智能變電站二次設備模塊化設計技術

孫天財

摘 要：對于國家電網而言，為了更好地貫徹有關模塊化二次設備設計技術規范，要在實際工作中重視經濟性與科學性原則的遵循，提升安全性，保障技術的先進性，在根本上提升電氣設備集成化水平。強化工作量最大化的同時，減少現場工作量，為工程建設質量的提高奠定基礎，模塊化二次設備對電廠生產技術水平的提升意義重大，同時，有效節省社會資源，為經濟效益和社會效益的獲取提供保障，有效降低成本支持。明確了二次設備設計方案，為智能變電站電氣二次模塊化設計提供了寶貴的依據。

關鍵詞：智能變電站 二次設備模塊化 設計技術

中圖分類號：TM64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（b）-0059-02

在國家電網發展中，對變電站工程建設模式進行積極改變和創新，開展了智能變電站模塊化建設。在這一模式中，提倡設計的標準化和模塊化建設，以更好地增強電網建設能力。對于模塊化設計而言，主要是實現對產品不同要素之間的組合，構建具有特殊功能的子系統，發揮其通用模塊的作用，而后再與其他要素進行聯合，形成新的系統類型，功能被擴大，性能被增加。在智能變電站二次設備中，主要涉及監控、保護、電源以及通信等。借助對智能變電站二次設備的模塊化設計，突出原有屏柜布置的方式，發揮模塊觀念，對二次設備模塊化建設進行不斷創新。模塊化二次設備需要在工廠內完成裝配和調試，而后運至現場，有效提升了設備集成化水平，有利于推動工廠的規模化生產，降低現場工作量，建設品質和效率都得到大幅提升。

1 正確認識模塊化二次設備的含義與劃分原則

1.1 模塊化二次設備的含義闡述

模塊化二次設備的簡稱為模塊，其主要構成包含預制柜體、功能單元、輔助設施等，能夠滿足特定功能的需要。其中，需要在工廠內完成的項目包含制作、配線以及調試。而后將其運輸至工程現場，滿足接口要求，就位安裝于基礎之上。在模塊化的二次設備中，包含不同的功能單元，是整個模塊的基本構成。在功能單元中，涉及項目較多，如保護、測控、網絡分析儀、安防設備等。不同的功能單元在類型和數量上都進行相應的排列組合，保證滿足不同電壓等級、差異化規模變電站模塊的需要。

1.2 對模塊劃分原則的明確

對于模塊的劃分，為了保證二次設備在工廠內最大限度地組裝與調試，保證各個模塊能夠進行整體運輸與安裝，進入現場之后，只需要進行不同模塊之間的聯結與調試。借助這種方式能夠有效應對傳統現場中二次設備接線的巨大工作量，減緩施工周期壓力，提升建設質量。在模塊劃分中，需要融入安全性、獨立性、適應性、靈活性、通用性、先進性以及經濟性的基本原則，保證各個部分之間相互協調。在二次設備功能劃分的時候，需要立足模塊進行布局。要保證不同模塊具備清晰的服務對象，結合設備具體功能，完成子模塊的明確，保證模塊的完整性與獨立性。對于變電站模塊，要結合不同功能進行設置，包含通信模塊、交直流電源模塊等，需要充分考慮電站的建設規模和布置模式，對組合進行合理調整。針對典型的間隔層模塊，需要結合電氣一次接線形式，模塊的設置可以依據母線段抑或是間隔。間隔層模塊比較適合于就地布置，有利于電纜的節約，如果面對惡劣的環境，可以布置就地繼電器室或者二次設備室。

2 系統介紹模塊技術的基本要求

2.1 模塊結構

模塊機構形式需要滿足一定的要求。結構類型為標準化的積木式機構，能夠在標準的支持下，達到批量制造的目的，同時，有利于降低成本，提高經濟效益，為整個模塊設計提供更大的支持，便利性較為突出。對于模塊的安裝而言，需要立足特定的位置，進行合理組裝，有利于現場施工的便利性，施工質量得到保障，同時，施工周期被縮短，對于加快施工進度意義重大。一般來講，為了推廣積木式結構模塊，需要重視模塊接口建設，強化標準化程度的提升，目的是保障不同模塊之間能夠進行高效的機械與電氣的連接，也包含網絡連接。對于模塊機械拼接而言，主要涉及模塊的安裝和固定，另外，對于不同模塊之間的接口位置，需要重視密封工作的到位。對于模塊的電器拼接，主要是對模塊之間的裝置電源進行整合。模塊網絡拼接完成的是模塊的現場總線整合。

2.2 對模塊接口的分析

對于模塊走線問題，需要高度重視。通常，模塊對外接口設置在底部，目的是方便電纜進出。針對電纜敷設和排列，需要滿足常規電纜敷設規定和要求。模塊之間的拼接不可避免，因此，不提倡在模塊側面進行外部線纜接口的設置。在模塊建設中，要高度重視預制光電纜功能的發揮。

2.3 對模塊內部安全與走線的分析

對于模塊內部設備的安裝與走線，需要遵守布線方案的相關規定，避免隨意性，保障線路的路徑和鋪設順序的合理性，結合標準，構建布線方案。為了有效保障模塊內布線的整潔性與美觀性，做好電纜彎曲半徑的測量工作，目的是保障線纜剩余長度收納的合理性，保障模塊內的線路呈現較為清晰的狀態，方便線纜運行和維護。針對預制電纜插座，在進行布置的時候，為了保障連接器插座布置的合理性，要全面了解內外部環境特征，掌握之后才能進行布置，可以借助固定鋼板實現，保障其處于面向柜門的位置。鋼板上需要留孔，結合插座大小和數量進行操作。

3 全面介紹功能單元技術要求

3.1 通用要求分析

對于功能單元而言，需要具備合理性、完整性、獨立性與互換性。對于合理性，主要是指模塊內部單元布置需要具有合理性，突出功能單元的特征，保障設計的合理性。對于完整性，主要針對的是單元的全面性，實現功能單元與模塊之間的匹配性。獨立性考慮的是功能單元處理功能的自我控制，目的是有效減少對外界環境的依賴，避免過于依賴外界條件，防止出現功能重復現象。互換性關注的是不同單元之間的轉化與變化。

3.2 安裝與接口要求

對于功能單元的安裝，需要對裝置進行詳細研究，立足模塊本體，實現裝置和標準件的安裝，盡量減少緊固件的應用，目的是便于拆裝。另外，也可以采取在線方式對功能單元進行更換。標準件需要在二次裝置和模塊之間進行機械和電氣方面的連接。

4 模塊布置要求

針對110kV的戶外站，通常采用的是全站預制，設置好預制艙式二次組合設備。對于在110kV以上的戶外站，在二次設備中能夠看到交直流電源模塊和通信模塊。將蓄電池模塊布置于蓄電池室；將間隔層模塊布置在就地裝配式建筑物，也可以選擇在預制艙式二次組合設備中，而對于過程層模塊，需要選擇在智能控制柜。針對戶內站，在二次設備室布置站控層模塊、通信模塊等。蓄電池位于蓄電池室。

5 結語

綜上，結合智能變電站二次設備模塊化設計，全面進行其技術指導原則的探討，對劃分原則、技術要求以及功能單元技術等進行了詳細闡述，為二次設備模塊化設計提供充分的依據。在模塊模式的應用下，設備集成水平提升，有效減少現場工作量，對工程建設水平的提升意義重大。另外，促進社會資源的有效節約，降低成本投入，對智能變電站設計與建設具有巨大的指導作用。

參考文獻

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