110kV智能變電站模塊化設計應用

林雨

摘 要：隨著相關技術的進步和成熟，電力行業發展的理念和技術都在逐漸更新，越來越向著智能化和標準化邁進，不斷突破傳統發展模式的桎梏，為社會的現代化進步提供高效的動力和支持。110kV變電站的建設是較為繁復的過程，而且受各種條件的制約，變電站建設的效率較低。但是在集成技術的支持下，可以針對建設需求，實現各種預制式和模塊化的設計過程，僅僅在現場完成組合安裝操作，這對于變電站建設的成本和質量控制非常有益，也利于后期的維護。

關鍵詞：110kV智能變電站;模塊化設計;應用分析;優勢

引言：

近些年，模塊化設計在變電站建設中的應用越來越廣泛，通常都是采取預制艙的模式，根據建設需求在工廠實現不同模塊的環節，并且及時完成調試工作，在現場僅需要進行標準化的接線安裝，極大地優化了整個變電站系統，避免了以往現場建設中的很多缺陷。本文簡單概述了模塊化設計的應用優勢和特點，并且分析了其在110kV變電站建設中的應用以及未來的發展趨勢。

一、模塊化智能變電站的優勢

相比較于傳統的變電站模式，模塊化設計有諸多優勢，科學地降低了變電站系統的復雜度，對于系統的運行和維護都非常有利，一旦變電站系統發生狀況，只需要針對某個模塊進行更新維護即可，強化了變電站的可靠性。總體而言，這種全新的變電站主要由幾項基本模塊組成，比如中高壓模塊、主變壓器模塊等，再配合相應的輔助設備，就組成了完整的智能變電站。另外，各個模塊會在專業化的工廠集中設計，并且進行制造和調試，然后在現場集中安裝完成，便能夠投入運行。

二、模塊化智能變電站的特點

就整體的模塊化結構而言，主要是應用于預制艙，基本可以劃分為兩個層面，一是集中二次設備的模塊化艙體，二是智能化的組件柜，艙體類似于神經系統，包括很多核心的組件，可以實現控制和測量的功能，全面保護變電站的運行，而后者類似于身體部分，包含基礎化的智能設備。借助于光電纜將二者連接起來，就形成了新型的變電站系統。總體而言，這樣的模塊化設計具有下述特點：

第一，應用插拔式的光電纜，并且將各種接口做標準化處理，科學把控光電纜的型號和數量，極大地縮減了現場安裝的時間成本。第二，在艙體中設置了很多二次設備，都屬于預制式的設備，提前完成生產和調試過程，配送到現場之后，可以直接實施配置和安裝。第三，為了縮減變電站的建設周期，但現場開始接線施工時，工廠中也在同步制造和調試二次設備，不需要按順序開展各個建設步驟，強化了新型變電站的建設效率[1]。

三、智能變電站模塊化設計應用

（一）二次設備模塊化

在以往的變電站系統中，電氣設備往往需要在施工現場接線，而且調試工作也在現場完成，變電站建設的耗時較長，而且也容易發生人為失誤。但是在模塊化的系統中，二次設備完全實現了模塊化，在專業化工廠完成生產和調試，現場不需要在進行繁復的接線安裝，保障了變電站建設的效率[2]。總體而言，對于二次設備的模塊化設計往往包括下述內容：

一是關于通信設備的設計，主要是光纖類的設備，以及變電站內部常規的一些設備，二是電源系統設計，包括的設備類型較多，比如直流或者交流電源、蓄電池等，三是間隔設備，主要是指電能表或者是保護與監測線路運行情況的裝置，四是主變壓器以及站控層的相關設備，以及一些輔助性的基礎設備，比如各種警報系統、基礎的檢測和控制裝置等。

（二）預制式光電纜

為了將各個獨立的模塊單元高效地連接起來，需要使用預制式的光電纜，并且采取標準化的連接方式，簡化了接線和調試操作的工作量，而且也比較方便系統運行中的維修和養護。預制式的光電纜是模塊化變電站系統的關鍵組成部分，比如在沈蕩鎮110kV變電站系統的建設中，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制的電纜，而整個變電站的連接采用預制的光纜，而且很多的光纜連接和調試內容是在規模化的工廠進行的，建設現場的施工中就節省了很多操作環節。同時，科學地規劃了接線方式，非常合理地連接光纜，有效達到了內外部即插即用的接線目標。正是通過光纜的科學優化和布局，極大地減少了光纜的長度，而且以需要的勞動量和材料量都有所降低[3]。

（三）預制式母線

在以往的變電站系統中，經常會采取矩形母線的方式，這樣的母線結構最大的缺陷就是，結構上的繁雜導致其無法全面支持到電動力的運行，再加上絕緣設計的問題，導致母線在使用中無法承受發熱的影響，進而引發老化的狀況，另外就是安裝作業的過程非常繁瑣，而且會消耗過長的周期，現場作業的人工成本不可控。所以，在模塊化變電站中，往往會使用預制式的母線，而且采取全絕緣管保護的方式，經過這樣的科學設計，可以降低發熱對于母線的損耗，增加了母線的載流量，也有利于控制功率消耗，同時在工廠完成專業化生產，被輸送到現場后就能夠快速完成安裝作業。這樣新型的母線設計方式，不僅達到了全面絕緣的效果，而且整體設計較為美觀，非常便于安裝作業，運行中基本防范了老化的風險，可靠性非常高，對于成本控制和質量保障都較為有益[4]。

四、模塊化智能變電站的展望

雖然新型的發展模式具有很大優勢，但是由于認知理念和集成技術方面的缺失，限制當前模塊化變電站系統的發展，比如很多廠家認為新型的模式與傳統變電站之間的區別不大，僅僅表現集成設備與以及預制艙的模式方面，但是對于模塊的設計與劃分卻較為忽視。正是基于模塊化的方式，才實現了各種電氣設備的優化和集成設計，為了配合這樣的發展狀況，相關廠家也需要強化軟件方面的集成設計，逐漸更新模塊化的功能和布局，達到最佳的集成設計目標，讓模塊化應用更為標準化，保障智能變電站系統的應用與發展。

五、結束語

綜上所述，正是基于模塊化的設計和應用，才促進了智能變電站的高效發展，將不同功能的單一模塊進行連接安裝，保障了現場建設的效率，有效防范了傳統設計和建設中的很多風險和缺陷。另外，相關企業需要強化對于模塊化發展的認知，全面理解模塊化設計在電力系統中的應用價值，保障設計和生產的標準化和智能化。

參考文獻：

[1]蘇婷，李鈞超.110kV戶外模塊化智能變電站二次系統設計及優化[J].電氣自動化，2017（2）.

[2]沈毓，宋同，徐偉明.110kV智能變電站模塊化設計應用[J].內蒙古電力技術，2017（2）.

[3]呂詩如，李勇.常寧110kV新一代智能變電站優化設計[J].湖南工業大學學報，2017（5）.

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