淺析移動變電站的二次設(shè)備配置及布置方式

楊德貴

（許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000）

現(xiàn)有的移動變電站一般包括高壓變電車和中壓配電車，高壓變電車上主要設(shè)有高壓組合電器和主變壓器，中壓配電車上主要設(shè)有中壓開關(guān)柜、二次設(shè)備及其附件。通過現(xiàn)有的移動變電站能夠較好地解決事故地區(qū)長時(shí)間停電的問題。但現(xiàn)有中壓配電車上的二次設(shè)備和二次設(shè)備附件安裝在對應(yīng)的屏柜上，屏柜的數(shù)量較多，導(dǎo)致中壓配電車的體積較大，運(yùn)輸不便。

1 移動變電站二次設(shè)備配置

車載移動變電站可配備完善的二次系統(tǒng)，具有監(jiān)控、遠(yuǎn)動功能，可以完全替代一個(gè)小型變電站進(jìn)行供電。二次系統(tǒng)采用智能化變電站建設(shè)模式，采用三層兩網(wǎng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了變電站的信息化和自動化。

系統(tǒng)架構(gòu)總體配置主要包括以下3個(gè)方面：①變電站自動化系統(tǒng)的配置及功能按無人值守模式設(shè)計(jì)；②采用開放式分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由站控層、間隔層、過程層及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成；③站內(nèi)監(jiān)控保護(hù)統(tǒng)一建模、組網(wǎng)，信息共享，通信規(guī)約統(tǒng)一采用DL/T 860，實(shí)現(xiàn)站控層、間隔層、過程層二次設(shè)備互操作。

1.1 功能

變電站自動化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對變電站可靠、合理、完善的監(jiān)視、測量、控制等，并具備遙測、遙信、遙調(diào)、遙控等遠(yuǎn)動功能，具有與調(diào)度通信中心交換信息的能力。

1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

變電站自動化系統(tǒng)符合DL/T 860，在功能邏輯上由站控層、間隔層、過程層組成。站控層由主機(jī)兼操作員工作站、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等設(shè)備構(gòu)成，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面，實(shí)現(xiàn)了管理控制間隔層和過程層設(shè)備等功能，形成了全站監(jiān)控、管理中心，并與遠(yuǎn)方監(jiān)控或調(diào)度中心通信。間隔層由保護(hù)、測控等多個(gè)二次子系統(tǒng)組成，在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。過程層由合并單元、智能終端等設(shè)備構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)與一次設(shè)備相關(guān)的功能，包括實(shí)時(shí)運(yùn)行電氣量的采集、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測、控制命令的執(zhí)行等。

1.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用三層兩網(wǎng)架構(gòu)。

1．3．1 站控層網(wǎng)絡(luò)

站控層設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與站控層其他設(shè)備通信、與間隔層設(shè)備通信，傳輸MMS報(bào)文和GOOSE報(bào)文；站控層網(wǎng)絡(luò)宜采用單星形以太網(wǎng)絡(luò)。

1．3．2 間隔層網(wǎng)絡(luò)

間隔層設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與本間隔其他設(shè)備、其他間隔層設(shè)備、站控層設(shè)備通信，可傳輸MMS報(bào)文和GOOSE報(bào)文；變電站間隔層網(wǎng)絡(luò)宜采用單星形以太網(wǎng)絡(luò)。

1．3．3 過程層網(wǎng)絡(luò)

過程層網(wǎng)絡(luò)完成間隔層設(shè)備與過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備之間以及過程層設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，可傳輸GOOSE報(bào)文和SV報(bào)文。

1.4 二次設(shè)備配置方案

移動變電站按照完整的二次設(shè)備功能配置，其設(shè)備配置如表1所示。

2 二次設(shè)備的布置方式

在移動變箱體內(nèi)安裝的二次屏柜包括：變壓器保護(hù)柜、監(jiān)控主機(jī)柜、遠(yuǎn)動柜、通信柜1和通信柜2、兩面電源柜共7面?，F(xiàn)有二次設(shè)備采用后接線裝置，前、后開門檢修的方式，安裝在屏柜上，一般布置在一列（雙列布置不支持全天候檢修），每面柜0.8 m的標(biāo)準(zhǔn)寬度，總長度為5.6 m。10 kV開關(guān)柜假設(shè)6路出線，加上PT柜、進(jìn)線柜和站變柜，一次設(shè)備長度為7.2 m，設(shè)備長度已經(jīng)超過了12 m，再加上一定的裕度，整車長度會達(dá)到13 m或者更長，對運(yùn)輸是巨大的考驗(yàn)。對于山區(qū)或狹窄的道路會出現(xiàn)無法通過的情況，失去了應(yīng)急供電的作用。在某些情況下，需要縮減二次設(shè)備功能來滿足運(yùn)輸要求。

3 改進(jìn)布置方式

在開關(guān)柜尺寸難以縮小的情況下，改變二次設(shè)備的安裝方式就顯得十分重要。隨著前接線智能裝置在變電站的廣泛使用，我公司成功開發(fā)了機(jī)架式預(yù)制艙方案，并在湖北鄖縣220 kV變電站中成功應(yīng)用。

該方案摒棄了傳統(tǒng)的屏柜安裝方式，單個(gè)機(jī)架尺寸為2 300 mm×700 mm×550 mm，單個(gè)機(jī)架安裝方案較常規(guī)屏柜安裝方式可節(jié)省空間30%以上，整體布置效果可減少尺寸60%以上，有效減少了二次設(shè)備占地面積，縮減了配電車尺寸。機(jī)架式安裝方案示意圖如圖1所示。

圖1 機(jī)架式安裝方案示意圖

移動變電站借鑒模塊化變電站的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，二次設(shè)備采用前接線裝置雙列布置的方式，并采用機(jī)架式安裝方式，采用前檢修模式，移動變箱體兩側(cè)不開門，支持全天候檢修。機(jī)架頂部和底部都固定在艙體上，牢固可靠，較屏柜方式更安全。機(jī)架內(nèi)設(shè)備配置如表2所示。

通過機(jī)架式優(yōu)化布置，可縮減到6面機(jī)架，且采用雙列布置方式，其寬度只有2.1 m，整車長度不超過10 m，極大地減小了移動變電站的尺寸。

表1 設(shè)備配置

表2 機(jī)架內(nèi)設(shè)備配置

4 結(jié)論

車載移動變電站是一種機(jī)動性強(qiáng)、裝配完善、靈活可靠的新型供電設(shè)備，節(jié)省了征地、土建及設(shè)備安裝等多方面的資金投入，研究和普及車載移動變電站技術(shù)對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。通過二次設(shè)備布置優(yōu)化，提高了運(yùn)輸?shù)姆奖阈裕嵘艘苿幼冸娬镜倪m應(yīng)性，對移動變電站的推廣可以起到積極的作用。