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標準配送式智能變電站模塊化二次組合設備研究
周崇泉，王寧寧，韓本帥，李艷麗，牛得存
(山東電力工程咨詢院有限公司，濟南250013)
[摘要] 圍繞“標準化設計、工廠化生產、裝配式建設”的標準配送式智能變電站建設的核心理念，在研究現有各類
二次電氣設備柜體結構技術特點的基礎上，針對變電站內各類二次設備的不同功能需求，進行組合設計、工
廠化安裝和整體運輸，提出變電站“組合二次設備”設計新思路，并從設計、制造、安裝、運輸及調試等方
面對各種功能模塊規劃方案進行綜合評價，對不同方案提出“組合設計”的基本原則，同時結合具體工程提
出模塊化組合二次設備方案。
關鍵詞 標準配送式智能變電站二次組合設備模塊化
0引言 站控層設備尺寸可能會因設備商的不同而存在差異，導致
站控層設備組屏尺寸達到2 260mmX900mrnX900mm，甚
2014年，國家電網公司創新變電站工程建設模式，開 至更大。
展標準配送式智能變電站建設，大力推行“標準化設計、 (2)一體化電源柜。電源柜內高頻整流模塊、進出線
工廠化加工、裝配式建設”理念，全面提升電網建設能 空開多，柜后端子排多，且柜體寬度受限，典型尺寸為
力。二次系統作為智能變電站的重要組成部分，由繼電保 2 260mmX800mmX 600mm。交流、UPS、逆變電源、應
護、調度自動化、系統通信、站內通信、變電站自動化系 急照明切換控制柜及繼電保護試驗電源柜與直流電源柜類
統等組成，實現人與一次系統的聯系，使一次系統能夠安 似。
全經濟運行，是電力系統不可或缺的重要組成部分。 (3)保護／N控柜、通信屏柜。在智能變電站中大部分
2010年國家電網公司發布了《國家電網公司輸變電工 電纜二次回路的功能由光纜連接、數字信號回路實現，保
程通用設計》(以下簡稱《通用設計》)。《通用設計》的每個 護／N控柜端子排較常規變電站大幅減少，柜體寬度有壓
基本方案均由若干基本模塊組成，具體工程可根據本期規 縮空間，尺寸可優化為2 260mmX 600mmX600mm。通信
模使用子模塊進行調整。在綜合考慮電壓等級、建設規 設備柜與保護／N控柜類似。
模、無功補償、電氣主接線形式、配電裝置形式等后，按 基于3種主要柜體尺寸，考慮將這些柜體保持高度與
照布置或功能分區將每個方案劃分為若干個基本模塊，如 深度的一致，在寬度方向上進行拼接，按模塊方式重新排
一個220kV變電站方案包括220kV配電裝置模塊、110kV 列，形成結構更緊湊、空間利用率更高的組合柜體。
配電裝置模塊、主變、35kV模塊、主控通信樓模塊等。
2組合二次設備標準化研究
《通用設計》中，電氣一次和土建的標準化已達到了模塊化
水平，而二次系統部分模塊化建設的步伐遠遠滯后，已無
2．1模塊劃分原則
法滿足目前標準配送式變電站建設的需求。隨著國家電網
變電站二次系統的劃分必須體現“安全性、獨立性、
公司標準配送式智能變電站建設的大規模開展，有必要進
適應性、靈活性、通用性、先進性、經濟性”相協調統一
一步提高二次系統的標準化程度，使其達到模塊化水平。
的原則。
1組合二次設備技術發展現狀 (1)安全性。各模塊安全可靠，通過模塊拼接得到的
技術方案安全可靠。
目前，二次設備廠家主要生產保護測控裝置，在工廠 (2)獨立性。各模塊應能獨立完成相應功能。
內將所需要的保護測控等二次裝置組裝在外購的柜體內。 (3)適應性。二次系統的模塊劃分應能適應已有電氣
國際主流柜體制造商的柜體均采用標準尺寸、標準元器 一次的模塊劃分。
件、模塊化選擇。變電站主流二次屏柜參數：2 260mmX (4)靈活性。模塊劃分合理、接口靈活，建設規模的
900mmX900mm(站控層服務器柜)；2 260mmX800mmX 變化只引起模塊簡單增減。
600mm(--體化電源柜)；2 260mm×600mm×600mm(主 (5)通用性。在一個系統中，模塊的規格統一、種類
變保護／N控柜及其它二次屏柜、通信屏柜)。 較少、通用性高。
下面介紹3種屏柜具體設備布置情況。 (6)先進性。推廣應用電網新技術，設備選型先進合
(1)站控層服務器。一體化監控主機、數據服務器等 理， 占地面積小，注重環保，各項技術經濟指標先進。
收稿日期：2014—12—16
281(7)經濟性。綜合考慮模塊的組成，配置合理經濟。 備一線纜室一線纜配線架部分的配線由生產廠家在場內完
按照變電站二次設備的不同功能，對二次設備室內屏 成；線纜配線架一電纜溝或架空地板一柜外設備由現場施
柜進行分區，以模塊為單位合理布局。按照相近功能區域 工單位完成。
組合安裝的理念，將二次設備室內二次設備以模塊為單元
j蜮變?電站I區單元 j蜮，變-電站II區單元
分為一體化監控模塊、一體化電源模塊、間隔設備模塊和
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通信模塊。各模塊內部模塊化組屏，以降低工地裝屏、接
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線任務量，大幅提高建設效率。 ：綜臺應用I
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2．2模塊化組屏及內部接線方案 置畦砸j 一jf-反面面素襄i一；．
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二次設備室內采用模塊化組屏方式，模塊柜通過一體 l……
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化底座完成屏柜固定及預制線纜儲纖功能；通過屏間側壁 [二[口
開孔，完成模塊內部走線，以減少現場安裝接線。
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2．2．1模塊柜即插式安裝方案
一體化底座
(1)屏柜拼接方式。模塊化屏柜包括頂蓋組件、側門
圖2一體化監控模塊內部走線
組件、前門組件、后門組合和框架組合。屏柜采用框架結
(3)采用組合柜，利用線纜室走線有以下特點：強化
構，屏間采用“即插式”可插拔接口。五大組件均為可拆
功能分區，將線纜連接形式具體化；集中走線易于排查功
卸式，均擁有插拔接口。屏柜組件如圖1所示。
能區內外的線纜故障；本期內部接線完全預制，變電站擴
建時無需移動設備，在線纜配線架上即可完成與外部設備
的連接。
2．2．3模塊柜組合二次設備的即插即用方案
各模塊間及與各一次設備間采用航空插頭實現電氣設
備本體與匯控柜的標準化連接，采用預制光纜等“即插即
用”連接方式替代現場熔接，減少了現場接線、調試工作
量，最終實現了一次設備與二次設備以及二次設備間的標
準化連接。
圖1屏柜組件
2．3工廠調試
(2)柜一線纜室拼接方案。屏柜本體與線纜室采用螺栓
在設備廠進行二次聯調，通過工廠化模塊組裝及單元調
固定，從機柜內側直接固定到滑動的插入螺母，不再需要
試，提高建設效率及施工質量。具體調試內容包括單裝置調
緊鎖螺母。
試、模塊內部單元調試及模塊間的系統集成聯調測試。
2．2．2模塊柜內線纜連接方案
(1)單裝置調試主要指保測裝置以及低頻低壓減載、
常規二次設備室屏柜內的控制、動力、通信、遠動等
備自投裝置的調試。