樊晟　施慧娟　宋鵬程

摘 要：針對(duì)老舊變電站原址改造工程的特點(diǎn)，施工作業(yè)場(chǎng)地小，運(yùn)行存在臨時(shí)過渡方案。為了能適應(yīng)這種實(shí)際工程情況，文章提出引用預(yù)制艙式二次組合設(shè)備的設(shè)計(jì)理念，取消設(shè)備艙，以整體的設(shè)備基礎(chǔ)框架，將二次屏柜組成一個(gè)一個(gè)模塊，在工廠內(nèi)完成模塊內(nèi)部線纜敷設(shè)、接線和調(diào)試工作。降低施工環(huán)節(jié)和臨時(shí)過渡運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約施工成本，縮短施工工期。

關(guān)鍵詞：變電站；二次組合設(shè)備；預(yù)制；模塊

1 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，上世紀(jì)80、90年代建設(shè)的變電站已逐漸不能滿足電網(wǎng)發(fā)展的要求，面臨著整體改造。根據(jù)國(guó)內(nèi)變電站整體改造的工程經(jīng)驗(yàn)，變電站整體改造時(shí)，有異地整體改造和原址整體改造兩種方案。

由于土地資源日益緊缺，變電站異地整體改造方案實(shí)施的可行性越來越小，老舊變電站改造工程中，往往會(huì)采用原址改造方案。江蘇省已建成的原址改造工程有張家港220kV沙洲變、南京220kV莫愁變等。

但變電站原址改造存在一定風(fēng)險(xiǎn)。如被改造的變電站地處于負(fù)荷密集地區(qū)，變電站所帶負(fù)荷無法全部轉(zhuǎn)移，需在改造期間，保留部分配電裝置需繼續(xù)運(yùn)行。以上提到的兩座變電站在改造期間均存在臨時(shí)過渡運(yùn)行方案。

因此，可能導(dǎo)致施工作業(yè)難度加大、場(chǎng)地受限、工期無法保證等問題。同時(shí)，對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行單位，在改造期間，由于臨時(shí)過渡運(yùn)行的情況，降低了供電可靠性，存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

在文獻(xiàn)[1]中，以工程實(shí)例分析，變電站按標(biāo)準(zhǔn)配送式設(shè)計(jì)，可有效縮短工期，提高了工程質(zhì)量。而老舊變電站進(jìn)行原址改造時(shí)，存在臨時(shí)過渡的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。二次設(shè)計(jì)方案如文獻(xiàn)[1]中所述，采用標(biāo)準(zhǔn)配送式技術(shù)，對(duì)提高工程建設(shè)速度和工程質(zhì)量有重要意義。

2 標(biāo)準(zhǔn)配送式二次技術(shù)簡(jiǎn)介

2013年，國(guó)家電網(wǎng)公司開展標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)，其目的是為了達(dá)到：“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化加工、裝配式建設(shè)”，全面提升電網(wǎng)建設(shè)能力。

標(biāo)準(zhǔn)配送式二次技術(shù)目前有三種技術(shù)：

（1）預(yù)制艙式二次組合設(shè)備。由預(yù)制式二次組合設(shè)備艙、艙體輔助設(shè)施、二次設(shè)備屏柜（或機(jī)架）、二次設(shè)備等組成，并在工廠內(nèi)完成相關(guān)配線、調(diào)試等工作；并作為一個(gè)整體運(yùn)輸至工程現(xiàn)場(chǎng)。

預(yù)制式二次組合設(shè)備艙采用集裝箱式構(gòu)造，可由1個(gè)或多個(gè)分艙體拼接而成、艙內(nèi)可根據(jù)需要配置消防、安防、暖通、照明、通信等輔助設(shè)施，其環(huán)境滿足變電站二次設(shè)備運(yùn)行條件及變電站運(yùn)行調(diào)試人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的要求。

（2）信息一體化及高級(jí)應(yīng)用。變電站構(gòu)建統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺(tái)，深度整合系統(tǒng)功能，集成保信子站、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能輔助系統(tǒng)后臺(tái)功能，實(shí)現(xiàn)全景數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，為高級(jí)功能應(yīng)用提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)源。

（3）二次設(shè)備“即插即用”。采用預(yù)制線纜實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備間的光纜、電纜標(biāo)準(zhǔn)化連接，提高二次線纜施工的工藝質(zhì)量和建設(shè)效率。

從以上三種技術(shù)的特點(diǎn)分析，預(yù)制艙式二次組合設(shè)備和二次設(shè)備“即插即用”這兩項(xiàng)技術(shù)可以提高工程安全和工藝質(zhì)量。對(duì)于原址改造的老舊變電站工程，可以提高工程二次部分的建設(shè)速度。

3 預(yù)制艙式二次組合設(shè)備技術(shù)應(yīng)用

3.1 預(yù)制艙式二次組合設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀

目前，在工程中已經(jīng)有應(yīng)用的預(yù)制艙式二次組合設(shè)備，根據(jù)已有工程設(shè)計(jì)情況，配置了40尺的二次設(shè)備艙，艙內(nèi)二次屏柜采用雙列布置，可布置約30面屏柜。對(duì)于中等規(guī)模的220kV變電站，考慮遠(yuǎn)景規(guī)模，僅需4個(gè)二次設(shè)備艙即可滿足要求。圖1為已應(yīng)用的預(yù)制艙式二次組合設(shè)備模型圖。

3.2 此項(xiàng)技術(shù)工程應(yīng)用的可行性分析

老舊變電站原址改造工程中，一般可利用的場(chǎng)地比較少。以江蘇張家港220kV沙洲變改造工程為例，原變電站占地面積為185×107米。改造時(shí)，拆除部分配電裝置，另保留部分配電裝置繼續(xù)運(yùn)行，拆除部分的面積為91.5×80米。改造建設(shè)部分的面積僅占原變電站占地面積的37%左右。

該變電站新建2棟配電裝置樓，3臺(tái)主變布置于2棟樓之間。整個(gè)新建部分布局緊湊。該變電站按遠(yuǎn)景規(guī)模，二次設(shè)備室布置了90面屏柜。

該站如采用預(yù)制艙式二次組合設(shè)備，需3個(gè)40尺的二次設(shè)備艙，至少占地13.3×7.5m。從上圖2明顯可知，新建的沙洲變電站內(nèi)無空余的位置布置這3個(gè)二次設(shè)備艙。

如為了布置設(shè)備艙，而調(diào)整總平面方案，需要總體考慮各電壓等級(jí)電氣設(shè)備布置，無功設(shè)備布置以及出線規(guī)劃。有可能需增加新建變電站的占地面積。且二次屏柜如組于預(yù)制艙內(nèi)，繼電保護(hù)小室將空閑出很大部分空間。

因此，在沙洲變工程中采用預(yù)制艙式二次設(shè)備技術(shù)可行性不高。

3.3 此項(xiàng)技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用方案

預(yù)制艙式二次組合設(shè)備就是將二次設(shè)備進(jìn)行有序組合，在工廠內(nèi)就完成艙內(nèi)設(shè)備的光/電纜敷設(shè)連接。換個(gè)角度來看，一個(gè)艙體就是一個(gè)模塊，施工現(xiàn)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)模塊化安裝。

對(duì)于沙洲變這種類型的工程，按半戶內(nèi)GIS配電裝置建設(shè)，我們可以考慮引用預(yù)制艙式二次組合設(shè)備設(shè)計(jì)理念，對(duì)于此類變電站，可取消設(shè)備艙，但二次設(shè)備依然進(jìn)行有序組合，以整體的設(shè)備基礎(chǔ)框架將有序組合的二次屏柜組成一個(gè)一個(gè)模塊，模塊內(nèi)屏柜之間的線纜通過基礎(chǔ)框架內(nèi)的橫向、豎向走線槽盒進(jìn)行線纜布線、收納，在廠內(nèi)完成線纜敷設(shè)、接線和調(diào)試工作。

可考慮二次設(shè)備組合模塊分配方案：模塊1為主變及公用二次組合設(shè)備，模塊內(nèi)布置服務(wù)器屏，遠(yuǎn)動(dòng)屏，時(shí)鐘同步系統(tǒng)屏，故障錄波屏，過程層交換機(jī)屏，主變電能表屏，保護(hù)測(cè)控屏等屏柜，完成全站監(jiān)視控制，保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量，故障錄波，同步對(duì)時(shí)等功能；模塊2為交直流電源二次組合設(shè)備，模塊內(nèi)布置交直流電源屏，輔控系統(tǒng)屏，通信屏等屏柜，完成全站交直流電源供電，安防、消防、視頻、環(huán)境監(jiān)視，對(duì)外通信等功能；模塊3為遠(yuǎn)期預(yù)留屏柜位置，工廠將模塊內(nèi)部光/電纜預(yù)留。

以上模塊組合方案，僅根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)粗略組合分配，具體分配方案還需結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行安排。下圖3為二次組合設(shè)備示意圖；圖4為模塊內(nèi)部走線示意圖。

預(yù)制式二次組合設(shè)備的應(yīng)用對(duì)原先零散的二次屏柜安裝進(jìn)行了優(yōu)化。假如常規(guī)站需施工單位安裝60面屏柜，采用二次組合設(shè)備僅需施工單位安裝3組二次設(shè)備。

且二次組合設(shè)備內(nèi)部接線全部由設(shè)備廠家在工廠內(nèi)完成。施工單位現(xiàn)場(chǎng)僅需對(duì)模塊外設(shè)備進(jìn)行連線。大大節(jié)約了安裝成本和安裝時(shí)間。

4 小結(jié)

靈活運(yùn)用國(guó)網(wǎng)公司“預(yù)制艙式二次組合設(shè)備”的標(biāo)準(zhǔn)配送式技術(shù)。在老舊變電站原址改造工程中，引用該項(xiàng)技術(shù)的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)二次保護(hù)、監(jiān)控設(shè)備模塊化安裝接線，滿足了“安全性、適用性、通用性、經(jīng)濟(jì)性”協(xié)調(diào)統(tǒng)一的要求。不僅降低施工環(huán)節(jié)和臨時(shí)過渡運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)，而且還節(jié)約施工成本，縮短施工工期。對(duì)于老舊變電站改造工程的建設(shè)，有著很實(shí)用的意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：樊晟（1981-），男，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電氣二次和調(diào)度自動(dòng)化方面的設(shè)計(jì)工作。