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摘要：智能变电站是坚强智能电力建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是坚强智能电力的重要基础和支撑，而一次设备智能化又是智能变电站的重要标志之一。因此有必要对智能变电站一次设备模块化设计进行研究。因此，本文主要依托国家电力公司智能变电站示范工程“东扩12＃（未来城）110KV变电站工程”，对新一代智能变电站模块化设计进行了研究。
关键词：智能变电站；一次设备；模块化；设计
一、智能变电站的优越性
1.1可靠性
变电站的首要条件就是可靠性，应具有自我判断和自我修复功能，可以做到事故的早期识别与预警，能够将供电损耗自动地减少到最低限度。
1.2信息化
智能变电站要求能够提供实时、精准、同步、无害的全景数据。不仅包括常规的实时数据和历史数据，还应包括设备数据和网络数据、图形数据和高级应用数据等。可与站内外安全通信系统建立连接访问点并予以接收调度中心发送的控制命令信息。
1.3数字化
对于运行、控制直接相关的参数进行就地数字化测量
1.4自动化
自动完成信息釆集、数据生成；随时进行在线监测与自检，提升变电站状态检修能力。
1.5互动化
变电站外部、变电站内部可以进行信息传递，他们之间能够准确理解彼此的信息，达到信息的共享。
1.6资源整合
变电站的站内外信息交互和共享由统一建模来实现。一次设备智能化技术的发展，必将引领有关技术进步、推动相关产业的发展，同时也必将为社会带来大量的既有学术意义又有工业应用价值的研究成果。一次设备智能化是建设智能电力的重要组成部分，并带动智能电力技术完善和发展。
二、模块划分原则
从新一代智能站的角度出发，采用新设备、新技术、新工艺，合理简化主接线，优化布置方案，形成合理、先进、优化的模块，提高设计技术含量。以达到减少变电站的占地和建筑面积、压缩附属设施，实现环保和可持续发展的目的。各个模块的设计综合考虑“每个设备选择的合理性、每个布置尺寸的合理性、每项革新和改进的合理性、每个问题解决方案的合理性”，努力做到先进性、灵活性。
2.1先进性
设备选型先进合理，占地面积小；
2.2灵活性
模块划分合理，接口灵活，组合方案多样，规模增减方便。
三、模块划分
3.1110KV配电装置模块
110KV采用单母线分段接线，由于采用集成式智能断路器，取消了出线及母线侧隔离开关，母线采用GIS绝缘管母，主接线（见图1）。110KV配电装置设备选型如下：
3.1.1断路器。选用集合断路器、隔离开关、电子式电流互感器等功能的AIS设备（智能式隔离断路器）。断路器的断口达到隔离开关的断口要求，线路侧配置接地开关，取消线路侧隔离开关，该设备具有高可靠性、整体维护周期达15年以上，检修可与母线配合进行，取消母线侧隔离开关。
3.1.2避雷器。避雷器选用无间隙氧化锌避雷器。
3.1.3母线设备。母线设备选用GIS绝缘管母，内附电压互感器、隔离开关。以间隔为单元，分析各间隔尺寸，结合隔离式断路器和GIS母线的的应用，将110KV屋外配电装置划分为如下模块。①110KV屋外配电装置出线间隔模块110KV屋外配电装置出线间隔模块包含GIS母线、隔离断路器、避雷器及出线构架。②110KV配电装置主变进线间隔模块110KV屋外配电装置主变进线间隔模块包含GIS母线、隔离断路器。③110KV配电装置分段间隔模块110KV屋外配电装置分段间隔模块包含GIS母线、隔离断路器。
3.2 110KV主变压器模块
采用隔离式断路器后，可取消主变构架及110KV配电装置主变进线构架。
3.3 10KV配电装置模块
10KV开关柜选用智能环境友好气体绝缘封闭开关设备。该类型开关柜具有以下特点：不受环境影响、设计紧凑、免维护设计、服务寿命长。
3.4 10KV电容器模块
电容器无功补偿装置模块：以电容器组为单元，提出采用集成式无功设备的电容器无功补偿装置模块。努力做到电容器组模块化安装，由厂家集成设计、组合成模块运至现场。经过厂家调研，目前集成式电容器有两种：箱式和集合式。
3.4.1箱式。箱式电容器装置由箱式高压并联电容器、油浸式串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、保护器件等设备组合而成。电容器、电抗器和放电线圈为一体式全密封结构，三者均为油浸式。根据类型分别装设绝缘油的温度补偿装置、温度保护器件。该类型电容器具有以下特点：①结构。紧凑，电容器、电抗器和放电线圈一体式；②安装。施工简便，装置为一个整体，运至现场接入电力，即可运行；③运行。工作场强较低，确保安全电气绝缘的裕度大；带电部位不外露，无需设置围栏，即使安装在室外也不存在触电的危险；装置无需建房；④维护。免维护的设计理念，与其它类型的高压并联电容器相比，具有更高的可靠性，箱式电容器平面布置(见图2)。
四、模块拼接
110KV配电装置：可根据本文提出的110KV配电装置出线模块、主变进线模块、分段模块组合成单母线接线、单母线分段接线配电装置。10kV配电装置：模块拼接时，尽量让一段母线开关柜集中布置于1台集装箱内部。
结语
综上所述，①提出110KV屋外配电装置出线间隔模块、主变进线间隔模块和分段间隔模块平面布置图和断面图；②提出110KV主变压器模块平面布置图及断面图；③结合集装箱国际标准尺寸，提出10KV配电装置平面布置图；④根据厂家调研，提出10KV电容器模块化设计方案：箱式和集合式；⑤通过各模块的拼接，可实现新一代智能化变电站更高效、更简洁的设计。
参考文献
[1]韩晓明,秦威,宋彦哲.研究智能变电站二次设备的维护与管理[J].电子制作.2016.
[2]赵辰鹏.智能变电站一次设备的选择及应用研究[D].2010.
论文作者:梁春慧
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/18
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