新模式模块化变电站建设的分析与研究
变电站模块化建设研究综述
2 变电站模块化建设的发展过程
以上建设模式均由用户电力公司自行设计分散采购自行组织集成和现场安装调试建设周期长同时也造成各级电力部门必须拥有一支庞大的工程设计和建设队伍25如果把变电站设计为模块化结构相关设备模块都在工厂内安装完毕并完成内部连线和调试把模块运到现场后只需进行外部连接整体联调则可以较好地解决以上各种问题同时降低综合造价使不同场合变电站的建设多一些选择方案也可以减少各地工程建设队伍专业水平的差异对工程质量的影响
第 32 卷 第 14 期 2008 年 7 月
文章编号：1000-3673（200ower System Technology
中图分类号：TM63 文献标识码：A
Vol. 32 No.14 Jul. 2008
学科代码：470·4051
变电站模块化建设研究综述
柳国良，张新育，胡兆明
关键词：模块化；变电站；紧凑型开关柜；全绝缘；户外共 箱式模块
0 引言
20 世纪 90 年代中期国际上就出现了模块化的 变电站，受到许多企业和专家的关注，人们认为这 种建设模式具有简单、快速、占地少等优势，应用
范围很广。2006 年，在达拉斯举办的 IEEE 电力展 览会上出现了许多变电站建设的模块化产品[1]，表 明了变电站模块化的技术发展趋势。
1 传统变电站的建设模式
传统的变电站建设模式主要包括： （1）户外型变电站。此模式变电站的高压开 关设备采用户外中型或半高型等布置形式，变压器 放置在户外，10 kV 设备采用户内开关柜形式布置 在开关室中，各电气设备采用敞开连接方式，即设 备之间采用裸露导线或母线端子排，利用户外架构 的支撑进行连接。由于高压绝缘对空间的需要，电 力设备的体积和设备间距较大，占用土地较多。并 且由于高压设备及其连接直接暴露在户外，对环境 及绝缘配合的要求较高。按此方式建设的变电站通 常构架高耸，高压线如网，与周边环境很不协调， 选择合适的变电站建设地点较困难。但此种方式在 我国有多年的建设经验，设备供应厂家众多，建设 成本较低。 （2）户内型变电站。为解决户外型变电站占 用土地多、与环境不协调等问题，出现了户内型变 电站，其电气设备全部或部分安装在户内。为有效 地节约空间，其高压开关多选用气体绝缘封闭式开 关设备(gas insalated switchgear，GIS)，各电气设备 之间的连接多采用电缆方式。户内型变电站需要现 场建房，且安装、调试工作量较大，施工周期长， 总体造价约比户外变电站高出 1 倍。此模式适用 于城市中心区变电站的建设，可较大程度地节约 土地资源。 （3）地下或半地下型变电站。此模式变电站 与户内型变电站较为相似，只是将各电气设备全部 或部分安装在地面以下，更为有效地节省了土地占
变电站模块化建设通用设计应用及存在问题
一、概述变电站是电力系统中的重要组成部分，其功能是对输电线路的电能进行变换、分配和控制。
在变电站建设中，模块化设计是近年来的一种新趋势。
模块化设计是指将变电站设备和构件制作成标准化的模块，然后在现场进行组装和安装。
这种设计方法在提高建设速度、降低成本、提高质量方面有明显优势，因而备受青睐。
然而，模块化建设也存在一些问题，需要进行深入研究和解决。
二、模块化设计的优势1. 提高建设速度模块化设计避免了传统建设中的大量现场加工和施工，可以大大缩短建设周期。
设计和制造模块化的变电站设备更为简单高效，可以在短时间内完成大量模块的制作，并便于统一管理和质量控制。
2. 降低成本模块化设计可以减少人工成本、能源成本和材料成本，同时也减少了变电站的占地面积。
大规模生产标准模块可以带来规模经济效益，使变电站建设的总体成本降低。
3. 提高质量模块化设计使得变电站设备在工厂化生产的过程中可以进行更为严格和细致的质量控制，避免了现场施工过程中的质量问题。
模块化设计还便于标准化管理和维护，提高了设备的可靠性和稳定性。
三、模块化设计的应用1. 设备模块化在变电站建设中，各种变电设备可以根据其功能和规格进行模块化设计，例如变压器、开关设备、断路器等。
这些设备模块化后可以在工厂进行生产和调试，然后直接运输到现场进行组装和安装。
2. 结构模块化变电站的建筑结构也可以进行模块化设计，例如采用预制构件进行建筑的模块化组装，甚至可以采用集装箱式结构进行快速搭建。
3. 控制系统模块化变电站的自动化控制系统也可以进行模块化设计，例如将不同的控制功能进行模块化，便于灵活组合和替换。
四、模块化设计的存在问题1. 设备匹配性由于不同厂家生产的模块化设备可能存在一定的差异，因此在实际应用中可能存在设备匹配性的问题，需要进行定制化设计和调整，增加了施工和调试的难度和成本。
2. 安全性考虑模块化设计可能会增加变电站的故障检测和处理难度，同时也增加了一些安全隐患，例如模块间连接处的接地、防雷等措施需要特别注意。
新一代智能变电站模块化建设应用与研究
智能制造数码世界 P .104陪伴的功能，对于幼儿的早期智力、语言功能的发展具有十分重要的意义，因此具有广阔的商业前景。
参考文献[1]刘火良，杨森．STM32库开发实战指南[M]．北京：机械工业出版社，2018．[2]马洪连, 李大奎主编,嵌入式系统开发与应用实例. 北京:电子工业出版社,2015[3] 赵力.语音信号处理．北京：机械工业出版社，2009支持项目南京邮电大学2017年国家级大学生创新训练计划支持（项目编号：SZDG2017004）作者简介张润泽，男，本科生，通信工程2015级。
通信作者戴海鸿，男，高级工程师,从事信号处理研究。
新一代智能变电站模块化建设应用与研究程国庆 明钱良 郑亮 杨柳 牛琦 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司经研所摘要：随着标准化建设实践向纵深拓展，推进变电站“标准配送式”建设，在全面推广应用“三通一标”的基础上，推行“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”电网建设新模式，以110千伏孝南星火变电站作为标准配送式变电站试点工程为契机，全面推行资源节约型、环境友好型、工业化(“两型一化”)变电站建设工作，实现建设项目全寿命周期内功能匹配、寿命协调、费用平衡, 全面提高建设项目的效率和效益, 使电网建设逐步走向减少土地占用、降低造价、缩短建设周期、与周围环境协调、提高运行可靠性和较少设备维护的发展模式。
1工作描述国网孝感供电公司开展智能变电站模块化建设模式研究的重要实践，是践行“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”建设思路的必然途径，孝感公司以星火变作为国网公司110kV 标准配送式试点工程为契机，以点带面、团结协作、奋力争先，推动电网建设模式向集约、高效、智能、环保发展。
2主要做法2.1深化标准化设计，实现技术创新2.1.1全面应用通用设计、通用设备，实现设计标准化。
施工图全面落实施工要点、工艺标准、观感质量等，形成装配式建筑物专项研究报告。
2.1.2积极应用新技术，开展设计创新。
变电站模块化建设土建方案研究
变电站模块化建设土建方案研究摘要：本文从变电站模块化建设背景出发，针对“模块化建设”的实施原则、建设方式、创新亮点和实施方案等方面进行分析比较，明确变电站内建、构筑物的装配范围，以及各类建筑物的结构形式、装配形式、建筑材料的选择，确定标准化建、构筑物装配方案，突出了“标准化设计、工厂化加工、模块化建设”的全新建设模式的特点，结论可为变电站模块化建设的研究和实施提供参考。
关键词：变电站；模块化建设；装配式施工Research on Civil engineering Plan of Modularized Substation ConstructionZhang Ming1, Li Beibei2，Zhao Tiantian3（1.Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp.Ltd ,2.Shandong Textile Design Institute，3.Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp）[Abstract：Based on the background of modularized substation construction, The article analyzes the implementation principle, construction mode, innovation highlights and implementation plan of "modularized construction", recommends standardization prefabricated construction scheme, highlights the "standardization design, factory processing, modularized construction" of the new construction mode characteristics The conclusion can provide reference for the research and implementation of substation modularized construction.keywords：Substation; Modularized Construction; Prefabricated Construction1 概述传统变电站建设模式伴随绑扎钢筋、立模、拌制混凝土、浇筑、养护、砌筑等工序，存在着施工现场噪声大、粉尘多、施工周期较长，施工质量受施工队伍水平影响大等问题，愈来愈不适应社会发展的要求。
装配式建筑施工中的变电站模块化应用研究
装配式建筑施工中的变电站模块化应用研究一、引言近年来，随着城市化进程的加快和经济的不断发展，越来越多的变电站建设需求涌现出来。
然而，传统的变电站建设方式存在诸多问题，如施工周期长、造价高、施工质量难以保证等。
在这种背景下，装配式建筑以其灵活性、可重复利用性和高效性被广泛应用于各个领域。
本文旨在探讨装配式建筑在变电站施工中的模块化应用，并剖析其优势与挑战。
二、背景及意义传统变电站施工方式通常采用现场加工、组装的方式完成。
这种方式依赖于大量人力物力资源，且容易受到天气条件等不确定因素限制，导致项目延期和额外成本支出。
相比之下，装配式建筑采用先制组件，在工厂进行统一生产，并通过标准化设计实现模块之间的互换和组合。
这种模块化特点为变电站施工带来了无尽可能性。
模块化能够提高施工效率，减少现场人员和工期，从而提高施工质量和降低成本，因此其研究具有重要的理论价值和实践意义。
三、装配式建筑在变电站模块化应用的优势1. 提高施工效率与传统施工相比，装配式建筑采用先制模块，在一个工厂环境下进行生产，可以同时进行多个模块的生产。
这种离散化的生产方式能够大幅提高施工效率，缩短建设周期。
例如，在变电站主体结构方面，通过预制混凝土构件和钢结构模块化制作，并借助机械设备进行快速组装，可以大大缩减现场搭建时间。
2. 保证施工质量装配式建筑中的预制构件经过严格的质检程序，在交付现场前即完成了质量控制。
这样可以避免传统施工中施工人员操作不规范带来的质量问题。
同时，在模块化中采用标准化设计和加强连接方式，可以确保模块之间空隙小、连接紧密，为电气设备的正常运行提供可靠保证。
3. 实现可持续发展装配式建筑更加注重环境友好，符合低碳和可持续发展的要求。
使用预制构件可以减少对资源的浪费，降低建筑过程中的二氧化碳排放。
另外，变电站模块化应用还可以实现快速组装和拆卸，方便后期设备更新和扩展。
四、装配式建筑在变电站模块化应用的挑战1. 设计标准的统一由于不同地区和不同工艺对变电站的设计需求不尽相同，给模块化应用带来了困难。
电力工程变电站模块化建设的探究
电力工程变电站模块化建设的探究摘要：随着国家电网公司持续推进输变电工程“两型三新一化”的建设理念，变电站的功能定位和配置要求越来越突出产业化。
基于模块化设计理念，分析了智能变电站的模块化设计理念，提出了电气一次模块化集中布置、二次系统集约化集成布置、二次系统集中布置的方法，并利用三维数字化技术对变电站的结构形式和立面组合进行模块化设计，从而达到城市智能变电站整体优化的效果。
关键词：电力工程；变电站；模块化建设；探究1 模块化智能变电站在工程设计中的应用1.1 模块化智能变电站的设备选型对于设备容量、额定电流等常规设备参数，模块化智能变电站的设备选型与传统变电站相差不大，可根据系统要求进行配置。
为了实现模块化设备的“即插即用”功能，需要对主变压器模块的接线端子进行修改，并使用可插拔电缆附件与进线模块连接；对于220kV开关模块和110kV开关模块，工程设计中将气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）作为模块的基本形式，高压设备如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器高度集成，结合设备厂家工厂预制工艺，进、出线采用可插拔整体式电缆套管和电缆连接器，充分体现模块化变电站的特点，便于维护检修；10kV开关模块可选用金属铠装移动式开关柜或固定式开关柜。
为缩短施工时间，可在工厂提前预制成组装式开关室，并在现场组装，但应同时考虑开关室的运输和吊装。
综合自动化模块主要包括继电保护系统、调度自动化系统、智能监控系统和变电站通信系统。
10kV保护系统可在厂内提前在10kV开关模块内预制，其余可在预制好的中控室内安装。
1.2模块化智能变电站总平面布置图变电站总平面布置应符合《总图标准》（GB/T 50103-2010）和《变电站总平面设计技术规范》（DL/T 5056-2007）的规定。
总平面布置必须树立总体概念，因地制宜采用成熟的新材料、新工艺、新布局，满足可持续发展的要求。
此外，还要遵守国家土地政策，合理利用土地，提高土地利用率，通过各种方案的技术经济比较，不断优化设计方案，尽可能降低工程造价，缩短建设周期。
变电站模块化建设
变电站模块化建设
变电站模块化建设是一种新型的变电站建设方法，它将变电站的各个组成部分划分为独立的模块，进行设计、制造、组装和调试，然后在现场进行快速组装和拼接，以实现变电站的快速建设和高效运行。
以下是变电站模块化建设的一些优势：
1. 缩短建设周期：模块化建设可以将制造和组装工作在工厂内完成，减少了现场施工的时间和工作量，从而大大缩短了建设周期。
2. 提高工程质量：工厂化生产可以保证模块的制造质量，减少了现场施工中的不确定性和人为因素对工程质量的影响。
3. 降低建设成本：模块化建设可以实现标准化设计和批量生产，降低了模块的生产成本。
同时，现场施工工作量的减少也降低了工程的建设成本。
4. 提高运行可靠性：模块化建设采用标准化的设计和制造工艺，保证了各个模块之间的兼容性和互换性，提高了变电站的运行可靠性。
5. 便于维护和升级：模块化结构使得变电站的维护和升级更加方便，可以对单个模块进行维护或更换，而不影响整个变电站的运行。
6. 适应不同需求：模块化建设可以根据不同的用户需求和场地条件，灵活组合和配置各个模块，实现个性化的变电站建设。
总之，变电站模块化建设是一种高效、可靠、经济的建设方式，它可以提高变电站的建设质量和运行效率，为电力系统的稳定运行提供保障。
110kV模块化变电站可行性研究报告
110kV及以下模块化变电站(可行性研究报告)北京科锐配电自动化股份有限公司2009年9月目录一、项目简介 (3)二、项目的意义和必要性 (3)1、国内外现状和技术发展趋势 (3)2、产业关联度分析 (5)（1）产业链构成 (5)（2）上下游行业分析 (6)（3）产业关联度分析 (9)3、市场分析 (10)三、项目的技术基础和技术可行性 (16)1、成果来源及知识产权情况 (16)2、已完成的研究开发工作 (17)3、技术特点，与现有技术比较所具有的优势和劣势 (17)4、有关重大关键技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用 (18)四、项目实施情况 (18)1已投运试点工程情况 (18)2、目前各省项目实施情况 (18)① 66KV及110KV模块化站实施情况 (18)② 35KV模块化站及一体化站实施情况 (20)3、项目实施过程中碰到的问题及解决方式 (23)五、工艺技术路线、设备选型及主要技术经济指标 (23)1、工艺技术路线及设备选型： (23)2、经济技术分析 (27)六、经济效益和社会效益分析 (29)1、经济效益 (29)2 投资回报 (29)3、社会效益 (29)七、结论及建议 (29)一、项目简介110kV及以下模块化变电站提出了一种变电站建设的新模式，它是将110kV及以下变电站划分为高压开关、主变压器、中压开关、综合自动化、中压配套设备五个功能模块：高压开关功能模块为进出线采用拔插式电缆接头连接的气体绝缘封闭式组合电器；主变压器模块的变压器高压进线采用拔插式电缆接头结构，中压出线采用多股电缆或硬母线桥架方式；中压开关模块内采用以永磁机构真空开关为基础的紧凑型开关柜；综合自动化模块根据用户要求选用相应产品；中压配套装置模块包括无功补偿装置、接地变压器、消弧线圈等配套设备。
中压开关、综合自动化、中压配套设备等模块中的主要设备均安装在增强型玻璃纤维水泥箱体或其它材料箱体内。
各功能模块在工厂中预制完成，并分别进行调试。
配电网工程建设模块化管理新模式分析与研究
配电网工程建设模块化管理新模式分析与研究摘要：伴随着经济与社会的同步发展，人们的生产生活对电力的依赖程度逐渐增加，因此配电网的建设就十分关键。
本文通过对配电网工程建设进行研究，对在配电网建设过程中多个影响工程的要素进行了分析，在此基础上将整个工程进行模块化的分工，从而能够按照不同的任务需求进行管理，避免了配电网建设过程中工作重叠混乱的问题的发生，使配电网工程建设的管理水平能够进一步的提高，最终确保整个工程建设的质量能够达到要求。
关键词：配单网；工程建设；模块化管理0引言随着社会需求的不断增加，社会经济发展的活力不断被激活，导致用电需求增加，进而促进了我国电力体制的改革，也加快了我国电力工程项目建设的进度，使得越来越多的配电网工程项目投入到建设当中。
在进行电力工程建设的过程中，尽管技术已经比较成熟，但管理模式比较传统，存在诸多的缺陷，尤其是配电网工程建设项目中的管理，其相关问题尤为明显。
因为配电网建设项目施工规模较大，不确定的客观因素较多，因此在具体施工过程中一些细节工作容易被忽视。
同时伴随着引入越来越多的新材料、新技术、新设备等，使得项目的管理工作变得更为复杂。
因此，需要建立能够适应配电网工程建设项目的新的管理模式，满足项目管理需求，确保建设工程能以最佳的质量完成。
1配电网工程建设管理存在的问题配电网工程建设具有项目批次多、涉及范围大等特点，而不同的工程之间在施工规模、投资额以及改造标准上等多个方面都存在比较大的差异。
如果采用单线管理，比较容易出现单个部门同时处于多个工程状态下的现象，使得整个管理变得混乱。
相较于输变电基建工程，配电网工程的建设质量与工艺有所不同，而且负责项目施工的单位缺少足够的施工人员、施工设备比较落后、行业准入条件不够严格，种种问题导致配电网工程建设的质量与效率难以真正达到实际要求。
所以要对整个建设过程采取规范设计、标准施工、完善管理队伍建设等创新管理的模式，进而使配电网的质量管理标准有所提升。
模块化变电站设计探讨
模块化变电站设计探讨摘要：模块化变电站是目前变电站设计的趋势，本文就关于模块化变电站设计实践中的一些问题，如模块化变电站概念、特点、关键技术方案等进行了探讨。
关键词：模块化；变电站变电站的发展历经几个阶段，从20世纪80年代以晶体管、集成电路为主传统变电站开始。
随着微机保护、计算机、网络以及通信技术的广泛应用，90年代，变电站自动化取得实质性进展，逐渐发展成综合自动化变电站。
近年来，数字化技术不断进步，IEC61850标准在国内大范围推广应用，基于IEC61850的数字化变电站快速成长起来。
现阶段，采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能变电站在智能电网的迅猛推进下应运而生。
从近年来电力设备技术的发展趋势看来，变电站建设正向工厂预制式模块化发展，简单的现场组装式变电站形式越来越受到用户的青睐。
特别是国网公司提出“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”要求以来，智能变电站模块化建设得到全面推进。
模块化变电站的建设，目前变电站设备分为主变模块、35kV开关模块、10kV开关模块、电容组模块、站变模块、变电站控制模块（变电站综自设备、通讯设备、交直流电源等）等。
各功能模块在工厂中预制完成，并分别进行调试。
现场安装时，将高压开关、主变压器、中压开关及中压配套设备等模块采用一次电缆进行连接，并将综合自动化模块与其它模块采用二次电缆及通讯线路进行连接，然后进行整体调试，土建采用装配式钢结构工程技术，完成模块化变电站的建设。
本文以镇江地区110kV户内站为例进行相关技术方案介绍。
1 模块化变电站总体方案目前镇江地区模块化变电站建设规模通常远期3×50MVA主变压器，电压等级为110/10kV；本期2×50MVA主变压器。
110kV出线远期6回，本期建设4回。
10kV出线远期36回，本期建设24回。
本期1、2号主变各配置2×6000kvar 10kV并联电容器装置，远期每台主变配置2组无功补偿装置。
模块化智能变电站设计优化方案研究
模块化智能变电站设计优化⽅案研究学术争鸣205模块化智能变电站设计优化⽅案研究⽂/芮明圣摘要：智能变电站拥有的功能较为强⼤,不仅能够⾃动对信息进⾏采集与测量,同时还能⾃动对电⽹进⾏实时调节与控制.但智能变电站在实际建设过程中还是出现了⼀定的问题,变电站功能也随之受到了影响.为有效解决变电站存在的问题。
本⽂介绍智能变电站模块化技术要求和技术特点，模块化智能变电站使智能技术进⼀步实⽤化、标准化。
关键词：智能变电站；模块化；设计⼀、智能变电站模块化概述（⼀）智能变电站模块化建设背景⽬前，智能变电站基本实现了全站信息数字化、通信平台⽹络化、信息共享标准化、⾼级应⽤互动化，在技术创新、设备研制、标准制定、⼯程建设等领域取得了阶段性成果。
⾯对当前⽇趋严峻的⽣态环境和经济形势，“占地少、造价省、可靠性⾼”的新⼀代智能变电站被正式提出研究与建设。
（⼆）智能变电站模块化⽬标定位智能变电站模块化建设应达到的⽬标：1.集成应⽤成熟适⽤新技术、深化标准化建设。
形成电⽓⼀次、⼆次、⼟建各专业标准化技术⽅案，实现设计、建设标准化，提升变电站智能化技术⽔平。
2.提⾼建设效率。
技术和装备实现集成和⼯⼚化调试，应⽤预制装配结构，推进现场机械化施⼯，减少现场接线和调试⼯作，提⾼⼯程建设安全质量、⼯艺⽔平。
⼆、智能变电站模块化技术特点智能变电站模块化使智能技术进⼀步实⽤化、模块化、标准化。
智能变电站信息采集、传输、处理技术，⾼级应⽤分阶段实施更加规范，其技术特点主要体现在以下⼏个⽅⾯：（⼀）⾼度集成的⼀、⼆次设备。
集成设备最⼤程度实现⼯⼚内规模⽣产、集成调试、模块化配送，减少现场安装、接线、调试⼯作，提⾼建设质量、效率。
⼀次设备本体与智能控制柜之间⼆次控制电缆采⽤预制电缆连接。
（⼆）⼆次系统模块化设计。
⼆次组合设备按电压等级和设备功能模块化配置，实现⼯⼚内规模化⽣产、集成调试、模块化配送，有效减少现场安装、接线及调试⼯作量。
（三）采⽤预制舱式⼆次组合设备。
新技术对模块化智能变电站设计的影响分析和建议
模块化变电站出现在日本，国内模块化变电站也于 2009 年在湖南投入运行[2]。自 2013 年开始，我国逐渐 创新变电站工程建设模式，开展标准配送式智能变 电站建设，大力推行“标准化设计、工厂化加工、装 配式建设”，全面提升电网建设能力[3]。2018 年，国家 电网公司继续深化推进变电站模块化建设，要求公 司系统 220 kV 及以下电压等级变电站全面应用模 块化建设，330~750 kV 电压等级变电站积极实施应 用模块化建设模式。目前国网公司系统内的模块化
传统变电站在完成土建施工后，各种电气设备 才能进行现场安装和调试，过程较为复杂且容易受 到外界因素的影响。模块化变电站设计和建设，可 有效减少占地空间、缩短施工周期、提高运行可靠 性、降低设备维护量等，成为了变电站设计和建设 发展趋势。
早在 20 世纪 80 年代，美国提出了基于模块化的 低压变电站设计方案，主要应用于 33 kV 及以下的 预制模块化变电站和集装箱变电站[1]；第 1 个 66 kV
摘要：基于模块化的智能变电站设计可有效避免现场安装的多种问题，提高变电站的建设效率。本文针对基于
模块化的智能变电站设计发展趋势和面临问题开展研究，首先对智能变电站通用设计的应用需求进行调研分
析，并结合新技术和新设备，给出了基于模块化建设的智能变电站一次和二次功能模块组成方案。其次从新型
线路和开关技术、电能质量和定制电力技术，以及系统保护与故障监测技术等三个方面，对相关技术和典型设备
第 32 卷 第 3 期 2020 年 3 月
电力系统及其自动化学报 Proceedings of the CSU-EPSA
Vol.32 No.3 Mar. 2020
新技术对模块化智能变电站设计的影响分析和建议
胡劲松 1，石改萍 1，孔祥玉 2，陈 斌 3，卫银忠 3
基于模块化设计的城市智能变电站整体优化研究
基于模块化设计的城市智能变电站整体优化研究摘要：智能电网的物理意义在于其自身以物理电网为基础，将现代较为发达的传感测量、通讯、信息、计算机以及控制技术和物理电网集成在一起，而组成的新型电网，我国智能电网以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调并架为基础形式，这种新型电网是电力行业目前发展的主要趋势，电网行业发展的新时代已经悄然开启。
在智能电力系统中，变电站是非常关键的组成部分，而且其在电力系统起到的实际作用是不能被替代的。
在现阶段，110kV 智能变电站的施工建设非常复杂，而且也需要在城市中进行大量的建设，这就导致建设的过程会受到大量因素和条件的影响，使建设的质量和效率都不高。
因此，针对这种情况，就需要针对 110kV 智能变电站进行模块化设计，进而保证变电站的施工效率和质量符合相关建立标准，而且外观也符合城市整体形象的要求。
关键词：110kV 智能变电站；模块化；设计在新时代下，在国家伟大复兴的步伐不断加快，人民对于美好生活的要求不断提高，经济社会发展对能源供应的依赖不断加大，电网作为经济发展的重要基础、先行保障，需要随着社会发展、科技进步而加快自身发展脚步、提质提速建设标准。
模块化智能变电站是一种新的智能变电站建设模式，具有标准化设计、模块化组合、工厂化生产、集约化施工的特点，能全面提升电网工程的设计、建设和管理水平。
模块化智能变电站遵循可靠性、适用性的原则，可大大提高变电站建设效率，实现设备采购、安装调试、生产运行等环节的有效衔接。
本文介绍了沈荡110kV 变电站设计与建设中采用的装配式建构筑物、模块化电气二次设备、预制式光 / 电缆等关键技术。
与传统建设方案相比，可缩短建设周期、降低人工成本，模块化智能变电站建设模式具有推广应用。
一、智能变电站随着世界范围内市场化改革推进、数字化、经济化的快速发展、气候差异、科学技术的不断发展、环境要求日趋严格以及国际能源政策的调整，“环保、低碳、可持续发展”已成为世界各国能源策略的主题。
浅谈变电工程模块化设计
浅谈变电工程模块化设计摘要：阐述了将示范工程设计思想和最新成果又及时应用于模块化设计，重点分析了模块化设计指导思想、模块化设计总体思路以及模块的划分原则，为进一步研究提供了基础。
关键词：模块化设计；变电工程；总体思路；划分原则1 引言随着我国市场经济体制的不断完善，对电力企业的市场竞争能力和电力工业的健康可持续发展，提出了越来越高的要求。
设计革命、模块化研究和示范工程就是在这一环境下出现提出的，这是社会发展、技术进步、设备制造工艺水平、设备可靠性提高、环境保护意识和节约土地资源的必然要求。
开展变电工程模块化设计研究，目的就是按照示范工程的设计思路，采用新的设计思想、设计方法和手段，采用新设备、新技术、新材料、新工艺，提高电网的运行安全可靠性、经济性和灵活性，提高变电站的自动化水平，减人增效，实施无人值班，并按照工艺流程，优化变电站的总平面布置，提高变电站的土地利用率，减少变电站建筑面积，降低土建工程费用，控制工程造价。
2 模块化设计指导思想模块化设计研究的指导思想是应用年示范变电工程设计的成果，按照“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设方针，认真总结和学习国内外电力工程先进的设计思想、设计方法和施工运行管理经验，解放思想，强化创新意识，依靠科技进步，在设计思想、设计方法、工艺系统、结构布置、方便生产、优化节约和新设备、新技术、新材料的应用上力争有所革新和突破，使变电工程在安全性、可靠性和经济性的等方面与国际先进水平接轨，实现以经济效益为中心，控制工程造价，提高市场竞争能力，实现电力工业可持续发展战略。
3 模块化设计总体思路模块化设计研究的总体思路是在安全可靠前提下，突出体现经济性、合理性、先进性。
以各电压等级配电装置间隔和建筑单元为对象，形成随电网的发展和设备、技术的变化而及时完善、优化的单元模块，在此基础上通过优化排列组合，实现整个变电站的优化布置。
使总体设计方案更合理、更紧凑、更集约、更高效。
变电站模块化建设应用及前景分析
变电站模块化建设应用及前景分析作者：杨昇来源：《市场周刊·市场版》2017年第13期摘要：变电站模块化技术出现于上世纪90年代后期，国内的厂家大多将10kV开关设备和二次设备安装在预制箱体的内部，其他部分依然按照常规模式进行处理。
这也就是变电站模块化建设的初步发展。
因为开关柜本身占用较大的空间，因此箱体内操作空间较为狭小，给维护工作带来诸多的不便，影响设备运行安全。
此外，在吊装和运输方面也存在着很多问题，所以必须要对其进行有效的改进优化。
关键词：变电站；模块化应用；建设一、传统变电站建设模式分析（一）户外变电站建设模式该类型的变电站高压开关设备和主变压器一般设置在户外，10kV设备设置在户内，电气设备之间的连接采用敞开式连接模式，设备之间采用裸露导线或母线端子，充分利用户外的环境实现相互之间的有效连接。
高压绝缘对空间有着较为严格的要求，设备自身的体积和设置的间距相对较大，所以需要占用较大的空间。
同时，因为高压设备直接在户外连接和运行，因此对环境也有着十分严格的要求。
所以变电站构架的高度要满足搭设要求，另外由于高压电线比较密集，很难与周围的环境保持高度的协调性，所以变电站建设地点的选择是一个难点问题。
但是这种方法在我国应用时间较长，经验也比较丰富，设备来源比较广泛，这就大大降低了建设的成本。
（二）户内变电站建设模式为了能够更好地改善户外变电站空间占用大，不能很好地与周边的环境保持协调统一等问题，户内变电站得以发展。
所有的电气设备全部安装在户内，为了更好地提高空间利用效率，高压开关通常选择气体绝缘封闭式开关设备。
电气设备多通过电缆连接。
这种变电站需要现场建房，同时安装和调试工作任务繁重，需要较长的施工周期，因此其建设的成本也相对较高，通常情况下这种变电站一般分布于市中心位置[1]。
（三）地下或半地下变电站建设模式此种变电站与户内变电站存在很多相似点，其主要是将多个变电设备安装在地面之下，从而有效地提高了空间的利用效率，但是在变电站建设和维护的过程中需要较高的成本投入，所以该变电站一般分布在城市土地资源极少的市中心地区。
模块化变电站在南方电网的应用可行性分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｉｖｉｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ａｒｅ ｕｓｕａｌｌｙ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒ ｕ ｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｌｏｗ ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｃｙ，ｌａｒｇｅ ｌａｎｄ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ，ｌｏｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｅｒ ｉｏｄ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ａｎｄ ｃａｎｎｏｔ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ ａｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｇｅ．Ｍｏｄｕｌａｒ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒ ｕ ｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｒａｐｉｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ， ｈｉｇｈ ｃｏｎｓｔｒ ｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｏｐｅ ａｎｄ ｃｏｓｔ ｏｆ ｍｏｄｕｌａｒ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｏｄｕｌａｒ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈｅｍ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
求。近年来经济发展迅速 ，城市中心变 电站的建设 需求急剧增大 ，风 电、光伏等新能源变 电站 的建设 需 求 同样 十 分 巨大 。但 国 内电 网 变 电站 的建 设 仍 以传统土建模式为主 ，其建站 比例达到 ８５％ 以上 ， 这种建站模式建设效率低 、变 电站 落地 困难 ，难 以 适应电网迅速增长的用 电和输电需求 】。
模块化变电站的建设及运维管理
模块化变电站的建设及运维管理摘要：随着改革开发的深入进行，我国社会经济迅速发展。
众所周知，电和人们日常的生产、生活息息相关，因此人们用电的需求不断增加。
为了满足人们的用电需求，现在变电站的建设逐渐像模块化的形式发展，模块化变电站的建设不仅能够满足人们的用电需求，还能够保护环境、节约资源。
基于此，本文就模块化变电站的建设及运维管理进行深入探讨，希望能够给相关的工作人员提供有效的参考意见。
关键词：模块化变电站；建设及运维管理；解决措施引言：模块化变电站将设备分为主变模块、站变模块和变电站控制模块几种，它们之前的相互合作使得变电站发挥出更好的效用。
随着人们生活水平的提高，人们对于环境也有了更好的要求，因此，模块化变电站应运而生。
模块化变电站和传统的变电站相比，缩短了原本的建设工期，还提高了经济效益。
基于此，本文就模块化变电站的建设及运维管理进行分析，希望可以促进电力行业的发展。
一、简述模块化变电站的发展模块化变电站，最早出现于20世纪80年代，其优点是简单、快速、占地小，因此这种模块化变电站在最开始出现的时候，就得到了广泛的应用。
随着封闭性高压组合的出现，大大的缩短了变压器的占地面积，而且形成了高压母线模块化，接着，插拔式电缆附件的出现，把变压器的工厂预制，由不可能变成了可能。
电子技术和单片机技术的发展，不仅提高了集成化进度，还缩短了建设周期，提高了运行的可靠性。
变电站的模块化有进线的模块化、主变压器的模块化、出线的模块化、自动化的模块化、无功补偿和消弧线圈模块化。
可根据使用情况，在设计中可以对各模块进行整合。
进线模块。
各种封闭式组合电器作为进线模块的基础，工厂预制的整体式电缆套管和可插拔式电缆插接头的运用，可使得模块化变电站更方便安装、运维。
目前，35kV模块化变电站的进线模块主要采用拼装式，即将户内开关柜或气体绝缘封闭式开关柜拼装到一个预制的覆铝锌板等双层金属材料或金邦板等非金属材料箱体内。
变压器模块。
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新模式模块化变电站建设的分析与研究
发表时间：2016-10-08T15:37:06.917Z 来源：《电力设备》2016年第13期作者：巩怀鹏李亮孟先觉
[导读] 近年来，电力行业变电站电力设备基础技术的发展得到了快速提高。
（国网山东省电力公司齐河县供电公司）
摘要：近年来，电力行业变电站电力设备基础技术的发展得到了快速提高，变电站的基础建设工程逐步走向工厂预制式的模块化建设发展，现场的简单组装式拼装变电站的发展形式越来越受到广大用户群体的青睐。
本文主要着重分析介绍了电力变电站模块化建设的基本方式以及技术特点，并且提出了各个模块建设的发展方向；最后通过市场调查对变电站模块化的目前市场状况进行了整理，并对未来市场情况作了相应预测。
关键词：变电站；模块化建设；基本方式；技术特点；
早在上世纪 90 年代中期国际上就出现了模块化的变电站，受到许多企业和专家的关注，人们认为这种建设模式具有简单、快速、占地少等优势，应用范围很广。
2006 年，在达拉斯举办的 IEEE 电力展览会上出现了许多变电站建设的模块化产品，表明了变电站模块化的技术发展趋势。
1、模块化变电站组成
模块化变电站提出了一种变电站建设的新模式，它是将变电站划分为高压开关、主变压器、中压开关、综合自动化、中压配套设备五个功能模块。
1）高压开关功能模块为进出线采用拔插式电缆接头连接的气体绝缘封闭式组合电器；
2）主变压器模块的变压器高压进线采用拔插式电缆接头结构，中压出线采用多股电缆或全绝缘封闭母线桥架方式；
3）中压开关模块内采用一体化预装式开关室；
4）综合自动化模块采用一体化预装式控制室；
5）中压配套装置模块包括无功补偿装置、接地变压器、消弧线圈等配套设备。
6）中压开关柜、综合自动化、中压配套设备等模块中的主要设备均安装在非金属箱体。
2、模块化变电站的技术分析
2.1进线模块
各种封闭式组合电器可以作为进线模块的基础，如果进出线采用工厂预制的整体式电缆套管及可插拔式电缆插接头将更能体现模块化的特点，可更方便于安装及运行中的维护。
35kV电压等级较少有户外型封闭式组合电器产品，制约了35kV全模块化变电站的发展。
目前35kV模块化变电站的进线模块主要采用拼装式，即将户内开关柜或气体绝缘封闭式开关柜拼装到一个预制的箱体内，箱体采用覆铝锌板等双层金属材料或金邦板等非金属材料，中间填充隔热材料，由于箱体的防潮、隔热、防凝露等效果不够好，需要附加空调、温控和强迫通风装置。
2.2变压器模块
变压器模块需要对常规变压器的进出线端子进行改进，一次侧采用可拔插的电缆附件或油气套管与进线模块相连。
二次侧可以考虑电缆或架空两种出线方式，但需要考虑绝缘封闭的要求。
2.3出线模块
近几年来，出线模块开始采用以永磁机构真空开关为基础的紧凑型开关柜，由于体积小、重量轻、维护少、吊装和运输方便等优点，提高了这种模式的可行性，已大量应用在35kV变电站；随着永磁开关参数的提升，这种模块已扩大应用到66kV和110kV变电站。
另一种模式是户外共箱式，将开关设备装在充气箱体内，电缆接头作为进出线连接，并兼隔离断口功能，外边再加防护壳体。
这种模式专为户外电力设备设计，结构紧凑，体积小，维护少，布局简捷，使变电站的建设和运行更加简化，工厂化特点更加突出。
其实现的技术关键点有两个，一是开关设备免维护，二是大电流参数的电缆接头。
2.4综合自动化模块
综合自动化模块主要包括保护屏、交直流屏、电度表屏、通讯屏等后台部分，都是常规变电站的标准设备，目前没有新的突破。
小容量变电站的综合自动化也可与出线模块合并为一个模块。
2.5无功补偿及消弧线圈模块
无功补偿和消弧线圈可以敞开式布置加顶罩，也可采用户内设备安装在箱体内，目前也没有适用的新概念。
小容量变电站也可与出线模块合并为一个模块。
3、模块化变电站市场分析
我国于上世纪 90 年代后期开始生产和应用出线模块，目前约有 20 多个企业生产不同类型的 10 kV和 35 kV 进线模块，每年约生产1100 套各种模块，虽然产品名称不够统一，有一体化站、预装式变电站、组合式变电站、各种箱式变电站等，但基本结构均如前所述。
目前国内变电站模块化产品的生产和应用呈现以下特点：（1）多数产品采用传统的开关柜，体积较大，运输和吊装不便，运行中的维护工作量大，采用紧凑型开关柜的产品还不多。
（2）多数企业属于开关设备制造企业，其他配套设备主要采取外部采购方式，对变电站综合性技术的把握能力不强，模块设计技术缺乏创新。
（3）采用免维护或少维护设备(如永磁机构真空开关)还不多，户外共箱式模块也刚开始出现，只有个别企业能够生产制造。
（4）全绝缘、全屏蔽的模块化变电站刚刚起步，核心元件配套方面还不能满足技术发展的需要。
（5）模块化产品主要应用在农村 35 kV 变电站和城市 10 kV 配电网的开闭站，在 66 kV 及以上变电站的应用刚起步。
4、结束语
综上分析，以及通过大量市场调研，模块化变电站总体投资比户内GIS站略高，设备购置费高于户内GIS站，建筑工程费低于户内GIS 站，将原来花在修建筑物上的钱花在设备投资上，说明模块化变电站建设模式的整体技术经济优势是十分明显的。
模块化变电站建设模式
加快了变电站的建设进度，提前投运带来的售电收入增加，完全可以弥补增加的投资。
同时，模块化变电站建设模式提高了工作效率，减少了安全隐患。
因此，模块化变电站建设的模式是可行的。
参考文献：
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