110kV智能變電站模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用

林雨

摘 要：隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和成熟，電力行業(yè)發(fā)展的理念和技術(shù)都在逐漸更新，越來(lái)越向著智能化和標(biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)，不斷突破傳統(tǒng)發(fā)展模式的桎梏，為社會(huì)的現(xiàn)代化進(jìn)步提供高效的動(dòng)力和支持。110kV變電站的建設(shè)是較為繁復(fù)的過(guò)程，而且受各種條件的制約，變電站建設(shè)的效率較低。但是在集成技術(shù)的支持下，可以針對(duì)建設(shè)需求，實(shí)現(xiàn)各種預(yù)制式和模塊化的設(shè)計(jì)過(guò)程，僅僅在現(xiàn)場(chǎng)完成組合安裝操作，這對(duì)于變電站建設(shè)的成本和質(zhì)量控制非常有益，也利于后期的維護(hù)。

關(guān)鍵詞：110kV智能變電站;模塊化設(shè)計(jì);應(yīng)用分析;優(yōu)勢(shì)

引言：

近些年，模塊化設(shè)計(jì)在變電站建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，通常都是采取預(yù)制艙的模式，根據(jù)建設(shè)需求在工廠實(shí)現(xiàn)不同模塊的環(huán)節(jié)，并且及時(shí)完成調(diào)試工作，在現(xiàn)場(chǎng)僅需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的接線安裝，極大地優(yōu)化了整個(gè)變電站系統(tǒng)，避免了以往現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)中的很多缺陷。本文簡(jiǎn)單概述了模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，并且分析了其在110kV變電站建設(shè)中的應(yīng)用以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

一、模塊化智能變電站的優(yōu)勢(shì)

相比較于傳統(tǒng)的變電站模式，模塊化設(shè)計(jì)有諸多優(yōu)勢(shì)，科學(xué)地降低了變電站系統(tǒng)的復(fù)雜度，對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)都非常有利，一旦變電站系統(tǒng)發(fā)生狀況，只需要針對(duì)某個(gè)模塊進(jìn)行更新維護(hù)即可，強(qiáng)化了變電站的可靠性?？傮w而言，這種全新的變電站主要由幾項(xiàng)基本模塊組成，比如中高壓模塊、主變壓器模塊等，再配合相應(yīng)的輔助設(shè)備，就組成了完整的智能變電站。另外，各個(gè)模塊會(huì)在專業(yè)化的工廠集中設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行制造和調(diào)試，然后在現(xiàn)場(chǎng)集中安裝完成，便能夠投入運(yùn)行。

二、模塊化智能變電站的特點(diǎn)

就整體的模塊化結(jié)構(gòu)而言，主要是應(yīng)用于預(yù)制艙，基本可以劃分為兩個(gè)層面，一是集中二次設(shè)備的模塊化艙體，二是智能化的組件柜，艙體類似于神經(jīng)系統(tǒng)，包括很多核心的組件，可以實(shí)現(xiàn)控制和測(cè)量的功能，全面保護(hù)變電站的運(yùn)行，而后者類似于身體部分，包含基礎(chǔ)化的智能設(shè)備。借助于光電纜將二者連接起來(lái)，就形成了新型的變電站系統(tǒng)?？傮w而言，這樣的模塊化設(shè)計(jì)具有下述特點(diǎn)：

第一，應(yīng)用插拔式的光電纜，并且將各種接口做標(biāo)準(zhǔn)化處理，科學(xué)把控光電纜的型號(hào)和數(shù)量，極大地縮減了現(xiàn)場(chǎng)安裝的時(shí)間成本。第二，在艙體中設(shè)置了很多二次設(shè)備，都屬于預(yù)制式的設(shè)備，提前完成生產(chǎn)和調(diào)試過(guò)程，配送到現(xiàn)場(chǎng)之后，可以直接實(shí)施配置和安裝。第三，為了縮減變電站的建設(shè)周期，但現(xiàn)場(chǎng)開始接線施工時(shí)，工廠中也在同步制造和調(diào)試二次設(shè)備，不需要按順序開展各個(gè)建設(shè)步驟，強(qiáng)化了新型變電站的建設(shè)效率[1]。

三、智能變電站模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用

（一）二次設(shè)備模塊化

在以往的變電站系統(tǒng)中，電氣設(shè)備往往需要在施工現(xiàn)場(chǎng)接線，而且調(diào)試工作也在現(xiàn)場(chǎng)完成，變電站建設(shè)的耗時(shí)較長(zhǎng)，而且也容易發(fā)生人為失誤。但是在模塊化的系統(tǒng)中，二次設(shè)備完全實(shí)現(xiàn)了模塊化，在專業(yè)化工廠完成生產(chǎn)和調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)不需要在進(jìn)行繁復(fù)的接線安裝，保障了變電站建設(shè)的效率[2]?？傮w而言，對(duì)于二次設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)往往包括下述內(nèi)容：

一是關(guān)于通信設(shè)備的設(shè)計(jì)，主要是光纖類的設(shè)備，以及變電站內(nèi)部常規(guī)的一些設(shè)備，二是電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括的設(shè)備類型較多，比如直流或者交流電源、蓄電池等，三是間隔設(shè)備，主要是指電能表或者是保護(hù)與監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行情況的裝置，四是主變壓器以及站控層的相關(guān)設(shè)備，以及一些輔助性的基礎(chǔ)設(shè)備，比如各種警報(bào)系統(tǒng)、基礎(chǔ)的檢測(cè)和控制裝置等。

（二）預(yù)制式光電纜

為了將各個(gè)獨(dú)立的模塊單元高效地連接起來(lái)，需要使用預(yù)制式的光電纜，并且采取標(biāo)準(zhǔn)化的連接方式，簡(jiǎn)化了接線和調(diào)試操作的工作量，而且也比較方便系統(tǒng)運(yùn)行中的維修和養(yǎng)護(hù)。預(yù)制式的光電纜是模塊化變電站系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，比如在沈蕩鎮(zhèn)110kV變電站系統(tǒng)的建設(shè)中，就利用了這樣的接線方式，控制柜和主變壓器兩者的連接就使用了預(yù)制的電纜，而整個(gè)變電站的連接采用預(yù)制的光纜，而且很多的光纜連接和調(diào)試內(nèi)容是在規(guī)模化的工廠進(jìn)行的，建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的施工中就節(jié)省了很多操作環(huán)節(jié)。同時(shí)，科學(xué)地規(guī)劃了接線方式，非常合理地連接光纜，有效達(dá)到了內(nèi)外部即插即用的接線目標(biāo)。正是通過(guò)光纜的科學(xué)優(yōu)化和布局，極大地減少了光纜的長(zhǎng)度，而且以需要的勞動(dòng)量和材料量都有所降低[3]。

（三）預(yù)制式母線

在以往的變電站系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)采取矩形母線的方式，這樣的母線結(jié)構(gòu)最大的缺陷就是，結(jié)構(gòu)上的繁雜導(dǎo)致其無(wú)法全面支持到電動(dòng)力的運(yùn)行，再加上絕緣設(shè)計(jì)的問(wèn)題，導(dǎo)致母線在使用中無(wú)法承受發(fā)熱的影響，進(jìn)而引發(fā)老化的狀況，另外就是安裝作業(yè)的過(guò)程非常繁瑣，而且會(huì)消耗過(guò)長(zhǎng)的周期，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的人工成本不可控。所以，在模塊化變電站中，往往會(huì)使用預(yù)制式的母線，而且采取全絕緣管保護(hù)的方式，經(jīng)過(guò)這樣的科學(xué)設(shè)計(jì)，可以降低發(fā)熱對(duì)于母線的損耗，增加了母線的載流量，也有利于控制功率消耗，同時(shí)在工廠完成專業(yè)化生產(chǎn)，被輸送到現(xiàn)場(chǎng)后就能夠快速完成安裝作業(yè)。這樣新型的母線設(shè)計(jì)方式，不僅達(dá)到了全面絕緣的效果，而且整體設(shè)計(jì)較為美觀，非常便于安裝作業(yè)，運(yùn)行中基本防范了老化的風(fēng)險(xiǎn)，可靠性非常高，對(duì)于成本控制和質(zhì)量保障都較為有益[4]。

四、模塊化智能變電站的展望

雖然新型的發(fā)展模式具有很大優(yōu)勢(shì)，但是由于認(rèn)知理念和集成技術(shù)方面的缺失，限制當(dāng)前模塊化變電站系統(tǒng)的發(fā)展，比如很多廠家認(rèn)為新型的模式與傳統(tǒng)變電站之間的區(qū)別不大，僅僅表現(xiàn)集成設(shè)備與以及預(yù)制艙的模式方面，但是對(duì)于模塊的設(shè)計(jì)與劃分卻較為忽視。正是基于模塊化的方式，才實(shí)現(xiàn)了各種電氣設(shè)備的優(yōu)化和集成設(shè)計(jì)，為了配合這樣的發(fā)展?fàn)顩r，相關(guān)廠家也需要強(qiáng)化軟件方面的集成設(shè)計(jì)，逐漸更新模塊化的功能和布局，達(dá)到最佳的集成設(shè)計(jì)目標(biāo)，讓模塊化應(yīng)用更為標(biāo)準(zhǔn)化，保障智能變電站系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，正是基于模塊化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，才促進(jìn)了智能變電站的高效發(fā)展，將不同功能的單一模塊進(jìn)行連接安裝，保障了現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)的效率，有效防范了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)中的很多風(fēng)險(xiǎn)和缺陷。另外，相關(guān)企業(yè)需要強(qiáng)化對(duì)于模塊化發(fā)展的認(rèn)知，全面理解模塊化設(shè)計(jì)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值，保障設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化和智能化。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇婷，李鈞超.110kV戶外模塊化智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J].電氣自動(dòng)化，2017（2）.

[2]沈毓，宋同，徐偉明.110kV智能變電站模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2017（2）.

[3]呂詩(shī)如，李勇.常寧110kV新一代智能變電站優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017（5）.

[4]張辰，黃儆醒，任鳳琴，etal.寧夏地區(qū)110kV智能變電站模塊化建設(shè)深化應(yīng)用探討[J].中國(guó)工程咨詢，2017（7）：42-44.