智能变电站模块化设计分析

智能变电站模块化设计分析

摘要为了更好地贯彻有关模块化设备设计技术规范，要在实际工作中重视经济性与科学性原则的遵循，提升安全性，保障技术的先进性，在根本上提升电气设备集成化水平。对此，本文首先对智能变电站模块化的建设背景进行介绍，然后对智能变电站模块化设计要点进行分析，并以某智能变电站为研究对象，对模块化设计要点进行详细探究，以期为类似工程提供借鉴。

关键词电网；模块化；设计

引言

在智能变电站发展中，要求加强创新，开展智能变电站模块化建设。在这一模式中，提倡设计的标准化和模块化建设，以更好地增强电网建设能力，主要是实现对产品不同要素之间的组合，构建具有特殊功能的子系统，发挥其通用模块的作用，而后再与其他要素进行联合，形成新的系统类型，能够有效扩大变电站功能，丰富其使用性能。因此，对智能变电站模块化设计进行详细探究具有十分重要的现实意义。

1 智能变电站模块化建设背景

现如今，我国经济形势、能源结构都在发生巨大变化，加快智能变电站规划建设迫在眉睫。变电站是电力网络的节点，其作用在于连接电力线路，保证电能输送，同时，调整电压等。在变电站建设中，模块化智能变电站是一种新型创新模式，在变电站的设计、建设过程中，应该严格遵循“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”理念，实现工厂内规模生产、集成调试、模块化配送，提升电网建设能力[1]。

2 智能变电站模块化设计要点

2.1 模块结构

模块机构形式需要满足一定的要求。结构类型为标准化的积木式机构，能够在标准的支持下，达到批量制造的目的，同时，有利于降低成本，提高经济效益，为整个模块设计提供更大的支持，便利性较为突出。对于模块的安装而言，需要立足特定的位置，进行合理组装，有利于现场施工的便利性，施工质量得到保障，同时，施工周期被縮短，对于加快施工进度意义重大。一般来讲，为了推广积木式结构模块，需要重视模块接口建设，强化标准化程度的提升，目的是保障不同模块之间能够进行高效的机械与电气的连接，也包含网络连接。对于模块机械拼接而言，主要涉及模块的安装和固定，另外，对于不同模块之间的接口位置，需要重视密封工作的到位。对于模块的电器拼接，主要是对模块之间的装置电源进行整合。模块网络拼接完成的是模块的现场总线整合。

2.2 模块接口

对于模块走线问题，需要高度重视。通常，模块对外接口设置在底部，目的是方便电缆进出。针对电缆敷设和排列，需要满足常规电缆敷设规定和要求。模块之间的拼接不可避免，因此，不提倡在模块侧面进行外部线缆接口的设置。在模块建设中，要高度重视预制光电缆功能的发挥。

2.3 模块内部安全与走线

对于模块内部设备的安装与走线，需要遵守布线方案的相关规定，避免随意性，保障线路的路径和铺设顺序的合理性，结合标准，构建布线方案。为了有效保障模块内布线的整洁性与美观性，做好电缆弯曲半径的测量工作，目的是保障线缆剩余长度收纳的合理性，保障模块内的线路呈现较为清晰的状态，方便线缆运行和维护。针对预制电缆插座，在进行布置的时候，为了保障连接器插座布置的合理性，要全面了解内外部环境特征，掌握之后才能进行布置，可以借助固定钢板实现，保障其处于面向柜门的位置。钢板上需要留孔，结合插座大小和数量进行操作[2]。

3 智能变电站模块化设计实例

3.1 变电站概况

某110kV智能变电站采用A3-3半户内方案，建设周期较长，而周边用电需求量较大，为了有效缓解供电紧张的问题，综合考虑施工技术条件等因素，选择采用智能变电站模块化设计方式。

3.2 模块化通用基础

在该变电站建设中，应用通用型主变基础，对于常规主变基础采用模块化设计方式，尽量避免受到电气设备的制约；在变电站中采用统一的支架基础模数和标准，适当减少现场基础规格，以保证施工进度，提升施工效率以及施工质量。通过应用模块化设计、装配式建筑设计以及工厂加工等技术，能够有效扩大机械化施工范围，减少劳动投入，缩短工期，提升施工质量。

3.3 电气二次设备模块化

在传统的变电站电气设备安装、调试施工中，工作量较大，因此施工周期比较长。在模块化智能变电站设计中，通过对电气设备进行模块化设计，能够有效实现工厂规模化生产、集中调试、配送，进而减少现场安装、调试所需时间，缩短工期。在该智能变电站模块化设计中，设计内容包括以下几点：（1）站控层设备模块：具体包括二次系统安全防护设备、监控系统站控层设备以及调度数据网络设备等等。（2）主变压器间隔层设备模块，具体包括电能表、主变压器保护装置、主变压器测控装置等等。③间隔设备模块：具体包括母线保护、交换机、集成装置、电能表等等。④一体化电源系统模块：具体包括交流不间断电源（UPS）、

蓄电池、交流电源、直流变换电源、直流电源等等。⑤通信设备模块：具体包括站内通信设备、光纤系统通信设备等等。⑥其他公用设备模块：包括公用测控装置、时钟同步系统、电能量计量系统、故障录波装置、网络记录分析装置、辅助控制系统、火灾报警系统等[3]。

在该智能变电站设备模块化设计中，应用预制式智能控制柜布置形式，对于通信设备模块、站控层设备模块、一体化电源系统模块主变压器间隔层设备模块以及公用设备模块等等，均可安装在装配式建筑的二次设备室中。同时，对于间隔层以及过程层设备，采用间隔配置方式，并防止在预制式智能控制柜中。

4 结束语

综上，本文结合实例对智能变电站设备模块化设计方式进行了详细探究。在模块模式的应用下，能够有效提升智能变电站设备集成水平提升，有效减少现场工作量，对工程建设水平的提升意义重大，同时还能够节约社会资源，降低成本投入，对智能变电站设计与建设具有巨大的指导作用。

参考文献

[1] 樊陈，倪益民，窦仁晖，等.智能变电站顺序控制功能模块化设计[J].电力系统自动化，2012，36（17）：67-71.

[2] 苏婷，李钧超.110kV户外模块化智能变电站二次系统设计及优化[J].电气自动化，2017，39（2）：83-85.

[3] 谢瑞，周兴扬，杨卫星，等.预制式二次组合设备模块方案应用[J].电网与清洁能源，2016，32（12）：47-50.

吴明达（1985-），男，汉族，籍贯：四川渠县，本科，工程师，主要从事电气一次设计工作。