秦媛媛

摘要：模塊化變電站是一種變電站建設(shè)的新模式，按功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，工廠化生產(chǎn)，將各個(gè)功能模塊運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的接線和聯(lián)調(diào)即可。模塊的劃分合理，接口靈活，建設(shè)規(guī)模的變化只引起模塊的簡(jiǎn)單增減，各個(gè)模塊應(yīng)能獨(dú)立完成相應(yīng)的功能，安全性、通用性高。體現(xiàn)了“安全性、獨(dú)立性、適應(yīng)性、靈活性、通用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性”相協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則。

關(guān)鍵詞：模塊化;智能變電站;二次設(shè)備

引言：

新一代智能變電站以“系統(tǒng)高度集成、結(jié)構(gòu)布局合理、裝備先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保、支撐調(diào)控一體”為目標(biāo)，以功能需求為導(dǎo)向，這必然要求變電站建設(shè)推出一種新型的建設(shè)模式，以達(dá)到上述目標(biāo)，即智能變電站模塊化建設(shè)。本文主要研究二次設(shè)備模塊化。

1? 二次設(shè)備室采用模塊化組柜

二次設(shè)備室模塊劃分與屏柜布置根據(jù)變電站二次設(shè)備不同功能，按照相近功能區(qū)域組合安裝的理念，將二次設(shè)備物理上分為不同的功能模塊。每個(gè)模塊由3面～5面屏體組成。每一模塊屏體數(shù)量較少，施工工藝難度不大，且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工空間沒有要求，屏柜運(yùn)輸、安裝較為方便。二次設(shè)備室二次設(shè)備按功能的理念可分為一體化監(jiān)控模塊、全站監(jiān)測(cè)模塊、一體化電源模塊、通信模塊、站域保護(hù)及公用接口模塊等。一體化監(jiān)控模塊：主要包括站內(nèi)各種服務(wù)器、通訊網(wǎng)關(guān)機(jī)等設(shè)備。全站監(jiān)測(cè)模塊：主要包括智能輔助系統(tǒng)控制柜、對(duì)時(shí)系統(tǒng)屏、故障錄波器柜、主變消防控制屏等。一體化電源模塊：主要包括交流電源、直流電源、通信電源、UPS電源等。站域保護(hù)及公用接口設(shè)備模塊：主要包括站域控制保護(hù)柜、站控層公用測(cè)控柜、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備柜等設(shè)備。通信模塊：主要包括調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)屏及通信專業(yè)相關(guān)屏位等。

2 二次設(shè)備集成工程概況

國(guó)家電網(wǎng)公司海北500kV智能化變電站遠(yuǎn)期10回歸線，安裝2組主變壓器，每組主要變壓器壓側(cè)各裝設(shè)有2組低壓電抗器，500kV設(shè)2個(gè)繼電器小室。按照遠(yuǎn)期分段可以分為兩側(cè)設(shè)置，主變可以設(shè)置一個(gè)小的電器小室，主要控制設(shè)置通信室，分為計(jì)算機(jī)室和控制室兩種。二次設(shè)備配置主要是變電站全站的三層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)站控制，網(wǎng)絡(luò)層面主要可以采用100M以太網(wǎng)進(jìn)行控制，然后采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信規(guī)定。每一個(gè)系統(tǒng)之間都要實(shí)現(xiàn)非常完全的操作，保護(hù)好這種方式，計(jì)量上要采用網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行計(jì)算，二次設(shè)備主要是互感器和合并單元布置保護(hù)方式，還要利用智能化終端設(shè)置方式，測(cè)控裝置獨(dú)立進(jìn)行配置，配置斷路器可以設(shè)計(jì)氣體密度，使用避雷器和對(duì)主變壓器色譜進(jìn)行檢測(cè)裝置。

1、互感器選擇方式

隨著光纖技術(shù)和光電子學(xué)原理的研究和發(fā)展，各種光學(xué)原理和電子互感器快速發(fā)展，和常規(guī)的電磁式互感器相互比較，可以對(duì)電子互感器進(jìn)行詮釋，對(duì)體積非常小的絕緣體結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，和企業(yè)設(shè)置要進(jìn)行相互結(jié)合。電子數(shù)字量要進(jìn)行二次網(wǎng)絡(luò)化輸出，如果沒有二次輸出會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)，不能切斷高壓和測(cè)量一定范圍，要對(duì)常規(guī)電流和電壓進(jìn)行相互比較，對(duì)實(shí)際運(yùn)行的電子式要進(jìn)行相互的完善，合理解決好問題，如果出現(xiàn)問題會(huì)直接影響到變電站的可靠性運(yùn)行。經(jīng)過對(duì)運(yùn)行智能變電站分析，可以很好地對(duì)互感器進(jìn)行分析，電子采集器故障要對(duì)電子故障進(jìn)行類型的比例調(diào)整，還要對(duì)電子互感器進(jìn)行分析，同時(shí)還要對(duì)電子互感器存在問題進(jìn)行振動(dòng)分析，電磁兼容問題要進(jìn)行精度分析。

2、站用直流系統(tǒng)整合

將通信直流系統(tǒng)與站用直流系統(tǒng)進(jìn)行整合，取消通信專用蓄電池組，通信設(shè)備通過采用雙套DC/DC變換裝置分別從兩段操作直流系統(tǒng)母線取電源。提出這種整合方案的原因如下：站用設(shè)備和通信設(shè)備的供電電壓可保持不變，站用直流系統(tǒng)和通信直流系統(tǒng)的蓄電池供電時(shí)間是根據(jù)故障修復(fù)時(shí)間而確定的，所以蓄電池供電時(shí)間可統(tǒng)一到站用直流系統(tǒng)的蓄電池供電時(shí)間。直流變換器可采用隔離型高頻開關(guān)變換器，此變換器滿足通信電源正極接地要求且對(duì)站用直流系統(tǒng)不影響，站用設(shè)備與通信設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)相當(dāng)接近，都由大規(guī)模集成電路構(gòu)成，對(duì)供電質(zhì)量有相同的要求，高頻開關(guān)變換器的應(yīng)用大大提高站用直流系統(tǒng)的供電質(zhì)量，且減少了其開停對(duì)系統(tǒng)的沖擊，另直流變換器輸入容限較寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，輸出變化較小，對(duì)通信設(shè)備供電影響非常有限。某變電站站用直流電源額定電壓采用110V，通信電源額定電壓-48V。蓄電池容量根據(jù)二次設(shè)備2小時(shí)事故放電時(shí)間、通信設(shè)備4小時(shí)事故放電時(shí)間計(jì)算。因此該變電站設(shè)置了2組隔離型高頻開關(guān)DC/DC變換器，且每組DC/DC變換器模塊按+1配置，而模塊容量的選擇充分考慮了運(yùn)行的安全可靠性。2組DC/DC變換器輸入分別引自站用直流系統(tǒng)的不同母線。通信部分則配置2面獨(dú)立的通信直流配電屏，用于2段-48V直流母線的配電。

3、一體化信息平臺(tái)

就現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)而言，未來(lái)的一體化信息平臺(tái)即是一體化監(jiān)控平臺(tái)和保信子站、智能輔助系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間的整合，從而實(shí)現(xiàn)全景數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。目前一體化監(jiān)控平臺(tái)的技術(shù)現(xiàn)狀是：明確提出其概念和功能，但在實(shí)際工程中受制于技術(shù)和管理尤其是安全分區(qū)管理方面的因素。值得期待的是國(guó)網(wǎng)自動(dòng)化處關(guān)于二次安全分區(qū)的原則已經(jīng)在制定中，這對(duì)后續(xù)的工程具有重要的指導(dǎo)意義。通過二次安全分區(qū)的調(diào)整，將智能輔助系統(tǒng)信息和站內(nèi)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息進(jìn)行升區(qū)處理來(lái)使一體化監(jiān)控平臺(tái)整合相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全景數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。按照應(yīng)用類別一體化監(jiān)控平臺(tái)應(yīng)用功能可分為5類：運(yùn)行監(jiān)視類應(yīng)用、操作與控制類應(yīng)用、信息綜合分析與智能告警類應(yīng)用、運(yùn)行管理類應(yīng)用、輔助應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)：

模塊化變電站是落實(shí)“兩型一化”變電站建設(shè)思想的具體化措施，可減少變電站的占地和建筑面積、壓縮附屬設(shè)施，以利于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。嚴(yán)格貫徹“安全可靠，經(jīng)濟(jì)適用，符合國(guó)情”的電力建設(shè)方針，在保證安全可靠的前提下，可大大縮短工程施工周期，提升工作效率，控制工程造價(jià)，有著不容忽視的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家電網(wǎng)公司.Q/GDW 11152-2014 智能變電站模塊化建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則[S]..

[2]張冰松.模塊化變電站工程的精細(xì)化管理[J].電力與能源，2011， 32（6）：522-523.

（葫蘆島市電力工程勘察設(shè)計(jì)有限公司）