摘要：智能变电站拥有的功能较为强大，不仅能够自动对信息进行采集与测量，还能自动对电网进行实时调节与控制。但智能变电站在实际建设过程中还是存在一定的问题，变电站功能也随之受到了影响。为有效解决变电站存在的问题，技术人员将二次设备模块化设计技术应用到了智能变电站之中。文章将以智能变电站建设现状介绍为切入点，对二次设备模块化设计技术展开深入研究，期望能够为智能变电站模块化建设发展提供一定助益。
关键词：智能变电站；建设现状；二次设备模块化；设计技术
引言
智能变电站中的二次设备主要包括监控、保护、电源、通信等。通过对智能变电站内的二次设备进行模块化设计，摒弃以往二次设备局限于屏柜布置的思路，以模块的理念取而代之，采用模块化二次设备。
1模块化二次设备定义与划分原则
1.1模块化二次设备定义
模块化二次设备简称模块，由预制柜体、功能单元、柜体辅助设施等组成，可完成特定功能，工厂内完成制作、组装、内部配线、调试等工作，整体运输至工程现场，具备集中的对外接口，就位安装于基础之上。模块化二次设备由不同的功能单元组合而成，功能单元为模块中最基本的元素，功能单元主要包括保护、测控、故障录波、网络分析仪、同步时钟、服务器、交换机、辅助控制设备、交直流馈线单元、交流ATS、直流充电模块、DC/DC模块、数据网设备、二次安防设备、光端机、PCM等。通过不同类型不同数量的功能单元进行排列组合，来形成适用于不同电压等级不同规模变电站的模块。
图1模块化二次设备示意图
1.2模块划分原则
《模块化二次设备设计技术导则》制定的本标准第5.1.1条提出模块划分应实现二次设备在工厂内完整组装和调试的最大化，即每个模块整体运输和安装，到现场后只需要完成不同模块之间的联结和调试。通过这种模式解决传统现场二次设备接线工作量大、施工周期长、建设质量难以掌控的问题。本标准第5.1.2条提出模块的划分应体现“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，对二次设备按功能分区，以模块为单位布局。各模块服务对象清晰，根据内部二次设备的具体功能再划分子模块，尽可能实现模块的完整性与独立性。本标准第5.1.3条提出变电站模块可根据功能设置站控层模块、交直流电源模块、通信模块、蓄电池模块、各电压等级间隔层模块及过程层模块等，也可结合变电站具体建设规模、布置方式等进行选择调整组合。室或二次设备室。
2二次设备模块化设计技术
2.1二次设备模块化
所谓“模块化”就是运用模块概念对设备实施组织与规划。而其中模块就是已经进行模块化的产品基本组成，属于实体看，而智能变电站模块化二次设备就是模块，像柜体辅助设施、预制柜体以及功能单元等内容都属于该设备范畴[2]。模块化设备可以按照事先功能设置，对工厂内部调试、制作以及内部配线等工作进行完成，并会通过整体运输的方式，将其运输到现场实施接口与安装。按照功能单元，模块化二次设备的组成也会有所差异，而功能单元属于模块基本元素，主要由数据网设备、保护以及测控等内容所组成。技术人员会按照功能单元类型以及数量对其进行合理排列，并将其运用到相应电压等级与规模的变电站之中。
2.2模块技术
（1）结构通过对导则中模块结构形式相关内容研究可以发现，模块结构主要以积木式结构为主，通过这种结构，能够按照导则标准对模块进行规模性制作，且制作成本较为理想，能够有效提高工厂经济效益水平。在进行积木式结构模块制作时，应对模块接口标准化水平进行提升，以确保其可以与电气和机械实现无缝链接，且需保证网络拼接模式的顺利实施。而模块机械式拼接指的是对模块的固定与安装，技术人员需要对模块接口处实施密封处理，以保证模块整体结构。（2）接口根据导则中对走线的规定，模块对外接口通常会设置在整体模块底部位置，以便线缆施工，而电缆铺设与排列则需按照相关规定实施安装。如果在特殊环境中，电缆需要从上端铺设电缆，则要确保模块顶部预留标准接口和二次桥架安装相一致，以保证各项施工的顺利开展。同时应考虑到模块需要进行拼装，因此并不应尽量避免在模块侧面设置接口，避免拼装之后对电缆造成影响。
2.3功能单元技术
（1）基本要求在导则7.1条规定中，对模块功能单元特性做出了详细规定，规定指出，该部分技术不仅要拥有完整性以及独立性的特点，同时还要具备互换性以及合理性。要求功能单元应与模块所有要求与目标相符合，且功能齐全、完整、独立，不会受外部处理功能所束缚，重复机率相对较低。同时功能单元在模块内进行安装时，应对各项功能特征进行明确，并要保证设计的合理性，要保证多种功能与尺寸一致的多种功能单元能够互换，保证模块功能水平。（2）接口与安装根据导则相关要求，技术人员在对功能单元进行安装与接口过程中，应对现有装置进行深度分析，并在模块本体上部位置安装标准件，要尽量降低对紧固件的使用机率，甚至是直接拒绝对其进行使用，以保证模块拆装的容易程度，并为在线功能单元更换提供保障，确保功能单元的使用质量。同时要在模块与二次装置之间度标准件实施电气、网络以及机械连接。
2.4模块布置
以110千伏到750千伏智能变电站为例。在对标准站模块进行布置时，技术人员需要对导则进行查看，并按照其中布置原则实施相应工作。110千伏户外变电站，应运用全站预制模式进行布置，应设置“预制舱二次组合设备”；110千伏以上户外变电站，则应将通信、站控层以及交直流电源等模块布置在二次设备室之中，要将蓄电池以及过程层模块分别安排在蓄电池室以及智能控制柜之中；如若属于室内变电站，通信、站控层以及交直流电源模块仍然布置在二次设备室之内，蓄电池模块的安置也没有发生变化，但过程层模块应则安装在开关柜二次小室或者智能控制柜之内。
结束语
从模块技术要求标准的提高和创新主要体现在以下几个方面：①电气设备的集成化水平有了很大程度上的提高，借助于模块化二次设备设计技术能顺利的使用电气设备，而工厂的工作效率也得到了进一步的提升，不仅如此，提高建设的自动化程度，使得建设水平有了新的跨越与提高；②标准提出的模块化二次设备使得国家的生产技术水平不断提高，而从某种程度上说，对社会资源的浪费也起到了控制的作用，工程的经济成本有了明显的降低，节约工程建设的资金；③标准对模块化二次设备设计做出了明确的标准规定，对模块二次设备提供了先例，为之后的智能变电站的设计奠定了基础。
参考文献
[1]曹楠,王芝茗,李刚,等.智能变电站二次系统动态重构初探[J].电力系统自动化,2014,(5):113-121.
[2]马博.750kV变电站二次设备智能评估专家系统设计研究[D].兰州交通大学,2014.
[3]郭鑫.智能变电站二次设备仿真测试技术研究[D].华北电力大学,2015.
论文作者:沈涛
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第11期
论文发表时间:2017/12/1
标签：模块论文; 变电站论文; 设备论文; 功能论文; 单元论文; 智能论文; 接口论文; 《建筑科技》2017年第11期论文;