高晓静
（河北省电力勘测设计研究院河北石家庄050031）
摘要：模块化变电站是一种变电站建设的新模式，按功能进行模块化设计,工厂化生产，将各个功能模块运抵现场，现场进行简单的接线和联调即可。模块的划分合理，接口灵活，建设规模的变化只引起模块的简单增减，各个模块应能独立完成相应的功能，安全性、通用性高。体现了“安全性、独立性、适应性、灵活性、通用性、先进性、经济性”相协调统一的原则。
关键词：模块化；智能变电站；二次设备
引言
新一代智能变电站以“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”为目标，以功能需求为导向，这必然要求变电站建设推出一种新型的建设模式，以达到上述目标，即智能变电站模块化建设。本文主要研究二次设备模块化。
二次设备模块化，对屏体功能进行组合，同一模块下的屏柜拼接在同一底座上，在工厂完善屏柜之间的相关电气回路。并在屏柜底部及屏间设置走线槽，方便屏内及屏间走线。不同模块之间的电气连接采用预制光、电缆。设备运至施工现场后，分模块安装在指定位置。具有占地面积小，工程造价低、安装周期短、美观整洁等特点。
1二次设备室采用模块化组柜
1.1二次设备室模块划分与屏柜布置
根据变电站二次设备不同功能，按照相近功能区域组合安装的理念，将二次设备物理上分为不同的功能模块。每个模块由3面~5面屏体组成。每一模块屏体数量较少，施工工艺难度不大，且对现场施工空间没有要求，屏柜运输、安装较为方便。
二次设备室二次设备按功能的理念可分为一体化监控模块、全站监测模块、一体化电源模块、通信模块、站域保护及公用接口模块等。
一体化监控模块：主要包括站内各种服务器、通讯网关机等设备。
全站监测模块：主要包括智能辅助系统控制柜、对时系统屏、故障录波器柜、主变消防控制屏等。
一体化电源模块：主要包括交流电源、直流电源、通信电源、UPS电源等。
站域保护及公用接口设备模块：主要包括站域控制保护柜、站控层公用测控柜、网络设备柜等设备。
通信模块：主要包括调度数据网屏及通信专业相关屏位等。
1.2二次设备室模块化屏柜布置原则
1)模块化二次设备应以设备功能为对象，综合房间屏柜排列与布置方案确定组合原则。
2)设置模块化二次组合设备时，按设计要求预留备用屏位置。
3)宜采用2260*800*600屏柜，也可采用2260*600*600。
4)屏柜底部预留两个线缆进出孔，屏后方向左边走光缆，右边走电缆,光缆及电缆分开。
5)模块与外部接线模式采用底部铺设方式，由其中一面机柜完成接线转接，在一体化底座内部安装走线槽盒，完成接口柜与模块其他屏柜的接线。
1.3二次设备室模块化柜体结构和技术要求
二次设备室模块化柜体是集电力二次设备于一体的成套装置，宜采用符合GB/T706-2008标准的热轧型钢，通过焊接或螺钉紧固方式连接成型为桁架结构，作为底座支撑部件。底座除具备支撑、固定机柜的作用外，还应具备行线、收纳线缆、接地等功能。机柜安装、接线完成后应安装具有辅助固定及保护机柜的辅助框架，防止运输及安装过程中对机柜的损伤，辅助框架应在设备就位后拆除。二次设备室模块化柜体安装就位后现场应能方便的铺设防静电地板。底座整体应采用合理的防腐措施，满足25年使用寿命。
具体结构要求如下：
1)底座框架整体焊接，保证足够的强度与刚度。
2)模块化柜体具备可拆卸的辅助框架，辅助框架具有固定机柜顶部，保护机柜外壳的作用，使模块化柜体整体在起吊、运输和安装时不产生变形或损坏。
3)模块化柜体在运输前应安装防雨罩，防雨罩材料可由防水帆布制造。
4)模块化柜体底座内应安装走线槽盒，使各屏柜间的走线整齐、美观。
5)模块化柜体底座内宜安装线缆收纳盒，收纳多余长度的线缆。
6)模块化柜体底座应具有支撑防静电地板安装的支撑点，方便现场施工完成后安装防静电地板，防静电地板安装完成后地板表面应与机柜底面在同一平面。
具体技术要求如下：
1)底座材料宜采用符合GB/T706-2008标准的热轧型钢，支撑机柜的型材应采用槽钢；所有材料应采用镀锌或其他防腐处理工艺。
2)底座焊接可靠，焊迹打磨光滑，整体加工要求精细。
3)尺寸符合底座加工公差允许范围，底座无变形、扭曲。
4)底座内设置盘线容纳盒，可满足底部电缆走线电缆过多时的盘结；
5)模块结构内部接线按照标准化设计要求，实现模块内部厂内配线，大大减少了端子、光配的使用数量，降低现场接线工作量。
6)模块与外部接线模式采用底部铺设方式，在一体化底座内部安装走线槽盒，完成接口柜与模块其他屏柜的接线。
2一次设备室采用模块化集成智能设备
2.1智能控制柜存在问题
以往的智能变电站建设一般要求GIS汇控柜与智能控制柜整合，一体化设计。主要存在以下问题：
在工程实施中，一二次厂家需要配合设计，在一次厂内完成一次接线和部分二次接线(一次设备与二次过程层设备之间)，在现场完成剩余二次接线(二次过程层与间隔层设备之间)。一二次接口不清晰，往往造成厂家设计当中的问题，需要反复确认修改。
2.2模块化集成智能设备的提出
针对智能控制柜内装设的既有GIS的二次元件，又有过程层、间隔层二次设备，可按间隔采用模块化智能设备。模块化智能设备采用高度集成化设计，智能组件柜与一次汇控柜和机构箱整合、智能组件间按需整合、模拟盘小型化。模块内部接线在厂内完成，整体运输至现场，模块间连接采用预置光电缆。
将一个间隔的设备本体(带机构箱)、传统汇控柜、智能控制柜过程层部分、智能控制柜间隔层部分作为一个整体。模块结构内部接线按照标准化设计要求，单间隔一次设备与二次设备之间，二次设备与二次设备之间，实现模块内部厂内配线，大大减少了端子、光配的使用数量，降低现场接线工作量。220kV系统同一模块两面智能控制柜间侧壁开孔，完成两面柜体之间配线。
一次设备本体与智能控制柜间采用航空插头，实现标准化连接，由一次厂家负责厂内安装。柜体布置仍需要一次和二次厂家进行联合设计。在模块化设计时，应按照集成优化要求，取消重复的二次回路，模拟盘小型化设计，方便柜体的设计和生产。
由一次厂家进行GIS室一体化底座制作，施工现场进行间隔间底座组装，在一体化底座内部安装走线槽盒，模块间接线模式采用底部铺设方式。底座内安装线缆收纳盒，可用于电缆和光缆的收纳、盘结。各电压等级GIS室设置一面光缆/电缆转接柜完成接线转接。
2.3模块化集成智能设备优缺点比较
模块化集成智能设备的优点:
1)具备完整的智能一次设备形式。
2)屏柜数量少，布置方便，节省GIS室面积。
3)与目前户内GIS变电站的设计模式最为相近。
4)有利于集成整合，取消重复的二次回路
5)调试方便。
模块化集成智能设备的缺点:
GIS厂家需进行二次智能组件设计，厂内配合工作量大。需不同厂家进行接口配合。
由此可见采用模块化集成智能设备，具备智能一次设备形式，柜体布置方便。集成整合程度高。实现工厂内完成生产、组装、调试，标准化设计、工厂化加工、装配式建设，满足国网公司标准配送式智能变电站的要求。
3结语
模块化变电站是落实“两型一化”变电站建设思想的具体化措施，可减少变电站的占地和建筑面积、压缩附属设施，以利于环保和可持续发展。严格贯彻“安全可靠，经济适用，符合国情”的电力建设方针，在保证安全可靠的前提下，可大大缩短工程施工周期，提升工作效率，控制工程造价，有着不容忽视的经济效益和社会效益。
参考文献
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