柜前两端各设置1台监控，实现对舱体内操作和运行的监控，提高预制舱运行的稳定性。室内摄像头安装在门边0.5米、墙上2.5米附近处。,5、辅助设施图像监控,5、辅助设施通信,预制舱内靠近客门处设置有线电话，壁挂安装。,为监测舱体内部环境，设置烟雾传感器、温湿度传感器，并将信息上传至智能辅助控制系统。,5、辅助设施环境监控,5、辅助设施,间隔舱电气回路图,5、辅助设施,公用舱电气回路图,舱内设置一个壁挂折叠式维护办公桌。,5、辅助设施其他配置,壁挂折叠式维护办公桌,主要辅助器件汇总,5、辅助设施,预制舱可靠固定在运输车上，固定及拆卸方式快速简便。预制舱在运输中直立放置，不许倒置、侧放。舱体起吊吊点设置在预制舱底部。采用四点起吊来设计。,6、运输和吊装,吊点布置剖面图,吊装时活载作用下变形,整机重量包含预制舱、内部屏柜、配套设施。以间隔舱为例，标准配置时，内部屏柜和空调的重量之和约为2090kg，考虑预留屏柜设备总重量不超过3000kg。,7、机械刚、强度性能,底部荷载：边线荷载1.30kN/m，恒荷载按1.50kN/m2屋面荷载：恒载按0.50kN/m2考虑，活荷载按0.50kN/m2抗震设计：抗震设防烈度为8度覆冰荷载：0.054kN/m2积雪荷载：0.25kN/m2风荷载：1.00kN/m2使用年限：25年本工程设计时考虑以及几种工况，具体如下：使用阶段：按规范要求考虑上述要求的荷载。吊装及运输阶段：不考虑风荷载、地震荷载、雪荷载及覆冰荷载。,7、机械刚、强度性能,使用阶段恒荷载作用下弹性挠度,7、机械刚、强度性能,防尘要求IP5X。预制舱为全封闭设计，能够满足防尘需求。虽然有强排风装置，但只有当维护人员入舱时，才会启动内、外空气交换。,8、预制舱IP54防护设计IP5X,防水要求IPX4。机柜的防水设计，主要集中在以下几个区域：门、强排风、空调。门门板内侧安装有密封条，门锁也是户外专用门锁。排风出风口出风口的防护罩能够防止雨水进入舱体。空调空调的进水隐患有2个：空调本身漏水；空调和舱体之间的安装面防水。前者是外购件质量控制，后者是安装要求。,8、预制舱IP54防护设计IPX4,舱内与舱外光纤连接采用预制式光缆，舱内与舱外电缆连接不采用预制式电缆。光、电缆从舱体底部进出预制舱。,9、线缆设计进出舱体,舱内按规定设置配电盒、开关面板、插座等，预制舱内所有线缆按墙壁竖管、天花、地板横管三种方式实现暗敷形式。地板至底板（电缆槽）高度250mm，舱内采用下走线方式，舱底部设置电缆槽盒。,9、线缆设计舱体内走线,9、线缆设计舱体内走线,热仿真模型说明-舱内设备分布,10、整机热设计说明,10、整机热设计说明,目标：在环境温度-31.733.4时，舱内温度需控制在1825；任一台空调故障时舱内温度需保持在530。使用两台英唯克一体机空调：EC40HPNC1A，空调尺寸约为1350*620*350mm；空调嵌在预制舱壁面上（如下图所示）。空调额定风量为1400m3/h,额定制冷功率为4000W，额定加热功率为1000W。采用2个1500W电暖气采暖，壁挂式安装，电暖气采用不带风扇的辐射加热型，布置在舱体内长度方向的两端。采用机械通风装置进行换气。排气扇（2个）采用吸顶式安装，排气扇型号上海松日BPT10-34B，大小300300，排气软管直径100mm，排气扇出风口直径100mm，外带弯头，端面单向百叶窗（只出不进）和铁丝网；不额外开进气口，换气时，打开预制舱门进行通风。舱内屏柜总发热量为2710+200W。预制舱侧壁除80mm厚的保温岩棉外，在钢方柱之间塞满岩棉。预制舱底部采用38mm厚木基陶瓷防静电地板，在防静电地板下方内部和周围铺设50mm厚度的岩棉底部保温层，提高预制仓整体保温效果。,空调2,空调1,监控主机及服务器屏,门,门,电暖片布置在舱体内长度方向的两端,10、整机热设计说明,状态1：环境温度33.4，同时考虑太阳辐射的影响，舱内屏柜总发热量2910W，2台空调同时工作（制冷），空调出风温度18，每台空调实际制冷功率为2000W，舱内最低温度18C，最高温度25C。,舱内温度分布云图如下所示：,钢房顶部（上）、钢房中部（中）和钢房底部（下）温度分布云图,空调1,空调2,10、整机热设计说明,状态2：环境温度33.4，同时考虑太阳辐射的影响，舱内屏柜总发热量2910W，空调1失效，仅单台空调工作（制冷），空调出风温度18，单台空调实际制冷功率为3600W，舱内最低温度19.3C，最高温度28.1C。,舱内温度分布云图如下所示：,钢房顶部（上）、钢房中部（中）和钢房底部（下）温度分布云图,空调1,空调2,10、整机热设计说明,状态3：环境温度33.4，同时考虑太阳辐射的影响，舱内屏柜总发热量2910W，空调2失效，仅单台空调工作（制冷），空调出风温度18，单台空调实际制冷功率为3700W，舱内最低温度20C，最高温度27.5C。,舱内温度分布云图如下所示：,钢房顶部（上）、钢房中部（中）和钢房底部（下）温度分布云图,空调2,空调1,10、整机热设计说明,状态4：环境温度-31.7，同时考虑舱外空气流动的影响，舱内屏柜总发热量2710W，空调不工作，仅使用电暖器进行加热。电暖器实际加热功率为2400W时，舱内最低温度20.7C，最高温度27.4C。,舱内温度分布云图如下所示：,钢房顶部（上）、钢房中部（中）和钢房底部（下）温度分布云图,空调2,空调1,10、整机热设计说明,状态5：环境温度-31.7，同时考虑舱外空气流动的影响，舱内屏柜总发热量2710W，空调和电暖器都不工作，仅靠设备本身的发热来维持预制舱内部温度。舱内最低温度17.1C，最高温度23C。,舱内温度分布云图如下所示：,钢房顶部（上）、钢房中部（中）和钢房底部（下）温度分布云图,空调2,空调1,10、整机热设计说明,10、整机热设计说明,空调工作时，舱内流场粒子图如下所示：,空调2,空调1,空调1,空调2,机械通风装置通风时流场粒子图：,10、整机热设计说明,10、整机热设计说明,1、保温棉设计厚度：预制舱顶部彩钢岩棉夹芯屋面板厚度为100mm；预制舱侧壁除80mm厚（外50和内30）的保温岩棉外，钢方柱之间塞满岩棉；预制舱底部仓底部采用38mm厚木基陶瓷防静电地板，在防静电地板下方内部和周围铺设50mm厚度的岩棉底部保温层。这个方案能够满足加热需求。2、空调选型参数说明：使用单台额定制冷功率不低于4KW，单台额定加热功率不低于1KW，风量不低于1400m3/h。选择英唯克一体机空调：EC40HPNC1A，额定制冷功率4KW，内置电加热器（额定加热功率1000W），数量两台。3、电暖气加热说明：采用2个元硕碳晶墙暖采暖，额定加热功率1500W，每个6片，每片250W，壁挂式安装，布置在舱体内长度方向的两端。电暖气工作状态由温控器控制。从仿真结果数据得出，在极限低温下，目前的设计方案能满足预制舱内部温度要求。4、排