孟长虹
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，要加强该方面技术的研究，更好的促进我国智能电网的发展。本文对110kV智能变电站模块化设计应用进行分析。
关键词：110kV智能变电站；模块化设计；应用
智能变电站模块化设计，是最新的智能变电站设计理念，是在技术模式、设计思路等方面的进一步创新。模块化设计应用装配构件模式，分为工厂定制以及现场安装两大环节，有效的减少了建筑占地面积，并大大提高了建设速度。
1智能变电站模块化设计的意义
近年来，国内外经济、能源形势都发生了深刻的变革。面对紧迫的能源形势，对智能电网的建设速度以及建设质量提出了新的要求。变电站作为电力系统的重要构成部分，作用重大，具有电压变换、电能分配、电流控制、电压调节等重要功能，因此，我们应不断提高变电站的智能化水平。智能变电站的模块化设计，是一种创新的发展模式，从最初的设计到建设完成将严格遵循“标准化、装配式”的建设思想，通过集成化的设计生产实现集中调试、快速配送，最大可能的减少现场安装、调试的时间，通过工厂定制、现场配置安装，将各类建筑实现更加标准化的建设，在建筑构建、耗材等方面实现统一，不断提高建筑质量、工作效率，进一步提升我国电力系统的建设能力。
2 110kV智能变电站模块化设计中关键技术的应用
2.1采用装配式建构筑物
变电站采用装配式建筑物、装配式围墙、装配式防火墙、成品混凝土基础、模块化通用基础等模块化建构筑物，建筑结构轻型化，工厂预制式，利用现场快速拼装工艺，变施工串联流程为并联流程，缩短变电站建设工期，使工程建设实现模块化、精细化。装配式建筑物单层配电装置楼结构类型采用装配式钢框架结构。钢结构框架的梁、柱统一采用热轧H型钢，钢框架柱下设置混凝土短柱，两者采用预埋地脚螺栓连接，屋面为以压型钢板为底模板的轻骨料混凝土现浇屋面，工厂加工，现场组装，大大减少现场湿作业。计算模型为柱脚刚接、梁柱刚接、梁梁铰接，屋面板按弹性板计算，楼板铺设方向设置为单向板。外墙采用AS装配式外墙板，板宽1m，外立面选用平板和条纹板；装配式内墙面采用石膏板封修，中间填充保温岩棉；内外墙间空隙作为水、电等管线通道。
2.2高中压开关及变压器模块化设计
2.2.1高压开关模块
针对110kv电压的封闭式组合电器，可将其作为进出线模块基础，该设备集成化程度较高，能够配置避雷、电流互感、电压互感等设备。若进出线选择工厂预制方式，可选择拔插方式、电缆套管等方式，连接电缆插头，实现模块化，以便于安装维护和运行稳定。
2.2.2变压器模块
主变压器仍采用户外常规布置，为了减少现场接线工作量，变压器模块需要对变压器的进出线端子进行改进，一次侧采用可拔插的电缆附件或油气套管与进线模块相连，二次侧可以考虑电缆或架空两种出线方式，但需采取绝缘封闭措施。
2.2.3中压开关模块
针对10kv进出线、35kv进出线，有户外箱式、拼装式两种方式。在固定式开关柜、手车式开关柜中，拼装式较为常用，然而因常规开关柜的体积极大，增加了整体模块体积，提高了吊装和运输难度，使得箱体维护通道变窄，用户、厂家也十分不便。在近几年来，永磁真空开关运用较多，大多选择气体绝缘封闭、紧凑型开关柜，因重量较轻，体积较好，吊装运输极为方便，提高了模式可行性，在110kv、35kv变电站中应用较多。该类模式的在一个预制箱体内安装开关柜，选择双层金属材料、铝锌板制作箱体。采用隔热材料充填中间部分，箱体内设置通风系统，安装有空调设备，具有良好的隔热防潮功能。
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2.3二次设备模块化设计
二次设备采用模块化设计，解决传统建设模式存在的现场施工量大、施工周期长、建设质量难以掌控、二次设备接线工作量大的问题。
2.3.1模块化设计方案
2.3.1.1组合二次设备的模块式设计
结合变电站标准配送式理念，针对组合式二次设备的特点，在现有硬件系统及生产工艺不需大改的基础上，设计组合式二次柜体，集成多个功能模块设备（后台、服务器、电源等），在厂家生产、拼装、调试后，以整体形式发往现场，减少现场施工量及施工周期。组合柜内采用固定模块式设计，方便后期更换及运维。
2.3.1.2组合二次设备的即插即用
由厂家在柜内设置集中接线区，将柜间装置的输入输出信号及电源在集中接线区进行航空插头配置，通过与柜外的预制光缆和预制电缆直接连接，达到与系统沟通的功能。组合柜与外部预制线缆在现场可进行快速对接，实现即插即用。
2.3.2模块化组屏及内部接线方案
2.3.2.1模块柜即插式安装方案
首先，屏柜拼接方式。模块化屏柜包括顶盖组件、侧门组件、前门组件、后门组合和框架组合五大部分。屏柜采用框架结构，屏间采用“即插式”可插拔接口，由五大组件构成，所有组件均为可拆卸式，拥有插拔接口。其次，柜-线缆室拼接方式。屏柜本体与线缆室采用螺栓固定，从机柜内侧直接固定到滑动的插入螺母，不再需要紧锁螺母。
2.3.2.2模块柜内线缆连接方案
在柜体下方布置线缆室，供电缆集中走线用。线缆室位于模块柜和小车之间，采用与柜体相同的材质，室高100mm，室内可供光缆、电缆走线使用。第一，柜内走线。通过采用一体化底座完成屏柜固定及预制线缆储纤功能，可在活动地板下空间内盘光缆或尾缆；通过屏间侧壁开孔，由生产厂家在厂内完成模块内部走线，避免从电缆沟或架空地板敷设，减少现场安装接线，提高了组合柜整体的装配式特点。第二，柜外走线。模块柜外走线采用柜内设备―线缆室―线缆配线架―电缆沟或架空地板―柜外设备，设备―线缆室―线缆配线架部分的配线由生产厂家在场内完成，线缆配线架―电缆沟或架空地板―柜外设备由现场施工单位完成。
3模块化智能变电站的应用及发展方向
模块化智能变电站的采用改变了传统变电站的建站模式，使变电站的建设具备了科技含量高、资源消耗低、环境污染小、过程精细化等特点。随着我国电力系统的不断发展，根据模块化智能变电站的自身特点，它将会更多的应用在农网建设（由其是改造项目中）及城网终端站上；对相对负荷较少、地势复杂，对设备绝缘要求较高的特殊环境及高原地区也有非常巨大的应用空间。另外，模块化智能变电站的发展需要进一步提高其设备的技术含量，降低设备成本和运行成本，才能满足竞争激烈及发展迅速的电力市场需求。
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，提高了变电站技术含量，降低了资源消耗，减少了环境污染，实现了过程精细化。近些年来，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。对于设备绝缘要求高、地势和负荷较大，尤其的高原地区，模块化技术具有广泛应用前景。
参考文献：
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[2]模块化变电站建设及运维过程分析[J].余盛超，陈文军，司海建.中国电业（技术版）.2014（07）
[3]智能变电站预制舱式二次组合设备设计优化[J].吴聪颖，闫培丽.电力勘测设计.2016（06）
[4]余盛超，陈文军，司海建等.模块化变电站建设及运维过程分析[J].中国电业（技术版），2014，（7）
论文作者:孟长虹
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/30
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 模块论文; 线缆论文; 组合论文; 现场论文; 《防护工程》2018年第8期论文;