智能變電站二次設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)

孫天財(cái)

摘 要：對于國家電網(wǎng)而言，為了更好地貫徹有關(guān)模塊化二次設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范，要在實(shí)際工作中重視經(jīng)濟(jì)性與科學(xué)性原則的遵循，提升安全性，保障技術(shù)的先進(jìn)性，在根本上提升電氣設(shè)備集成化水平。強(qiáng)化工作量最大化的同時(shí)，減少現(xiàn)場工作量，為工程建設(shè)質(zhì)量的提高奠定基礎(chǔ)，模塊化二次設(shè)備對電廠生產(chǎn)技術(shù)水平的提升意義重大，同時(shí)，有效節(jié)省社會(huì)資源，為經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的獲取提供保障，有效降低成本支持。明確了二次設(shè)備設(shè)計(jì)方案，為智能變電站電氣二次模塊化設(shè)計(jì)提供了寶貴的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：智能變電站 二次設(shè)備模塊化 設(shè)計(jì)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（b）-0059-02

在國家電網(wǎng)發(fā)展中，對變電站工程建設(shè)模式進(jìn)行積極改變和創(chuàng)新，開展了智能變電站模塊化建設(shè)。在這一模式中，提倡設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化建設(shè)，以更好地增強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)能力。對于模塊化設(shè)計(jì)而言，主要是實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品不同要素之間的組合，構(gòu)建具有特殊功能的子系統(tǒng)，發(fā)揮其通用模塊的作用，而后再與其他要素進(jìn)行聯(lián)合，形成新的系統(tǒng)類型，功能被擴(kuò)大，性能被增加。在智能變電站二次設(shè)備中，主要涉及監(jiān)控、保護(hù)、電源以及通信等。借助對智能變電站二次設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)，突出原有屏柜布置的方式，發(fā)揮模塊觀念，對二次設(shè)備模塊化建設(shè)進(jìn)行不斷創(chuàng)新。模塊化二次設(shè)備需要在工廠內(nèi)完成裝配和調(diào)試，而后運(yùn)至現(xiàn)場，有效提升了設(shè)備集成化水平，有利于推動(dòng)工廠的規(guī)?；a(chǎn)，降低現(xiàn)場工作量，建設(shè)品質(zhì)和效率都得到大幅提升。

1 正確認(rèn)識(shí)模塊化二次設(shè)備的含義與劃分原則

1.1 模塊化二次設(shè)備的含義闡述

模塊化二次設(shè)備的簡稱為模塊，其主要構(gòu)成包含預(yù)制柜體、功能單元、輔助設(shè)施等，能夠滿足特定功能的需要。其中，需要在工廠內(nèi)完成的項(xiàng)目包含制作、配線以及調(diào)試。而后將其運(yùn)輸至工程現(xiàn)場，滿足接口要求，就位安裝于基礎(chǔ)之上。在模塊化的二次設(shè)備中，包含不同的功能單元，是整個(gè)模塊的基本構(gòu)成。在功能單元中，涉及項(xiàng)目較多，如保護(hù)、測控、網(wǎng)絡(luò)分析儀、安防設(shè)備等。不同的功能單元在類型和數(shù)量上都進(jìn)行相應(yīng)的排列組合，保證滿足不同電壓等級(jí)、差異化規(guī)模變電站模塊的需要。

1.2 對模塊劃分原則的明確

對于模塊的劃分，為了保證二次設(shè)備在工廠內(nèi)最大限度地組裝與調(diào)試，保證各個(gè)模塊能夠進(jìn)行整體運(yùn)輸與安裝，進(jìn)入現(xiàn)場之后，只需要進(jìn)行不同模塊之間的聯(lián)結(jié)與調(diào)試。借助這種方式能夠有效應(yīng)對傳統(tǒng)現(xiàn)場中二次設(shè)備接線的巨大工作量，減緩施工周期壓力，提升建設(shè)質(zhì)量。在模塊劃分中，需要融入安全性、獨(dú)立性、適應(yīng)性、靈活性、通用性、先進(jìn)性以及經(jīng)濟(jì)性的基本原則，保證各個(gè)部分之間相互協(xié)調(diào)。在二次設(shè)備功能劃分的時(shí)候，需要立足模塊進(jìn)行布局。要保證不同模塊具備清晰的服務(wù)對象，結(jié)合設(shè)備具體功能，完成子模塊的明確，保證模塊的完整性與獨(dú)立性。對于變電站模塊，要結(jié)合不同功能進(jìn)行設(shè)置，包含通信模塊、交直流電源模塊等，需要充分考慮電站的建設(shè)規(guī)模和布置模式，對組合進(jìn)行合理調(diào)整。針對典型的間隔層模塊，需要結(jié)合電氣一次接線形式，模塊的設(shè)置可以依據(jù)母線段抑或是間隔。間隔層模塊比較適合于就地布置，有利于電纜的節(jié)約，如果面對惡劣的環(huán)境，可以布置就地繼電器室或者二次設(shè)備室。

2 系統(tǒng)介紹模塊技術(shù)的基本要求

2.1 模塊結(jié)構(gòu)

模塊機(jī)構(gòu)形式需要滿足一定的要求。結(jié)構(gòu)類型為標(biāo)準(zhǔn)化的積木式機(jī)構(gòu)，能夠在標(biāo)準(zhǔn)的支持下，達(dá)到批量制造的目的，同時(shí)，有利于降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，為整個(gè)模塊設(shè)計(jì)提供更大的支持，便利性較為突出。對于模塊的安裝而言，需要立足特定的位置，進(jìn)行合理組裝，有利于現(xiàn)場施工的便利性，施工質(zhì)量得到保障，同時(shí)，施工周期被縮短，對于加快施工進(jìn)度意義重大。一般來講，為了推廣積木式結(jié)構(gòu)模塊，需要重視模塊接口建設(shè)，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化程度的提升，目的是保障不同模塊之間能夠進(jìn)行高效的機(jī)械與電氣的連接，也包含網(wǎng)絡(luò)連接。對于模塊機(jī)械拼接而言，主要涉及模塊的安裝和固定，另外，對于不同模塊之間的接口位置，需要重視密封工作的到位。對于模塊的電器拼接，主要是對模塊之間的裝置電源進(jìn)行整合。模塊網(wǎng)絡(luò)拼接完成的是模塊的現(xiàn)場總線整合。

2.2 對模塊接口的分析

對于模塊走線問題，需要高度重視。通常，模塊對外接口設(shè)置在底部，目的是方便電纜進(jìn)出。針對電纜敷設(shè)和排列，需要滿足常規(guī)電纜敷設(shè)規(guī)定和要求。模塊之間的拼接不可避免，因此，不提倡在模塊側(cè)面進(jìn)行外部線纜接口的設(shè)置。在模塊建設(shè)中，要高度重視預(yù)制光電纜功能的發(fā)揮。

2.3 對模塊內(nèi)部安全與走線的分析

對于模塊內(nèi)部設(shè)備的安裝與走線，需要遵守布線方案的相關(guān)規(guī)定，避免隨意性，保障線路的路徑和鋪設(shè)順序的合理性，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建布線方案。為了有效保障模塊內(nèi)布線的整潔性與美觀性，做好電纜彎曲半徑的測量工作，目的是保障線纜剩余長度收納的合理性，保障模塊內(nèi)的線路呈現(xiàn)較為清晰的狀態(tài)，方便線纜運(yùn)行和維護(hù)。針對預(yù)制電纜插座，在進(jìn)行布置的時(shí)候，為了保障連接器插座布置的合理性，要全面了解內(nèi)外部環(huán)境特征，掌握之后才能進(jìn)行布置，可以借助固定鋼板實(shí)現(xiàn)，保障其處于面向柜門的位置。鋼板上需要留孔，結(jié)合插座大小和數(shù)量進(jìn)行操作。

3 全面介紹功能單元技術(shù)要求

3.1 通用要求分析

對于功能單元而言，需要具備合理性、完整性、獨(dú)立性與互換性。對于合理性，主要是指模塊內(nèi)部單元布置需要具有合理性，突出功能單元的特征，保障設(shè)計(jì)的合理性。對于完整性，主要針對的是單元的全面性，實(shí)現(xiàn)功能單元與模塊之間的匹配性。獨(dú)立性考慮的是功能單元處理功能的自我控制，目的是有效減少對外界環(huán)境的依賴，避免過于依賴外界條件，防止出現(xiàn)功能重復(fù)現(xiàn)象?；Q性關(guān)注的是不同單元之間的轉(zhuǎn)化與變化。

3.2 安裝與接口要求

對于功能單元的安裝，需要對裝置進(jìn)行詳細(xì)研究，立足模塊本體，實(shí)現(xiàn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)件的安裝，盡量減少緊固件的應(yīng)用，目的是便于拆裝。另外，也可以采取在線方式對功能單元進(jìn)行更換。標(biāo)準(zhǔn)件需要在二次裝置和模塊之間進(jìn)行機(jī)械和電氣方面的連接。

4 模塊布置要求

針對110kV的戶外站，通常采用的是全站預(yù)制，設(shè)置好預(yù)制艙式二次組合設(shè)備。對于在110kV以上的戶外站，在二次設(shè)備中能夠看到交直流電源模塊和通信模塊。將蓄電池模塊布置于蓄電池室；將間隔層模塊布置在就地裝配式建筑物，也可以選擇在預(yù)制艙式二次組合設(shè)備中，而對于過程層模塊，需要選擇在智能控制柜。針對戶內(nèi)站，在二次設(shè)備室布置站控層模塊、通信模塊等。蓄電池位于蓄電池室。

5 結(jié)語

綜上，結(jié)合智能變電站二次設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)，全面進(jìn)行其技術(shù)指導(dǎo)原則的探討，對劃分原則、技術(shù)要求以及功能單元技術(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)闡述，為二次設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)提供充分的依據(jù)。在模塊模式的應(yīng)用下，設(shè)備集成水平提升，有效減少現(xiàn)場工作量，對工程建設(shè)水平的提升意義重大。另外，促進(jìn)社會(huì)資源的有效節(jié)約，降低成本投入，對智能變電站設(shè)計(jì)與建設(shè)具有巨大的指導(dǎo)作用。

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