（国网山西省电力公司山西太原030001）
摘要：随着我国电力事业的不断发展，智能变电站建设取得了显著成就。模块化智能变电站建设模式有效提高了智能变电站建设效率，具备推广应用的价值。因此，加强其关键技术的研究与应用，可以更好的促进我国智能电网的发展。本文对智能变电站二次模块化设计关键技术进行分析研究。
关键词：智能变电站；二次设备；模块化设计；关键技术
模块化、智能化组合式电气设备已成为模块化智能变电站的发展趋势。工厂化加工、功能单元组装、现场简易安装的组合式电气设备，能够有效节省现场二次接线，实现“即插即用”，在变电站工程建设中优势明显。
1模块化变电站的发展及发展中的一些问题
随着资源节约型与环境友好型设计建设的逐步推进，变电站建设模式必须走向减少土地占用、降低变电站造价、缩短建设周期、与周围环境协调、提高运行可靠性、较少设备维护的发展模式，同时相关行业的技术发展也推动了变电站建设模式的发展。封闭式高压组合电容器的出现实现了高压设备的模块化；拔插式电缆附件的出现实现了工程的预制，缩短了现场施工和试验周期；电子技术和单片技术使综合自动化装置的体积大大缩小，分布式智能装置实现了综合自动化模块的工厂预制；永磁机构真空断路器及少维护、紧凑型开关柜的出现，提高了出线模块的可实施性；预制式组合钢结构框架和维护结构的不断涌现大大缩短了现场建（构）筑物的施工周期等等。
模块化智能变电站践行了建设项目全寿命周期设计建设理念，在遵循国家电网公司“两型一化”变电站设计建设导则的基础上，依据规程、规范和技术管理要求，在典型设计方案的基础上进行改进设计，优化平面布置和竖向设计。为加快推进智能电网建设，国家电网公司已推行过若干试点工程，有些变电站已经投入运行。
智能变电站与常规变电站相比，实现了“一次设备智能化、二次设备数字化”和“信息传输网络化”，站内二次电缆数量减少，使自动化技术水平、通信技术水平和智能化水平有了显著提高。但在实际建设过程中，仍旧存在以下几个问题：
1.1智能变电站中所有二次设备的数据采集均通过网络获取，二次设备数量较多，导致交换机数量配置增多，网络接线复杂，网络通信压力较大。
1.2不同的功能由不同的装置实现，导致数据源不单一，难以实现同一时标下电力系统不同状态过程间的精准对比分析。
1.3与常规变电站相比，智能变电站的二次设备数量和屏位数量减少不明显，在设计、施工、调试和维护运行方面无显著优势。
1.4目前变电站结构的设计理念是面向间隔和元件，所制定的稳定控制决策具有一定的局限性，不利于基于变电站层面的整体协调控制。
1.5智能变电站技术的发展主要体现在信息数字化、传输网络化等基础建设方便，内部原理仍沿用旧思路，未充分利用信息数字化、网络化等优势，造成了资源浪费。
综上所述，智能变电站亟需改变现有的架构，在现有技术的基础上深入研究变电站内部运行机理，使其功能更完善、结构更紧凑、布局更合理。间隔层二次设备作为变电站的保护控制核心，设备技术的改进直接关系到智能变电站的发展水平和方向。
随着新材料和现代电力电子、计算机、通信、光电子、人工智能等技术的进一步发展，以及电力系统二次设备运行经验的成熟、集成化硬件性能的大幅提升，智能变电站的二次设备的硬件将会向集成一体化方向发展，软件将向面向对象、结构化、模块化、分布式的方向发展。因此，对二次设备集成技术进行研究符合智能变电站未来的发展方向，与公司对智能变电站的“信息数字化、功能集成化、结构紧凑化”的发展理念一致，有利于达到提高电网供电可靠性、方便运行维护、节省资源、降低全寿命周期成本，支撑国网公司“三集五大”改革的目的。
2智能变电站二次模块化设计关键技术
2.1总平面的相关布置
第一，主接线的优化工作。它的优化是采用集成度较高的设备，实现变电站内部设备的合理配置。主接线中还需要对变电站本期和未来所上规模的界限进行明确，并依据建设的实际提高建设各个模块化思想的透明度。第二，对站址条件的利用。可以对变电站区域内的环境和道路进行合理利用，缩短变电站的纵向尺寸和横向尺寸，把围墙建设所占的面积降为最小。第三，二次设备的集成应用。对于户外变电站来说，可以对配电装置周围的空余场地进行利用，合理配置预制舱式二次组合设备，实现整舱的配送和吊装等工作。这样就可以改变原有的二次屏柜现场的安装、接线以及调试模式，使设备的运行环境得到改善，也就减少了潜在因素对设备的影响；而户内的变电站建设可以采用模块化的二次组合设备，并且各个模块的功能有明确区分，减少现场接线工作，使其建设效率得到确保。
2.2二次设备的集成形式
按照间隔和功能划分，可以将二次设备集成形式分为以下几种：即单间隔相近功能集成、单功能跨间隔集成、单间隔多功能集成、多功能跨间隔集成以及单间隔跨层多功能集成。这些不同的集成形式可以以较少的设备投入完成较多的功能作用，从而使其效益增加，第一，可以减少二次设备以及屏位数量，减少变电站的占地面积和交换机数量，从而使网络结构得到简化，提高了它的运行可靠性；第二，变电站的整体结构设置更为简单紧凑，其运行可靠性得到保障，能够实现从全站角度的整体协调管理和控制；第三，对装置间的接线起到简化作用，可以节省其他不必要环节的电缆线应用；第四，可以实现资源之间的相互共享，这种共享性可以进一步节省软件和硬件资源以及变电站的总体造价成本，使其所产生的一系列成本控制在合理范围内。
2.3模块接口
规定模块的走线要求，一般而言，模块的对外接口设置在底部，便于线缆进出，相关电缆敷设及电缆排列遵循常规电缆敷设规定即可。对于特殊情况下，线缆采用上进线方式时，模块顶部应预留标准接口与二次桥架的安装相匹配。考虑到模块可能需要拼接，不建议模块的侧面设置外部线缆接口。对于模块而言，预制光电缆是变电站模块化建设中不可或缺的内容，规范预制光电缆的型式及配置原则。
2.4模块内部安装与走线
规定模块内部设备的安装与走线。模块应根据线路路径及铺设顺序预先规划合理的模块内布线方案，在充分考虑电缆弯曲半径要求下，合理收纳线缆余长，满足模块内布线整洁美观、模块内布线分区清楚、线缆标识明晰的要求，便于运行维护。对于预制电缆插座端，建议根据内部空间的具体情况来布置连接器插座，针数较多的连接器一般布置在模块的一侧，连接器插座建议设置固定钢板，钢板面向柜门横向布置于柜内中间空档位置。板上根据插座端数量及大小留孔。插座端在孔上固定，外接预制电缆头一侧朝向模块正门，另一侧朝内用于与柜内设备连接。若由于某些预制电缆接头是直接下出线形式，可能会存在上、下预制电缆与插座抵碰的情况，则插座板上各插座孔横向布置不超过两排，且两排孔位应上下错开。若插座端较多，柜内可设多块插座钢板，相邻的两钢板可上下布置并在柜深方向上错开。
结束语：
综上所述，模块化技术在智能变电站中的运用，转变了传统变电站建站模式，提高了变电站建设与运行的技术水平，降低了资源消耗，减少了环境污染，实现了过程精细化。随着我国电力事业日益发展，按照模块化智能变电站的特点，在农网建设、城网终端改造方面，将会得到更广泛运用。
参考文献：
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