110kV智能变电站模块化设计应用

林雨

摘 要：随着相关技术的进步和成熟，电力行业发展的理念和技术都在逐渐更新，越来越向着智能化和标准化迈进，不断突破传统发展模式的桎梏，为社会的现代化进步提供高效的动力和支持。110kV变电站的建设是较为繁复的过程，而且受各种条件的制约，变电站建设的效率较低。但是在集成技术的支持下，可以针对建设需求，实现各种预制式和模块化的设计过程，仅仅在现场完成组合安装操作，这对于变电站建设的成本和质量控制非常有益，也利于后期的维护。

关键词：110kV智能变电站;模块化设计;应用分析;优势

引言：

近些年，模块化设计在变电站建设中的应用越来越广泛，通常都是采取预制舱的模式，根据建设需求在工厂实现不同模块的环节，并且及时完成调试工作，在现场仅需要进行标准化的接线安装，极大地优化了整个变电站系统，避免了以往现场建设中的很多缺陷。本文简单概述了模块化设计的应用优势和特点，并且分析了其在110kV变电站建设中的应用以及未来的发展趋势。

一、模块化智能变电站的优势

相比较于传统的变电站模式，模块化设计有诸多优势，科学地降低了变电站系统的复杂度，对于系统的运行和维护都非常有利，一旦变电站系统发生状况，只需要针对某个模块进行更新维护即可，强化了变电站的可靠性。总体而言，这种全新的变电站主要由几项基本模块组成，比如中高压模块、主变压器模块等，再配合相应的辅助设备，就组成了完整的智能变电站。另外，各个模块会在专业化的工厂集中设计，并且进行制造和调试，然后在现场集中安装完成，便能够投入运行。

二、模块化智能变电站的特点

就整体的模块化结构而言，主要是应用于预制舱，基本可以划分为两个层面，一是集中二次设备的模块化舱体，二是智能化的组件柜，舱体类似于神经系统，包括很多核心的组件，可以实现控制和测量的功能，全面保护变电站的运行，而后者类似于身体部分，包含基础化的智能设备。借助于光电缆将二者连接起来，就形成了新型的变电站系统。总体而言，这样的模块化设计具有下述特点：

第一，应用插拔式的光电缆，并且将各种接口做标准化处理，科学把控光电缆的型号和数量，极大地缩减了现场安装的时间成本。第二，在舱体中设置了很多二次设备，都属于预制式的设备，提前完成生产和调试过程，配送到现场之后，可以直接实施配置和安装。第三，为了缩减变电站的建设周期，但现场开始接线施工时，工厂中也在同步制造和调试二次设备，不需要按顺序开展各个建设步骤，强化了新型变电站的建设效率[1]。

三、智能变电站模块化设计应用

（一）二次设备模块化

在以往的变电站系统中，电气设备往往需要在施工现场接线，而且调试工作也在现场完成，变电站建设的耗时较长，而且也容易发生人为失误。但是在模块化的系统中，二次设备完全实现了模块化，在专业化工厂完成生产和调试，现场不需要在进行繁复的接线安装，保障了变电站建设的效率[2]。总体而言，对于二次设备的模块化设计往往包括下述内容：

一是关于通信设备的设计，主要是光纤类的设备，以及变电站内部常规的一些设备，二是电源系统设计，包括的设备类型较多，比如直流或者交流电源、蓄电池等，三是间隔设备，主要是指电能表或者是保护与监测线路运行情况的装置，四是主变压器以及站控层的相关设备，以及一些辅助性的基础设备，比如各种警报系统、基础的检测和控制装置等。

（二）预制式光电缆

为了将各个独立的模块单元高效地连接起来，需要使用预制式的光电缆，并且采取标准化的连接方式，简化了接线和调试操作的工作量，而且也比较方便系统运行中的维修和养护。预制式的光电缆是模块化变电站系统的关键组成部分，比如在沈荡镇110kV变电站系统的建设中，就利用了这样的接线方式，控制柜和主变压器两者的连接就使用了预制的电缆，而整个变电站的连接采用预制的光缆，而且很多的光缆连接和调试内容是在规模化的工厂进行的，建设现场的施工中就节省了很多操作环节。同时，科学地规划了接线方式，非常合理地连接光缆，有效达到了内外部即插即用的接线目标。正是通过光缆的科学优化和布局，极大地减少了光缆的长度，而且以需要的劳动量和材料量都有所降低[3]。

（三）预制式母线

在以往的变电站系统中，经常会采取矩形母线的方式，这样的母线结构最大的缺陷就是，结构上的繁杂导致其无法全面支持到电动力的运行，再加上绝缘设计的问题，导致母线在使用中无法承受发热的影响，进而引发老化的状况，另外就是安装作业的过程非常繁琐，而且会消耗过长的周期，现场作业的人工成本不可控。所以，在模块化变电站中，往往会使用预制式的母线，而且采取全绝缘管保护的方式，经过这样的科学设计，可以降低发热对于母线的损耗，增加了母线的载流量，也有利于控制功率消耗，同时在工厂完成专业化生产，被输送到现场后就能够快速完成安装作业。这样新型的母线设计方式，不仅达到了全面绝缘的效果，而且整體设计较为美观，非常便于安装作业，运行中基本防范了老化的风险，可靠性非常高，对于成本控制和质量保障都较为有益[4]。

四、模块化智能变电站的展望

虽然新型的发展模式具有很大优势，但是由于认知理念和集成技术方面的缺失，限制当前模块化变电站系统的发展，比如很多厂家认为新型的模式与传统变电站之间的区别不大，仅仅表现集成设备与以及预制舱的模式方面，但是对于模块的设计与划分却较为忽视。正是基于模块化的方式，才实现了各种电气设备的优化和集成设计，为了配合这样的发展状况，相关厂家也需要强化软件方面的集成设计，逐渐更新模块化的功能和布局，达到最佳的集成设计目标，让模块化应用更为标准化，保障智能变电站系统的应用与发展。

五、结束语

综上所述，正是基于模块化的设计和应用，才促进了智能变电站的高效发展，将不同功能的单一模块进行连接安装，保障了现场建设的效率，有效防范了传统设计和建设中的很多风险和缺陷。另外，相关企业需要强化对于模块化发展的认知，全面理解模块化设计在电力系统中的应用价值，保障设计和生产的标准化和智能化。

参考文献：

[1]苏婷，李钧超.110kV户外模块化智能变电站二次系统设计及优化[J].电气自动化，2017（2）.

[2]沈毓，宋同，徐伟明.110kV智能变电站模块化设计应用[J].内蒙古电力技术，2017（2）.

[3]吕诗如，李勇.常宁110kV新一代智能变电站优化设计[J].湖南工业大学学报，2017（5）.

[4]张辰，黄儆醒，任凤琴，etal.宁夏地区110kV智能变电站模块化建设深化应用探讨[J].中国工程咨询，2017（7）：42-44.