智能變電站二次設備模塊化設計技術研究

王愛青　劉炯

摘 要：智能變電站擁有的功能較為強大，不僅能夠自動對信息進行采集與測量，同時還能自動對電網進行實時調節與控制。但智能變電站在實際建設過程中還是出現了一定的問題，變電站功能也隨之受到了影響。為有效解決變電站存在的問題，技術人員開始將二次設備模塊化設計技術應用到了智能變電站之中。文章將以智能變電站建設現狀介紹為切入點，對二次設備模塊化設計技術展開深入研究，期望能夠為智能變電站模塊化建設發展提供一定助益。

關鍵詞：智能變電站；建設現狀；二次設備模塊化；設計技術

在智能變電站中，通信、監控以及電源等都屬于二次設備范疇，而對二次設備進行模塊化設計，不僅能能夠有效解決以往設備容易受到屏柜布置束縛的弊端，同時也能對二次設備安裝與其他工作進行優化，可以切實提升二次設備集成性能，有效拓展工廠生產規模，最大限度降低現場工作任務量，保證建設質量與效率的切實提升。為對二次設備模塊化設計技術進行研究，相關人員首先應對智能變電站現狀進行明確，以便后續研究工作的順利開展。

1 智能變電站建設現狀

根據筆者多年工作經驗發現，現代智能變電站建設主要存在著三方面的問題：一方面現場施工任務較重。在進行變電站建設時，施工人員不僅要對地面、道路等基礎內容進行施工，同時還需對各項設備進行安裝與調試，工作任務相對較重；一方面二次接線任務較重。智能變電站本身就有擁有著大量智能設備，這些設備安裝都需要進行接線工作，且屏柜間需要運用光纜進行連接，所以現場需要進行大量光纜熔接施工；另一方面施工周期相對較長。由于現場工作任務相對較重，且二次設備需要在基礎實施建設完成以及基礎設備制作完成之后，才能安裝使用，所以會直接造成建設周期的延長。

二次設備模塊化設計主要就是為了解決變電站建設存在問題，對變電站進行優化的，因此該技術在智能變電站中的應用極為重要，值得深度研究。

2 二次設備模塊化設計技術

筆者在此將以“模塊化二次設備設計技術導則”為依據，對二次設備模塊化相關內容進行解讀，以便智能變電站進行參考[1]。

2.1 二次設備模塊化

所謂“模塊化”就是運用模塊概念對設備實施組織與規劃。而其中模塊就是已經進行模塊化的產品基本組成，屬于實體看，而智能變電站模塊化二次設備就是模塊，像柜體輔助設施、預制柜體以及功能單元等內容都屬于該設備范疇[2]。模塊化設備可以按照事先功能設置，對工廠內部調試、制作以及內部配線等工作進行完成，并會通過整體運輸的方式，將其運輸到現場實施接口與安裝。按照功能單元，模塊化二次設備的組成也會有所差異，而功能單元屬于模塊基本元素，主要由數據網設備、保護以及測控等內容所組成。技術人員會按照功能單元類型以及數量對其進行合理排列，并將其運用到相應電壓等級與規模的變電站之中。

2.2 模塊技術

（1）結構

通過對導則中模塊結構形式相關內容研究可以發現，模塊結構主要以積木式結構為主，通過這種結構，能夠按照導則標準對模塊進行規模性制作，且制作成本較為理想，能夠有效提高工廠經濟效益水平[3]。在進行積木式結構模塊制作時，應對模塊接口標準化水平進行提升，以確保其可以與電氣和機械實現無縫鏈接，且需保證網絡拼接模式的順利實施。而模塊機械式拼接指的是對模塊的固定與安裝，技術人員需要對模塊接口處實施密封處理，以保證模塊整體結構。

（2）接口

根據導則中對走線的規定，模塊對外接口通常會設置在整體模塊底部位置，以便線纜施工，而電纜鋪設與排列則需按照相關規定實施安裝。如果在特殊環境中，電纜需要從上端鋪設電纜，則要確保模塊頂部預留標準接口和二次橋架安裝相一致，以保證各項施工的順利開展。同時應考慮到模塊需要進行拼裝，因此并不應盡量避免在模塊側面設置接口，避免拼裝之后對電纜造成影響[4]。

（3）內部走線與安裝

通過對導則的研究可以發現，導則中已模塊內部走線方案作出了詳細規定，擁有著一定鋪設順序以及路徑順序，需要嚴格對其進行執行，無特殊情況不應對其隨意進行更改。所以技術人員也應在此基礎之上，對模塊走線與安裝計劃進行設計。為對模塊內部整潔度進行保證，技術人員需要對電纜彎曲半徑實施測量，且應按照測量結果對電纜多余部分實施收納，保證模塊內部線路的清晰度，以便后續對于線路的保養與維護。同時在布置預制電纜插座端過程中，應對內部空間情況進行全方位調查，并再此基礎上對插座安裝位置進行明確，并可以對插座設置鋼板進行固定，且要保證鋼板應朝向柜門。此外還應根據插座數量與規格在鋼板各處設置預留孔，使插座可以牢固固定在鋼板之上。在模塊外部，電纜頭一則要朝向模塊正門位置，而另一頭則應對準模塊內部，以便柜內設備接連工作的順利進行。

2.3 功能單元技術

（1）基本要求

在導則7.1條規定中，對模塊功能單元特性做出了詳細規定，規定指出，該部分技術不僅要擁有完整性以及獨立性的特點，同時還要具備互換性以及合理性。要求功能單元應與模塊所有要求與目標相符合，且功能齊全、完整、獨立，不會受外部處理功能所束縛，重復機率相對較低。同時功能單元在模塊內進行安裝時，應對各項功能特征進行明確，并要保證設計的合理性，要保證多種功能與尺寸一致的多種功能單元能夠互換，保證模塊功能水平。

（2）接口與安裝

根據導則相關要求，技術人員在對功能單元進行安裝與接口過程中，應對現有裝置進行深度分析，并在模塊本體上部位置安裝標準件，要盡量降低對緊固件的使用機率，甚至是直接拒絕對其進行使用，以保證模塊拆裝的容易程度，并為在線功能單元更換提供保障，確保功能單元的使用質量。同時要在模塊與二次裝置之間度標準件實施電氣、網絡以及機械連接。

2.4 模塊布置

以110千伏到750千伏智能變電站為例。在對標準站模塊進行布置時，技術人員需要對導則進行查看，并按照其中布置原則實施相應工作。110千伏戶外變電站，應運用全站預制模式進行布置，應設置“預制艙二次組合設備”；110千伏以上戶外變電站，則應將通

信、站控層以及交直流電源等模塊布置在二次設備室之中，要將蓄電池以及過程層模塊分別安排在蓄電池室以及智能控制柜之中；如若屬于室內變電站，通信、站控層以及交直流電源模塊仍然布置在二次設備室之內，蓄電池模塊的安置也沒有發生變化，但過程層模塊應則安裝在開關柜二次小室或者智能控制柜之內。

3 結束語

鑒于二次設備模塊化技術對于智能變電站的重要作用，各變電站應對二次設備模塊化以及其相應設計技術展開全方位研究，要對模塊技術、功能單元技術以及模塊布置三項內容進行深層次探究，進而對二次設備模塊化進行保障，使該項技術能夠達到一定水平，使其不僅可以對電氣設備集成能力進行強化，有效降低工廠現場工作量，保證工程建設質量，同時能夠成功帶動工廠生產技術水平的切實提升，合理對社會資源進行運用，以達到對工程建設成本進行有效控制的目的。

參考文獻

[1]徐長寶，莊晨，蔣宏圖.智能變電站二次設備狀態監測技術研究[J].電力系統保護與控制，2015，07：127-131.

[2]林國新，郭國文，詹列團，等.模塊化二次組合設備技術探討[J].能源與環境，2015，02：29-30.

[3]周崇泉，王寧寧，韓本帥，等.標準配送式智能變電站模塊化二次組合設備研究[J].電工技術，2015，07：28-30+32.

[4]蔡曉亮，姚明.智能變電站二次設計與設備檢修方案研究[J].科技創新與應用，2016，21：217.