浅谈模块化设计在莫喀高铁中的应用

陈鹏宇 文路

摘 要：闡述了莫喀高铁电气模块化的设计意义和设计原则，介绍了设计内容和应用情况。

关键词：莫喀高铁;模块化;电气设计;

0 引言

模块化智能变电站以工厂化加工、现场简易安装的组合式电气设备为主要手段，能够有效节省现场二次接线，实现“即插即用”，在变电工程建设中优势明显。2006年，在达拉斯举办的IEEE电力展览会上，模块化变电站相关产品首次出现在大众的眼前。20世纪90年代在日本出现了整体模块化的66kV变电站。国内由于设计施工模式的局限，目前模块化设计还没有得到推广，仅电力行业目前在研究推进模块化设计。本文以莫喀高铁设计中模块化设计的现实运用为契机，向大家介绍电气模块化设计的意义和应用情况。

1 莫喀高铁设计过程中的模块化设计

莫斯科至喀山铁路，运行速度达400km/h，经过了七个俄罗斯联邦行政主体，建设区域具有明显的温和型大陆性气候：温暖的夏天、适度寒冷的冬天，但在最冷的一月，温度可达-20～-50℃。

电气交流区段牵引供电系统采用2×25kV交流制，AT（自耦变压器）供电方式。下面以牵引变电所为例简述模块化设计在莫喀高铁中的应用。新建牵引变电所引入两路独立220kV电源，牵引变压器固定备用并设置备用电源及主变自投装置，2×27.5kV侧采用单母线分段接线，馈线断路器采用上下行互备方式。按照俄罗斯的习惯，设备常采用模块式，包括220kV进线模块、27.5kV模块、20kV模块、6.6kV模块、自用电模块、生产房屋模块等。

2 模块化设计的意义

电气采用模块化设计和工艺的意义：有利于电气系统设计和专业分工;有利于提高设计效率和质量;有利于各系统和部件之间的相互接口设计，统一标准规范;有利于并行施工，在厂里预制好，现场快速装配调试，有效缩短施工周期;降低认为不确定因素发生率，有利于保证施工质量和精度。另外外观也是相对于传统设计优势所在。

3 模块化设计的原则

一次、二次设备的划分以功能为导向，突出变电所设施功能定位，实现安全可靠、技术先进、节地节资。

以该牵引变电所为例，一次、二次设备依据各模块的功能及组装方式可分为2*27.5kV模块、20kV模块、6.6kV模块、自用电模块、生产房屋模块、通信模块、柴油发电机模块，完全实现工厂化预制、模块化安装。模块化设备具备电气功能性的同时，也具有美观、方便、节约占地，便于安装维护等优点。

二次设备室内的模块化二次组合设备于厂内按模块功能分别组屏后，将功能相关的屏安装于预制基础槽钢上。在厂内完成屏柜内配线，并完成功能模块的二次系统调试工作。在工厂生产的过程中，在预制槽钢的下方预制二次电缆/光缆槽盒，每个屏的下方预留好对外槽盒的接口，模块内屏与屏之间的接线在厂内连接完成。待二次屏就位后，在现场用预制的二次设备室槽盒与现有的预制槽盒连通，进行外接电缆/光缆的敷设。

4 结论

随着日益激烈的高铁市场竞争，模块化已成为企业竞争的必备技术。模块化设计师解决企业产品标准化、通用化的可行方案，可大大缩短研发周期、降低生产管理成本。

参考文献：

[1]万伟伟 秦建辉 焦毕 邓京 【J】地铁牵引系统产品的模块化设计 2017

[2]亢树宇 【J】浅析城轨客车电气模块化设计与工艺

[3]郭放 【J】新型三组合模式HGIS变电站二次设备模块化设计方法

[4]https：//www.elp.com/articles/print/volume-82/issue-5/departments/transmission-distribution/modular-substations-breaking-the-industry-mold.html