淺談模塊化設(shè)計(jì)在莫喀高鐵中的應(yīng)用

陳鵬宇 文路

摘 要：闡述了莫喀高鐵電氣模塊化的設(shè)計(jì)意義和設(shè)計(jì)原則，介紹了設(shè)計(jì)內(nèi)容和應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：莫喀高鐵;模塊化;電氣設(shè)計(jì);

0 引言

模塊化智能變電站以工廠化加工、現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易安裝的組合式電氣設(shè)備為主要手段，能夠有效節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)二次接線，實(shí)現(xiàn)“即插即用”，在變電工程建設(shè)中優(yōu)勢(shì)明顯。2006年，在達(dá)拉斯舉辦的IEEE電力展覽會(huì)上，模塊化變電站相關(guān)產(chǎn)品首次出現(xiàn)在大眾的眼前。20世紀(jì)90年代在日本出現(xiàn)了整體模塊化的66kV變電站。國(guó)內(nèi)由于設(shè)計(jì)施工模式的局限，目前模塊化設(shè)計(jì)還沒(méi)有得到推廣，僅電力行業(yè)目前在研究推進(jìn)模塊化設(shè)計(jì)。本文以莫喀高鐵設(shè)計(jì)中模塊化設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)運(yùn)用為契機(jī)，向大家介紹電氣模塊化設(shè)計(jì)的意義和應(yīng)用情況。

1 莫喀高鐵設(shè)計(jì)過(guò)程中的模塊化設(shè)計(jì)

莫斯科至喀山鐵路，運(yùn)行速度達(dá)400km/h，經(jīng)過(guò)了七個(gè)俄羅斯聯(lián)邦行政主體，建設(shè)區(qū)域具有明顯的溫和型大陸性氣候：溫暖的夏天、適度寒冷的冬天，但在最冷的一月，溫度可達(dá)-20～-50℃。

電氣交流區(qū)段牽引供電系統(tǒng)采用2×25kV交流制，AT（自耦變壓器）供電方式。下面以牽引變電所為例簡(jiǎn)述模塊化設(shè)計(jì)在莫喀高鐵中的應(yīng)用。新建牽引變電所引入兩路獨(dú)立220kV電源，牽引變壓器固定備用并設(shè)置備用電源及主變自投裝置，2×27.5kV側(cè)采用單母線分段接線，饋線斷路器采用上下行互備方式。按照俄羅斯的習(xí)慣，設(shè)備常采用模塊式，包括220kV進(jìn)線模塊、27.5kV模塊、20kV模塊、6.6kV模塊、自用電模塊、生產(chǎn)房屋模塊等。

2 模塊化設(shè)計(jì)的意義

電氣采用模塊化設(shè)計(jì)和工藝的意義：有利于電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和專業(yè)分工;有利于提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量;有利于各系統(tǒng)和部件之間的相互接口設(shè)計(jì)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;有利于并行施工，在廠里預(yù)制好，現(xiàn)場(chǎng)快速裝配調(diào)試，有效縮短施工周期;降低認(rèn)為不確定因素發(fā)生率，有利于保證施工質(zhì)量和精度。另外外觀也是相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)所在。

3 模塊化設(shè)計(jì)的原則

一次、二次設(shè)備的劃分以功能為導(dǎo)向，突出變電所設(shè)施功能定位，實(shí)現(xiàn)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)地節(jié)資。

以該牽引變電所為例，一次、二次設(shè)備依據(jù)各模塊的功能及組裝方式可分為2*27.5kV模塊、20kV模塊、6.6kV模塊、自用電模塊、生產(chǎn)房屋模塊、通信模塊、柴油發(fā)電機(jī)模塊，完全實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制、模塊化安裝。模塊化設(shè)備具備電氣功能性的同時(shí)，也具有美觀、方便、節(jié)約占地，便于安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

二次設(shè)備室內(nèi)的模塊化二次組合設(shè)備于廠內(nèi)按模塊功能分別組屏后，將功能相關(guān)的屏安裝于預(yù)制基礎(chǔ)槽鋼上。在廠內(nèi)完成屏柜內(nèi)配線，并完成功能模塊的二次系統(tǒng)調(diào)試工作。在工廠生產(chǎn)的過(guò)程中，在預(yù)制槽鋼的下方預(yù)制二次電纜/光纜槽盒，每個(gè)屏的下方預(yù)留好對(duì)外槽盒的接口，模塊內(nèi)屏與屏之間的接線在廠內(nèi)連接完成。待二次屏就位后，在現(xiàn)場(chǎng)用預(yù)制的二次設(shè)備室槽盒與現(xiàn)有的預(yù)制槽盒連通，進(jìn)行外接電纜/光纜的敷設(shè)。

4 結(jié)論

隨著日益激烈的高鐵市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，模塊化已成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的必備技術(shù)。模塊化設(shè)計(jì)師解決企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的可行方案，可大大縮短研發(fā)周期、降低生產(chǎn)管理成本。

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