楊德貴
(許繼電氣股份有限公司,河南 許昌 461000)
現(xiàn)有的移動變電站一般包括高壓變電車和中壓配電車,高壓變電車上主要設(shè)有高壓組合電器和主變壓器,中壓配電車上主要設(shè)有中壓開關(guān)柜、二次設(shè)備及其附件。通過現(xiàn)有的移動變電站能夠較好地解決事故地區(qū)長時(shí)間停電的問題。但現(xiàn)有中壓配電車上的二次設(shè)備和二次設(shè)備附件安裝在對應(yīng)的屏柜上,屏柜的數(shù)量較多,導(dǎo)致中壓配電車的體積較大,運(yùn)輸不便。
車載移動變電站可配備完善的二次系統(tǒng),具有監(jiān)控、遠(yuǎn)動功能,可以完全替代一個(gè)小型變電站進(jìn)行供電。二次系統(tǒng)采用智能化變電站建設(shè)模式,采用三層兩網(wǎng)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了變電站的信息化和自動化。
系統(tǒng)架構(gòu)總體配置主要包括以下3個(gè)方面:①變電站自動化系統(tǒng)的配置及功能按無人值守模式設(shè)計(jì);②采用開放式分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由站控層、間隔層、過程層及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成;③站內(nèi)監(jiān)控保護(hù)統(tǒng)一建模、組網(wǎng),信息共享,通信規(guī)約統(tǒng)一采用DL/T 860,實(shí)現(xiàn)站控層、間隔層、過程層二次設(shè)備互操作。
變電站自動化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對變電站可靠、合理、完善的監(jiān)視、測量、控制等,并具備遙測、遙信、遙調(diào)、遙控等遠(yuǎn)動功能,具有與調(diào)度通信中心交換信息的能力。
變電站自動化系統(tǒng)符合DL/T 860,在功能邏輯上由站控層、間隔層、過程層組成。站控層由主機(jī)兼操作員工作站、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等設(shè)備構(gòu)成,提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面,實(shí)現(xiàn)了管理控制間隔層和過程層設(shè)備等功能,形成了全站監(jiān)控、管理中心,并與遠(yuǎn)方監(jiān)控或調(diào)度中心通信。間隔層由保護(hù)、測控等多個(gè)二次子系統(tǒng)組成,在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下,仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。過程層由合并單元、智能終端等設(shè)備構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)與一次設(shè)備相關(guān)的功能,包括實(shí)時(shí)運(yùn)行電氣量的采集、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測、控制命令的執(zhí)行等。
二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用三層兩網(wǎng)架構(gòu)。
1.3.1 站控層網(wǎng)絡(luò)
站控層設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與站控層其他設(shè)備通信、與間隔層設(shè)備通信,傳輸MMS報(bào)文和GOOSE報(bào)文;站控層網(wǎng)絡(luò)宜采用單星形以太網(wǎng)絡(luò)。
1.3.2 間隔層網(wǎng)絡(luò)
間隔層設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與本間隔其他設(shè)備、其他間隔層設(shè)備、站控層設(shè)備通信,可傳輸MMS報(bào)文和GOOSE報(bào)文;變電站間隔層網(wǎng)絡(luò)宜采用單星形以太網(wǎng)絡(luò)。
1.3.3 過程層網(wǎng)絡(luò)
過程層網(wǎng)絡(luò)完成間隔層設(shè)備與過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備之間以及過程層設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信,可傳輸GOOSE報(bào)文和SV報(bào)文。
移動變電站按照完整的二次設(shè)備功能配置,其設(shè)備配置如表1所示。
在移動變箱體內(nèi)安裝的二次屏柜包括:變壓器保護(hù)柜、監(jiān)控主機(jī)柜、遠(yuǎn)動柜、通信柜1和通信柜2、兩面電源柜共7面?,F(xiàn)有二次設(shè)備采用后接線裝置,前、后開門檢修的方式,安裝在屏柜上,一般布置在一列(雙列布置不支持全天候檢修),每面柜0.8 m的標(biāo)準(zhǔn)寬度,總長度為5.6 m。10 kV開關(guān)柜假設(shè)6路出線,加上PT柜、進(jìn)線柜和站變柜,一次設(shè)備長度為7.2 m,設(shè)備長度已經(jīng)超過了12 m,再加上一定的裕度,整車長度會達(dá)到13 m或者更長,對運(yùn)輸是巨大的考驗(yàn)。對于山區(qū)或狹窄的道路會出現(xiàn)無法通過的情況,失去了應(yīng)急供電的作用。在某些情況下,需要縮減二次設(shè)備功能來滿足運(yùn)輸要求。
在開關(guān)柜尺寸難以縮小的情況下,改變二次設(shè)備的安裝方式就顯得十分重要。隨著前接線智能裝置在變電站的廣泛使用,我公司成功開發(fā)了機(jī)架式預(yù)制艙方案,并在湖北鄖縣220 kV變電站中成功應(yīng)用。
該方案摒棄了傳統(tǒng)的屏柜安裝方式,單個(gè)機(jī)架尺寸為2 300 mm×700 mm×550 mm,單個(gè)機(jī)架安裝方案較常規(guī)屏柜安裝方式可節(jié)省空間30%以上,整體布置效果可減少尺寸60%以上,有效減少了二次設(shè)備占地面積,縮減了配電車尺寸。機(jī)架式安裝方案示意圖如圖1所示。
圖1 機(jī)架式安裝方案示意圖
移動變電站借鑒模塊化變電站的實(shí)施經(jīng)驗(yàn),二次設(shè)備采用前接線裝置雙列布置的方式,并采用機(jī)架式安裝方式,采用前檢修模式,移動變箱體兩側(cè)不開門,支持全天候檢修。機(jī)架頂部和底部都固定在艙體上,牢固可靠,較屏柜方式更安全。機(jī)架內(nèi)設(shè)備配置如表2所示。
通過機(jī)架式優(yōu)化布置,可縮減到6面機(jī)架,且采用雙列布置方式,其寬度只有2.1 m,整車長度不超過10 m,極大地減小了移動變電站的尺寸。
表1 設(shè)備配置
表2 機(jī)架內(nèi)設(shè)備配置
車載移動變電站是一種機(jī)動性強(qiáng)、裝配完善、靈活可靠的新型供電設(shè)備,節(jié)省了征地、土建及設(shè)備安裝等多方面的資金投入,研究和普及車載移動變電站技術(shù)對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。通過二次設(shè)備布置優(yōu)化,提高了運(yùn)輸?shù)姆奖阈裕嵘艘苿幼冸娬镜倪m應(yīng)性,對移動變電站的推廣可以起到積極的作用。