智能变电站二次设备模块化设计技术

孙天财

摘 要：对于国家电网而言，为了更好地贯彻有关模块化二次设备设计技术规范，要在实际工作中重视经济性与科学性原则的遵循，提升安全性，保障技术的先进性，在根本上提升电气设备集成化水平。强化工作量最大化的同时，减少现场工作量，为工程建设质量的提高奠定基础，模块化二次设备对电厂生产技术水平的提升意义重大，同时，有效节省社会资源，为经济效益和社会效益的获取提供保障，有效降低成本支持。明确了二次设备设计方案，为智能变电站电气二次模块化设计提供了宝贵的依据。

关键词：智能变电站 二次设备模块化 设计技术

中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（b）-0059-02

在国家电网发展中，对变电站工程建设模式进行积极改变和创新，开展了智能变电站模块化建设。在这一模式中，提倡设计的标准化和模块化建设，以更好地增强电网建设能力。对于模块化设计而言，主要是实现对产品不同要素之间的组合，构建具有特殊功能的子系统，发挥其通用模块的作用，而后再与其他要素进行联合，形成新的系统类型，功能被扩大，性能被增加。在智能变电站二次设备中，主要涉及监控、保护、电源以及通信等。借助对智能变电站二次设备的模块化设计，突出原有屏柜布置的方式，发挥模块观念，对二次设备模块化建设进行不断创新。模块化二次设备需要在工厂内完成装配和调试，而后运至现场，有效提升了设备集成化水平，有利于推动工厂的规模化生产，降低现场工作量，建设品质和效率都得到大幅提升。

1 正確认识模块化二次设备的含义与划分原则

1.1 模块化二次设备的含义阐述

模块化二次设备的简称为模块，其主要构成包含预制柜体、功能单元、辅助设施等，能够满足特定功能的需要。其中，需要在工厂内完成的项目包含制作、配线以及调试。而后将其运输至工程现场，满足接口要求，就位安装于基础之上。在模块化的二次设备中，包含不同的功能单元，是整个模块的基本构成。在功能单元中，涉及项目较多，如保护、测控、网络分析仪、安防设备等。不同的功能单元在类型和数量上都进行相应的排列组合，保证满足不同电压等级、差异化规模变电站模块的需要。

1.2 对模块划分原则的明确

对于模块的划分，为了保证二次设备在工厂内最大限度地组装与调试，保证各个模块能够进行整体运输与安装，进入现场之后，只需要进行不同模块之间的联结与调试。借助这种方式能够有效应对传统现场中二次设备接线的巨大工作量，减缓施工周期压力，提升建设质量。在模块划分中，需要融入安全性、独立性、适应性、灵活性、通用性、先进性以及经济性的基本原则，保证各个部分之间相互协调。在二次设备功能划分的时候，需要立足模块进行布局。要保证不同模块具备清晰的服务对象，结合设备具体功能，完成子模块的明确，保证模块的完整性与独立性。对于变电站模块，要结合不同功能进行设置，包含通信模块、交直流电源模块等，需要充分考虑电站的建设规模和布置模式，对组合进行合理调整。针对典型的间隔层模块，需要结合电气一次接线形式，模块的设置可以依据母线段抑或是间隔。间隔层模块比较适合于就地布置，有利于电缆的节约，如果面对恶劣的环境，可以布置就地继电器室或者二次设备室。

2 系统介绍模块技术的基本要求

2.1 模块结构

模块机构形式需要满足一定的要求。结构类型为标准化的积木式机构，能够在标准的支持下，达到批量制造的目的，同时，有利于降低成本，提高经济效益，为整个模块设计提供更大的支持，便利性较为突出。对于模块的安装而言，需要立足特定的位置，进行合理组装，有利于现场施工的便利性，施工质量得到保障，同时，施工周期被缩短，对于加快施工进度意义重大。一般来讲，为了推广积木式结构模块，需要重视模块接口建设，强化标准化程度的提升，目的是保障不同模块之间能够进行高效的机械与电气的连接，也包含网络连接。对于模块机械拼接而言，主要涉及模块的安装和固定，另外，对于不同模块之间的接口位置，需要重视密封工作的到位。对于模块的电器拼接，主要是对模块之间的装置电源进行整合。模块网络拼接完成的是模块的现场总线整合。

2.2 对模块接口的分析

对于模块走线问题，需要高度重视。通常，模块对外接口设置在底部，目的是方便电缆进出。针对电缆敷设和排列，需要满足常规电缆敷设规定和要求。模块之间的拼接不可避免，因此，不提倡在模块侧面进行外部线缆接口的设置。在模块建设中，要高度重视预制光电缆功能的发挥。

2.3 对模块内部安全与走线的分析

对于模块内部设备的安装与走线，需要遵守布线方案的相关规定，避免随意性，保障线路的路径和铺设顺序的合理性，结合标准，构建布线方案。为了有效保障模块内布线的整洁性与美观性，做好电缆弯曲半径的测量工作，目的是保障线缆剩余长度收纳的合理性，保障模块内的线路呈现较为清晰的状态，方便线缆运行和维护。针对预制电缆插座，在进行布置的时候，为了保障连接器插座布置的合理性，要全面了解内外部环境特征，掌握之后才能进行布置，可以借助固定钢板实现，保障其处于面向柜门的位置。钢板上需要留孔，结合插座大小和数量进行操作。

3 全面介绍功能单元技术要求

3.1 通用要求分析

对于功能单元而言，需要具备合理性、完整性、独立性与互换性。对于合理性，主要是指模块内部单元布置需要具有合理性，突出功能单元的特征，保障设计的合理性。对于完整性，主要针对的是单元的全面性，实现功能单元与模块之间的匹配性。独立性考虑的是功能单元处理功能的自我控制，目的是有效减少对外界环境的依赖，避免过于依赖外界条件，防止出现功能重复现象。互换性关注的是不同单元之间的转化与变化。

3.2 安装与接口要求

对于功能单元的安装，需要对装置进行详细研究，立足模块本体，实现装置和标准件的安装，尽量减少紧固件的应用，目的是便于拆装。另外，也可以采取在线方式对功能单元进行更换。标准件需要在二次装置和模块之间进行机械和电气方面的连接。

4 模块布置要求

针对110kV的户外站，通常采用的是全站预制，设置好预制舱式二次组合设备。对于在110kV以上的户外站，在二次设备中能够看到交直流电源模块和通信模块。将蓄电池模块布置于蓄电池室；将间隔层模块布置在就地装配式建筑物，也可以选择在预制舱式二次组合设备中，而对于过程层模块，需要选择在智能控制柜。针对户内站，在二次设备室布置站控层模块、通信模块等。蓄电池位于蓄电池室。

5 结语

综上，结合智能变电站二次设备模块化设计，全面进行其技术指导原则的探讨，对划分原则、技术要求以及功能单元技术等进行了详细阐述，为二次设备模块化设计提供充分的依据。在模块模式的应用下，设备集成水平提升，有效减少现场工作量，对工程建设水平的提升意义重大。另外，促进社会资源的有效节约，降低成本投入，对智能变电站设计与建设具有巨大的指导作用。

参考文献

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