500kV智能变电站预制舱模块化设计方案关键技术研究

周洁　李海滨　霍菲阳

摘要：500kV智能变电站的预制舱式二次组合设备是根据国网公司提出的智能变电站模块化建设理念进行设计的。本文提出了适用于500kV智能变电站的预制舱模块化设计方案，分析了智能变电站二次系统的关键技术。最后结合500kV实际工程给出了配置方案。

关键词：500kV智能变电站；预制舱；前接线装置；二次设备组柜优化

中图分类号：TM63；TM76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

一、引言

2012年，国家电网公司提出新一代模块化智能变电站设计理念[1-3]，现有的设备运行环境方案已不能适应当前的智能变电站建设要求，急需研究一种建设占地更省、建设周期更短、工程造价更少、实施效率更高的新方案。

本文针对500kV智能变电站提出了预制舱模块化设计方案，对二次设备组柜进行优化，并在某500kV智能站取得了应用。

二、500kV预制舱布置方案

500kV二次设备配置目前主要采用三种方案[4-6]：过程层、间隔层设备按串设置预制舱（全下放模式）、间隔层设备按串设置预制舱、间隔层设备按2串设置预制舱。方案一增加预制舱与HGIS本体之间的现场接线，方案三经济型较差，方案二更有利于现场施工接线，利于设备按串模块化配送。

三、预制舱舱体结构研究

现有预制舱模块化设备基本采用钢构房形式，尺寸应尽量典型化，形成标准系列。针对变电站的预制舱按照舱体规格分为3种：Ⅰ型预制舱、Ⅱ型预制舱、Ⅲ型预制舱，其尺寸详见表1所示。

常规钢结构预制舱的舱体围护系统由内向外结构为轻钢骨架支撑的空气层、保温层、外墙板饰面层，通过有效的固定式安装，构筑集保温节能、防火、耐久、美观等性能为一体的优良系统。新型预制舱采用GRC（Glass-fiber？Reinforced？C-ement）玻纤复合舱体结构，以耐碱玻璃纤维作增强材，硫铝酸盐低碱度水泥为胶结材并掺入适宜集料构成基材，具备一定的亲水性，使舱体自身成为一个具备一定环境调节能力的系统，可大大降低凝露发生的可能性材料易修复，可擦洗，维护及改装方便。

预制舱底座框架采用符合国标的高强度槽钢整体焊接成型，底座框架采用优质钢材，强度高，耐候性好，底座采用焊接后整体热镀锌处理工艺，户外使用寿命超过40年。侧壁及顶盖与底框通过钢结构框架焊接连接，保证刚强度。舱体侧壁及顶盖内预埋一定密度的钢筋网，提升电磁屏蔽性能。

四、预制舱二次设备组柜优化方案

1.前接线装置关键技术方案

前接线装置将原装置正面的人机接口面板移至装置接线侧，装置采用自动锁止结构。二次设备采用前接线装置，具有如下特点：前接线前操作，大幅度节约空间；前面板风格和操作方式完全兼容传统装置；前面板开门角度大于90。

2.二次屏柜尺寸选择方案

基于二次屏柜内端子排和功能元器件的减少、低功耗电子元器件的应用，目前主流采用三种尺寸的屏柜方案，如表2所示。

经过综合比较，为考虑接线空间宽裕、减少舱内屏柜布线压力[9]，推荐采用800mm（宽）×600mm尺寸，此方案柜体尺寸为常规方式，便于工程实施。

五、实际工程中的应用情况

本文以冀北地区承德东500kV智能变电站为实例讨论预制舱的配置，该站本期2台750MVA主变，远期4台750MVA主变，500kV出线本期2回，远期8回，220kV出现本期8回，远期16回。500kV场地配置3个II型预制舱，远景预留3个II型预制舱。

该工程二次设备采用“装配式+二次设备舱”布置方案，500kV预制舱配置方案采用了 “间隔层按串设置预制舱”方案，500kV二次设备按串配置预制舱，智能控制柜仍下放在配电装置场地内。在屏柜尺寸方面，该工程采用800mm×600mm尺寸的屏柜，且采用前接线，前显示装置，左侧走线槽空间比600mm×600mm屏柜、700mm×60mm屏柜更宽裕。

参考文献

[1]白晓民.智能电网建设与标准体系研究[J].电气时代.2011，No12；

[2]刘群.预制式二次设备在智能变电站中的应用研究[J]，电气开关.2013，No4；

[3]常康，薛峰，杨卫东.中国智能电网基本特征及技术进展评述[J].电力系统自动化，2014，10-15.

[4]宋璇坤，沈江，李敬如.新一代智能变电站概念设计[J].电力建设，2013，No6

[5]周文，李杰. 配送式预制舱智能变电站技术[J]. 技术与应用， 2013， 4：88–91

[6]刘群. 预制式二次设备在智能变电站中的应用研究[J]. 电气开关， 2014， 4：59–61

作者简介：周洁，（1989—），女，汉，硕士，电气一次评审中级师，研究电能质量以及电网项目评审方向。