浅论二次设备模块化在220kV变电站中的应用

刘统

摘 要：随着国民经济发展，对电力的需求也急剧增加，变电站的投资也不断加大。再此情况下，传统的二次设备由于分散性造成二次设备现场接线、调试的工作量大，且需要在土建、一次等专业施工结束方能进场，导致建设工期的拖延。使用预制式二次组合设备，使工厂化、集成化程度更高，减少现场二次接线，同时还有效减少设计，施工、调试方面的工作量，简化后期维护，有效缩短建设周期。

关键词：220kV变电站；模块化；二次设备；预制舱

引言

目前国内新建220kV及以下变电站主要采用传统工艺，特别是二次设备集成方面以分散为主，需要现场大量的安装工作，模块化、标准化、集成化的程度极低。在这种情况下，容易由于现场施工方的良莠不齐造成工程周期的拖延。二次设备模块化、预制式可以避免该情况的发生，极大的节省生产周期。文章以鹤壁220kV浚县东变电站为例论述二次设备模块化在220kV变电站中的应用前景。

1 模块化优化方案

二次设备依据相近功能区域组合安装的原则可分为不同的功能模块。鹤壁220kV浚县东变电站结合一次设备布置，间隔层设备下放，就地采用预制式智能控制柜模块化布置方案，二次设备室采用预制舱组屏方案。

在设计过程中，将110kV设备的保护、测控等间隔层二次设备全部下放，采用预制舱模块化布置，为了实现智能站“即插即用”的模块化理念，可将间隔层设备、智能组件一体化融合，这样可以降低变电站的前期建设投资和后期运行维护费用。

220kV区配置1个预制式二次组合设备，集中布置主变和220kV侧保护、测控、计童、录波及直流柜等间隔层设备，共24面柜，选择II型舱体。

公用设备配置1个预制式二次组合设备，集中布置站控层设备及公用设备，共28面柜，选择III型舱体。

主变压器110kV侧：主变110kV侧合并单元智能终端合一装置A/B布置于本间隔预制式智能控制柜，布置于110kV配电装置。

110kV线路：110kV线路保护测控计量一体化装置+合并单元智能终端合一装置布置于本间隔预制式智能控制柜，布置于110kV配电装置区。

110kV母线：110kV母线保护+110kV公用测控装置+110kV母线合并单元智能终端合一装置A/B装置布置于母线PT间隔预制式智能控制柜布置于110kV配电装置区。

2 预制舱与外部设备连接方案

传统的二次设备接线大多采用“端子排和光纤配线箱”为主，利用控制电缆之间通过RS485端子压接和光纤头插接等方式接线，但这种接线存在接线端子裸露，受到外力容易破坏等缺点；而航空光电连接器具有密度高、体积小、长寿命、快速插拔等优势，本次采用航空光电连接器进行接线。

航空光电连接器能将线缆（光缆、电缆）与连接器可靠固定，同时能增强组件抗拉、抗拖拽性能；外部预制缆与箱体及箱体之间应带密封附件。材质应采用耐盐雾500h以上的铜合金镀镍产品。电缆、以太网口、光口均采用标准化的集中式连接器，可实现现场零接线，大大减少了现场投运时的工作量。

3 二次设备模块化布置与更新

采用智能终端和合并单元是智能变电站区别于常规站的重要标志，可以极大的减少了站内二次电缆接线，使信息传输网络化。汇控柜就地设置并根据现场设备实际需要，将接口面向相应间隔的互感器和开关设备；信息通过共用的对外端口经过程层向上传输。

在变电站的全寿命周期内，必然会存在二次设备更新改造的问题，本工程采用如下处理：二次汇控柜与底座采用螺栓卡槽连接，汇控柜至本体的电缆全数使用预置式航空插头。在二次设备更新时，只需要简单的解开航空插头，拆卸汇控柜，将新的接口对应的汇控柜放置、固定好，连上航空插头，整个安装过程就已经完成。

运输过程中以整个GIS间隔加上汇控柜模块化运输，到现场后整体安装于设计定位位置，可以大大节省工期。

4 预制舱的辅控系统

在预制舱入口处设置挂壁电话，预制舱底部铺设钢质地板，上覆盖防静电地板革并在箱体侧板采用双层隔温防火结构；箱体内部设置可提供空调、照明接入的预制线槽。箱壁夹层采用隔热保温材料与箱内配置冷暖空调及电暖器使箱体内部维持15～30℃的温度。设置1套视频监控系统，可同时监控箱内柜前及柜后和箱外四周，并能将监控画面实时上传至上一级调度中心。

5 模块的运输与安装

根据我国JTJ01-88《公路工程技术标准》和GB 6420-86《货运挂车系列型谱》的规定，设备与运输车辆总质量不得超过45t；在吊装过程中，应采用平衡梁吊装；预制舱与建筑物楼板之间通过焊接固定。

6 结束语

通过对鹤壁220kV浚县东变电站后期施工跟踪调查，采用预装式变电站比传统变电站施工周期节省了37%，二次设备采用预制舱比传统变电站二次设备安装节省了54%的时间，控制电缆长度节省了46%，达到了预期目的。

可见，采用模块化的二次设备在220kV及以下变电站的建设中极大提高了生产效率，对变电站的设计、物资采购和施工的标准化具有非常积极的意义，响应了国家电网“两型三新一化”的要求。

参考文献

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[2]罗临，孙琳.浅谈继电保护及故障信息管理系统框架结构[J].中国科技博览，2011（34）：360-361.