淺論二次設備模塊化在220kV變電站中的應用

劉統

摘 要：隨著國民經濟發展，對電力的需求也急劇增加，變電站的投資也不斷加大。再此情況下，傳統的二次設備由于分散性造成二次設備現場接線、調試的工作量大，且需要在土建、一次等專業施工結束方能進場，導致建設工期的拖延。使用預制式二次組合設備，使工廠化、集成化程度更高，減少現場二次接線，同時還有效減少設計，施工、調試方面的工作量，簡化后期維護，有效縮短建設周期。

關鍵詞：220kV變電站；模塊化；二次設備；預制艙

引言

目前國內新建220kV及以下變電站主要采用傳統工藝，特別是二次設備集成方面以分散為主，需要現場大量的安裝工作，模塊化、標準化、集成化的程度極低。在這種情況下，容易由于現場施工方的良莠不齊造成工程周期的拖延。二次設備模塊化、預制式可以避免該情況的發生，極大的節省生產周期。文章以鶴壁220kV浚縣東變電站為例論述二次設備模塊化在220kV變電站中的應用前景。

1 模塊化優化方案

二次設備依據相近功能區域組合安裝的原則可分為不同的功能模塊。鶴壁220kV浚縣東變電站結合一次設備布置，間隔層設備下放，就地采用預制式智能控制柜模塊化布置方案，二次設備室采用預制艙組屏方案。

在設計過程中，將110kV設備的保護、測控等間隔層二次設備全部下放，采用預制艙模塊化布置，為了實現智能站“即插即用”的模塊化理念，可將間隔層設備、智能組件一體化融合，這樣可以降低變電站的前期建設投資和后期運行維護費用。

220kV區配置1個預制式二次組合設備，集中布置主變和220kV側保護、測控、計童、錄波及直流柜等間隔層設備，共24面柜，選擇II型艙體。

公用設備配置1個預制式二次組合設備，集中布置站控層設備及公用設備，共28面柜，選擇III型艙體。

主變壓器110kV側：主變110kV側合并單元智能終端合一裝置A/B布置于本間隔預制式智能控制柜，布置于110kV配電裝置。

110kV線路：110kV線路保護測控計量一體化裝置+合并單元智能終端合一裝置布置于本間隔預制式智能控制柜，布置于110kV配電裝置區。

110kV母線：110kV母線保護+110kV公用測控裝置+110kV母線合并單元智能終端合一裝置A/B裝置布置于母線PT間隔預制式智能控制柜布置于110kV配電裝置區。

2 預制艙與外部設備連接方案

傳統的二次設備接線大多采用“端子排和光纖配線箱”為主，利用控制電纜之間通過RS485端子壓接和光纖頭插接等方式接線，但這種接線存在接線端子裸露，受到外力容易破壞等缺點；而航空光電連接器具有密度高、體積小、長壽命、快速插拔等優勢，本次采用航空光電連接器進行接線。

航空光電連接器能將線纜（光纜、電纜）與連接器可靠固定，同時能增強組件抗拉、抗拖拽性能；外部預制纜與箱體及箱體之間應帶密封附件。材質應采用耐鹽霧500h以上的銅合金鍍鎳產品。電纜、以太網口、光口均采用標準化的集中式連接器，可實現現場零接線，大大減少了現場投運時的工作量。

3 二次設備模塊化布置與更新

采用智能終端和合并單元是智能變電站區別于常規站的重要標志，可以極大的減少了站內二次電纜接線，使信息傳輸網絡化。匯控柜就地設置并根據現場設備實際需要，將接口面向相應間隔的互感器和開關設備；信息通過共用的對外端口經過程層向上傳輸。

在變電站的全壽命周期內，必然會存在二次設備更新改造的問題，本工程采用如下處理：二次匯控柜與底座采用螺栓卡槽連接，匯控柜至本體的電纜全數使用預置式航空插頭。在二次設備更新時，只需要簡單的解開航空插頭，拆卸匯控柜，將新的接口對應的匯控柜放置、固定好，連上航空插頭，整個安裝過程就已經完成。

運輸過程中以整個GIS間隔加上匯控柜模塊化運輸，到現場后整體安裝于設計定位位置，可以大大節省工期。

4 預制艙的輔控系統

在預制艙入口處設置掛壁電話，預制艙底部鋪設鋼質地板，上覆蓋防靜電地板革并在箱體側板采用雙層隔溫防火結構；箱體內部設置可提供空調、照明接入的預制線槽。箱壁夾層采用隔熱保溫材料與箱內配置冷暖空調及電暖器使箱體內部維持15～30℃的溫度。設置1套視頻監控系統，可同時監控箱內柜前及柜后和箱外四周，并能將監控畫面實時上傳至上一級調度中心。

5 模塊的運輸與安裝

根據我國JTJ01-88《公路工程技術標準》和GB 6420-86《貨運掛車系列型譜》的規定，設備與運輸車輛總質量不得超過45t；在吊裝過程中，應采用平衡梁吊裝；預制艙與建筑物樓板之間通過焊接固定。

6 結束語

通過對鶴壁220kV浚縣東變電站后期施工跟蹤調查，采用預裝式變電站比傳統變電站施工周期節省了37%，二次設備采用預制艙比傳統變電站二次設備安裝節省了54%的時間，控制電纜長度節省了46%，達到了預期目的。

可見，采用模塊化的二次設備在220kV及以下變電站的建設中極大提高了生產效率，對變電站的設計、物資采購和施工的標準化具有非常積極的意義，響應了國家電網“兩型三新一化”的要求。

參考文獻

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