时间：2023-06-02 15:19:34
序论：在您撰写变电站模块化建设时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
中图分类号：TM63 文献标识码：A
12000年后，35kV、10kV的开关设备开始分别在工厂安装在预制箱体内，实现了变电站模块化的第二阶段即35kV变电站的两侧箱式阶段，实现了局部模块化，箱体内仍选用常规开关柜，体积大、运输和吊装不便、操作走廊小、维护不便等问题仍然存在。
2006年开始提出全封闭、全绝缘的模块化变电站思路。高压开关选用封闭式组合电器，进出线用拔插式电缆接头连接，中压设备及二次设备都在预装式箱体内，在工厂内完成设计、制造、安装和内部电气接线，出厂前整组调试合格后再通过现场整体调试即可完成变电站的建设，这样形成了变电站模块化的第二阶段即66～110kV模块化变电站阶段。
2011年实现了35kV变电站除主变压器放置户外，其它所有设备箱式化，并且各模块在设计中可以进行整合。各模块分别在工厂内预制、调试完成，现场安装时只需将一二次电缆简单连接即可完成变电站建设，这样实现变电站模块化的第四阶段即35kV箱式模块化变电站。
2模块化变电站总体概述
模块化变电站提出了一种变电站建设的新模式，它可将变电站划分为高压开关、主变压器、中压开关、综合自动化、中压配套设备五个主要功能模块。
高压开关功能模块为进出线采用拔插式电缆接头连接的气体绝缘封闭式组合电器；主变压器模块的变压器高压进线采用拔插式电缆接头结构，中压出线采用多股电缆或全绝缘封闭母线桥架方式；中压开关模块内采用一体化预装式开关室或户外绝缘全封闭组合电器；综合自动化模块采用一体化预装式控制室；中压配套装置模块包括无功补偿装置、接地变压器、消弧线圈等配套设备。中压开关柜、综合自动化、中压配套设备等模块中的主要设备均安装在非金属箱体。
以上各功能模块在工厂中预制并调试完成，现场安装时只需将高压开关、主变压器、中压开关及中压配套设备等模块采用一次电缆进行连接，综合自动化模块与其它模块采用二次电缆及通讯线路进行连接，最后进行整体调试即可完成变电站的建设。
3模块化变电站的技术特点
高压开关模块。110kV及以上电压等的各种封闭式组合电器可以作为高压进出线模块的基础，此类设备集成化程度高，可配置电压互感器、电流互感器、避雷器等多种设备。如果进出线采用工厂预制的整体式电缆套管及可插拔式电缆插接头将更能体现模块化的特点，可更方便于安装及运行中的维护。
变压器模块。主变压器仍采用户外常规布置，为了减少现场接线工作量，变压器模块需要对变压器的进出线端子进行改进，一次侧采用可拔插的电缆附件或油气套管与进线模块相连，二次侧可以考虑电缆或架空两种出线方式，但需采取绝缘封闭措施。
中压开关模块。35kV及10kV进出线模块有两种模式：拼装式和户外箱式。拼装式最初是采用常规的手车式或固定式户内开关柜，由于常规开关柜体积大而造成整体模块的体积庞大，运输、吊装困难，箱体内的维护通道也比较狭窄，厂家和用户都感到不便；近几年来，进出线模块开始采用以永磁机构真空开关为基础的紧凑型开关柜或气体绝缘封闭式开关柜，由于体积小、重量轻、维护少、吊装和运输方便等优点，提高了这种模式的可行性，已应用于35kV及110kV变电站。这种模式将以上类型的开关柜拼装到一个预制的箱体内，箱体采用覆铝锌板等双层金属材料或金邦板等非金属材料，中间填充隔热材料，同时箱体内设计合理的通风系统，并且安装空调设备，使箱体具有防潮、隔热、防凝露等性能。另一种模式是户外共箱式，将开关设备装在充气箱体内，电缆接头作为进出线连接，并兼隔离断口功能，外边再加防护壳体。这种模式相当于使用35kV户外型封闭式组合电器或10kV户外环网柜。这些设备结构紧凑，体积小，维护少，布局简捷，使变电站的建设和运行更加简化，工厂化特点更加突出，其实现的技术关键点主要有两个，一是开关设备的免维护，二是大电流参数的电缆接头。由于35kV电压等级较少有户外型封闭式组合电器产品，模块化变电站的中压进出线模块主要采用的仍是拼装式。
4变电站的技术经济比较
综合自动化模块。综合自动化模块主要包括变电站综合自动化系统、交直流电源设备、通信系统设备、图像监控设备、故障录波设备及微机五防设备等。其中35kV及10kV保护设备在一体化预装式开关室中分散安装，其余部分放置在一体化预装式控制室内。
中压配套装置模块。无功补偿和消弧线圈可以敞开式布置加顶罩，也可采用户内成套设备安装在箱体内，小容量变电站也可与出线模块合并为一个模；接地变压器、站用变均采用干式电气设备放置于箱体内。
其余辅助设备。辅助设备中包括变电站消防系统、防雷及接地系统、照明系统、采暖系统、排水系统等。
5模块化变电站与35kV常规变电站的技术经济比较
主变压器：变电站最终建设2台三相双绕组自冷式全密封有载调压变压器，容量为5000kVA，电压等级为35/10.5kV。
35kV侧：主变压器进线2回，采用单母分段线接线，进出线4回，本期1回，配电装置按31.5kA短路电流水平设计。
310kV侧：主变压器进线2回，采用单母分段线接线，出线8回，本期4回，配电装置按25kA短路电流水平设计。
6无功补偿：配置1组600+600=1200kvar无功补偿并联电容器组。
从以上比较数据可知，模块化变电站整体投资与常规户内站相当，略高于全户外建站方式。由于采用了小型化开关柜（充气柜及永磁操动机构）设备费高于常规建站方式，但在土建筑工程费（地基、围墙、场平、电缆沟道等）、安装工程费（电气一、二次设备安装、接地等）及其它费用（征地、人工、管理费等）节省了大量费用，由此可见，采用模块化变电站不仅可提高设备的整体运行性能，而且能大量的节省占地面积，简化了建设步骤，减少了现场施工量，缩短了施工周期，为工程尽早送电，创造了必要条件。
2000年后，35kV、10kV的开关设备开始分别在工厂安装在预制箱体内，实现了变电站模块化的第二阶段即35kV变电站的两侧箱式阶段，实现了局部模块化，箱体内仍选用常规开关柜，体积大、运输和吊装不便、操作走廊小、维护不便等问题仍然存在。
2006年开始提出全封闭、全绝缘的模块化变电站思路。高压开关选用封闭式组合电器，进出线用拔插式电缆接头连接，中压设备及二次设备都在预装式箱体内，在工厂内完成设计、制造、安装和内部电气接线，出厂前整组调试合格后再通过现场整体调试即可完成变电站的建设，这样形成了变电站模块化的第二阶段即66～110kV模块化变电站阶段。
2011年实现了35kV变电站除主变压器放置户外，其它所有设备箱式化，并且各模块在设计中可以进行整合。各模块分别在工厂内预制、调试完成，现场安装时只需将一二次电缆简单连接即可完成变电站建设，这样实现变电站模块化的第四阶段即35kV箱式模块化变电站。
模块化变电站总体概述
模块化变电站提出了一种变电站建设的新模式，它可将变电站划分为高压开关、主变压器、中压开关、综合自动化、中压配套设备五个主要功能模块。
高压开关功能模块为进出线采用拔插式电缆接头连接的气体绝缘封闭式组合电器；主变压器模块的变压器高压进线采用拔插式电缆接头结构，中压出线采用多股电缆或全绝缘封闭母线桥架方式；中压开关模块内采用一体化预装式开关室或户外绝缘全封闭组合电器；综合自动化模块采用一体化预装式控制室；中压配套装置模块包括无功补偿装置、接地变压器、消弧线圈等配套设备。中压开关柜、综合自动化、中压配套设备等模块中的主要设备均安装在非金属箱体。
以上各功能模块在工厂中预制并调试完成，现场安装时只需将高压开关、主变压器、中压开关及中压配套设备等模块采用一次电缆进行连接，综合自动化模块与其它模块采用二次电缆及通讯线路进行连接，最后进行整体调试即可完成变电站的建设。
模块化变电站的技术特点
高压开关模块。110kV及以上电压等的各种封闭式组合电器可以作为高压进出线模块的基础，此类设备集成化程度高，可配置电压互感器、电流互感器、避雷器等多种设备。如果进出线采用工厂预制的整体式电缆套管及可插拔式电缆插接头将更能体现模块化的特点，可更方便于安装及运行中的维护。
变压器模块。主变压器仍采用户外常规布置，为了减少现场接线工作量，变压器模块需要对变压器的进出线端子进行改进，一次侧采用可拔插的电缆附件或油气套管与进线模块相连，二次侧可以考虑电缆或架空两种出线方式，但需采取绝缘封闭措施。
中压开关模块。35kV及10kV进出线模块有两种模式：拼装式和户外箱式。拼装式最初是采用常规的手车式或固定式户内开关柜，由于常规开关柜体积大而造成整体模块的体积庞大，运输、吊装困难，箱体内的维护通道也比较狭窄，厂家和用户都感到不便；近几年来，进出线模块开始采用以永磁机构真空开关为基础的紧凑型开关柜或气体绝缘封闭式开关柜，由于体积小、重量轻、维护少、吊装和运输方便等优点，提高了这种模式的可行性，已应用于35kV及110kV变电站。这种模式将以上类型的开关柜拼装到一个预制的箱体内，箱体采用覆铝锌板等双层金属材料或金邦板等非金属材料，中间填充隔热材料，同时箱体内设计合理的通风系统，并且安装空调设备，使箱体具有防潮、隔热、防凝露等性能。另一种模式是户外共箱式，将开关设备装在充气箱体内，电缆接头作为进出线连接，并兼隔离断口功能，外边再加防护壳体。这种模式相当于使用35kV户外型封闭式组合电器或10kV户外环网柜。这些设备结构紧凑，体积小，维护少，布局简捷，使变电站的建设和运行更加简化，工厂化特点更加突出，其实现的技术关键点主要有两个，一是开关设备的免维护，二是大电流参数的电缆接头。由于35kV电压等级较少有户外型封闭式组合电器产品，模块化变电站的中压进出线模块主要采用的仍是拼装式。
变电站的技术经济比较
综合自动化模块。综合自动化模块主要包括变电站综合自动化系统、交直流电源设备、通信系统设备、图像监控设备、故障录波设备及微机五防设备等。其中35kV及10kV保护设备在一体化预装式开关室中分散安装，其余部分放置在一体化预装式控制室内。
中压配套装置模块。无功补偿和消弧线圈可以敞开式布置加顶罩，也可采用户内成套设备安装在箱体内，小容量变电站也可与出线模块合并为一个模；接地变压器、站用变均采用干式电气设备放置于箱体内。
其余辅助设备。辅助设备中包括变电站消防系统、防雷及接地系统、照明系统、采暖系统、排水系统等。
模块化变电站与35kV常规变电站的技术经济比较
主变压器：变电站最终建设2台三相双绕组自冷式全密封有载调压变压器，容量为5000kVA，电压等级为35/10.5kV。
35kV侧：主变压器进线2回，采用单母分段线接线，进出线4回，本期1回，配电装置按31.5kA短路电流水平设计。
310kV侧：主变压器进线2回，采用单母分段线接线，出线8回，本期4回，配电装置按25kA短路电流水平设计。
无功补偿：配置1组600+600=1200kvar无功补偿并联电容器组。
从以上比较数据可知，模块化变电站整体投资与常规户内站相当，略高于全户外建站方式。由于采用了小型化开关柜（充气柜及永磁操动机构）设备费高于常规建站方式，但在土建筑工程费（地基、围墙、场平、电缆沟道等）、安装工程费（电气一、二次设备安装、接地等）及其它费用（征地、人工、管理费等）节省了大量费用，由此可见，采用模块化变电站不仅可提高设备的整体运行性能，而且能大量的节省占地面积，简化了建设步骤，减少了现场施工量，缩短了施工周期，为工程尽早送电，创造了必要条件。
【关键词】模块化 智能变电站 运用
1 模块化在变电站中的发展历程
在变电站发展过程中，模块化技术在90年代末开始发展。我国部分厂家开始在预制箱体内，安装二次装置、10kv开关设备，其他设备仍然常规布置，即模块化技术在变电站运用的第一阶段，称为10kv箱式变电站。因大多采用常规开关柜，因体积较大，使得箱体的操作走廊变小，安全性不高，维护、吊装极为不便，且影响整体运输。选择金属材料制作外层钢板，影响了箱体防潮和保温。
从2000年开始，10kv开关设备和35kv开关设备逐渐在预制箱体内安装，即模块化技术在变电站中运用的第二阶段，称为两侧箱式阶段，进而实现局部模块化。但是，箱体内仍然选择常规开关柜，使得箱体的操作走廊变小，安全性不高，维护、吊装极为不便，且影响整体运输。
在2006年，开始进入全绝缘和全封闭状态，使用高压开关和封闭式组合电器方式，通过拔插方式，连接进出线的电缆接头，二次设备、中压设备均在预制箱体内安装。在工厂内，即完成了安装、设计、制造，在出厂之前，通过整组调试和现场调试，完成变电站建设。
在2011年，对于35kv变电站，实现在户外放置主变压器，实现设备箱式化，在设计阶段，即整合各模块，待调试完成后，在现场安装时，通过一次电缆和二次电缆，就能完成变电站建设。至此，模块化技术在变电站的运用，进入了第四阶段。
2 模块化变电站概述
针对模块化变电站，是变电站建设的创新模式，由主变压器、高压开关、中压开关、中压配套设备与综合自动化等五个功能模块，构成智能变电站。
主变压器，是通过拔插方式，连接高压进线电缆接头，通过全封闭、多股电缆的母线桥架，连接中压出线。
高压开关，在进出线选择拔插方式，通过气体绝缘封闭方式，连接组合电器。
中压开关，是选择一体化预装式组合电器。
中压配套设备，主要包含消弧线圈、接地变压器与无功补偿装置。
综合自动化，是选择一体化预装式的控制室。
在工厂中，上述五种功能模块均预先调试完成，在现场安装时，秩序选择一次电缆，连接变压器、开关和配套设备，综合自动化选择通讯线路、电缆连接，最后通过整体调试，就能实现变电站建设。
3 模块化变电站的技术特点分析
3.1 高压开关模块
针对110kv电压的封闭式组合电器，可将其作为进出线模块基础，该设备集成化程度较高，能够配置避雷、电流互感、电压互感等设备。若进出线选择工厂预制方式，可选择拔插方式、电缆套管等方式，连接电缆插头，实现模块化，以便于安装维护和运行稳定。
3.2 变压器模块
针对主变压器，可选择户外常规布置，以降低现场接线量，同时需要改进变压器进线端子和出线端子，在一次侧，可选择拔插油气套管、电缆附件，连接进线模块。在二次侧，可选择架空、电缆出线方式采用绝缘封闭方式。
3.3 中压开关模块
针对10kv进出线、35kv进出线，有户外箱式、拼装式两种方式。在固定式开关柜、手车式开关柜中，拼装式较为常用，然而因常规开关柜的体积极大，增加了整体模块体积，提高了吊装和运输难度，使得箱体维护通道变窄，用户、厂家也十分不便。在近几年来，永磁真空开关运用较多，大多选择气体绝缘封闭、紧凑型开关柜，因重量较轻，体积较好，吊装运输极为方便，提高了模式可行性，在110kv、35kv变电站中应用较多。该类模式的在一个预制箱体内安装开关柜，选择双层金属材料、铝锌板制作箱体。采用隔热材料充填中间部分，箱体内设置通风系统，安装有空调设备，具有良好的隔热防潮功能。同时，户外共箱式是另外一种模式，在充气箱体中设置开关设备，将电缆接头连接进出线，可隔断端口功能，通过防护壳体，该模式效果等同于10kv户外环网柜、35kv户外组合电器，因设备体积较小，结构较为紧凑，布局十分简洁，促进了变电站建设、运行的简易化。
4 变电站技术性和经济性对比
4.1 综合自动化模块
针对综合自动化模块，包含了交直流电源、故障录波、图像监控、综合自动化、通信系统、维护等设备，10kv保护设备、35kv均在一体化预装式的开关室内分散安装，其他在一体化控制内分散安装。
4.2 中压配套装置模块
针对消弧线圈、无功补偿，可选择敞开式顶罩方式，或选择户内成套城北。针对小容量变电站，和出线模块共同合并一个模块。针对接地变压器，可选择干式电气设备，在箱体内放置。
4.3 其他辅助设备
主要包含照明、采暖、防雷、接地、排水、消防等系统。
5 模块化变电站和35kv常规变电站对比
5.1 主变压器
对于变电站的最终建设，可选择两台三相双绕的自冷式方式，使调压变压器绝缘密封，容量设置为5000kva，设置电压为35/10.5kv等级。
5.2 35kv侧
针对主变压器，设置进线两回，选择单母分段线接线。设置进出线四回和本期一回，可设置31.5ka电流配电装置。
5.3 310kv侧
对于主变压器进线两回，选择单母分段线接线，设置出现八回和本期四回，可设置25ka电流配电装置。
5.4 无功补偿
可设置一组1200kvar的无功补偿并联电容器组。
通过上述数据可以看出，模块化智能变电站和常规变电站相比，整体投资基本相当，稍高于户外建站方式。因选择小型开关柜，其设备费用比常规建站要高。然而，在变电站建设工程费用、安装费用、其他费用中，能够节省大量费用。因此，选择模块化变电站，可有效提升设备整体运行效能，节约变电站占地面积，促使建设步骤简化，降低工程现场施工量，加快施工速度，为工程尽早送电创造条件。
6 结束语
综上所述，模块化技术在智能变电站中的运用，转变了传统变电站建站模式，提高了变电站技术含量，降低了资源小孩，减少了环境污染，实现了过程精细化。近些年来，随着我国电力事业日益发展，按照模块化智能变电站的特点，在农网建设、城网终端改造方面，将会得到更广泛运用。对于设备绝缘要求高、地势和负荷较大，尤其的高原地区，模块化技术具有广泛应用前景。
参考文献
[1]樊陈，倪益民，窦仁晖等.智能变电站顺序控制功能模块化设计[J].电力系统自动化，2012，36（17）：67-71.
[2]苏麟，石慧，王爱民等.预制光缆在智能变电站应用技术研究[J].中国电业（技术版），2014，（9）：64-67.
[3]余盛超，陈文军，司海建等.模块化变电站建设及运维过程分析[J].中国电业（技术版），2014，（7）：63-65.
作者简介
宋丽娜（1975-），女，现为许继电气股份有限公司工程师，从事电力系统继电保护工程设计工作。
关键词：程序模块化；变电站建造；土建方案；电气方案
中图分类号： F407 文献标识码： A
一、引言
变电站采用模块化装配结构建筑模式，通过工厂生产预制，现场装配安装两大阶段来建设变电站，这种建设方式大大减少了变电站的占地面积，大幅缩减建设工期。随着程序模块化装配式变电站在浙江，安徽等变电站的试点成功，国内外出现了许多变电站建设的模块化产品，表明这种模块化装配式变电站将会成为今后变电站建设的主流模式。
二、传统变电站的建造方案
1、 户外型变电站
传统户外型变电站模式的高压开关设备采用户外布置形式，变压器放置在户外， 10kV设备采用户内开关柜形式布置在开关室中，各电气设备采用露天连接方式，即设备之间采用导线或母线端子排，利用户外构支架支撑进行连接。由于高压设备及其连接直接暴露在户外，对环境及绝缘配合的要求较高，变电站通常构架高耸，高压线复杂，电力设施的体积和间距较大，占用土地较多，与周边环境不相协调，建设点选置比较困难。
2、户内型变电站
为了解决与土地和环境的矛盾，出现了户内型变电站，其电气设备全部或部分安装在户内。其高压设备多选用气体绝缘封闭式设备（GIS），各电气设备之间的连接多采用电缆方式。户内型变电站需要现房建设，且安装、调试工作量较大，施工周期长，总体造价约比户外变电站高出1倍，适用于土地紧张的城市中心区域。
3、地下或半地下型变电站
这种模式接近户内型变电站，只是将所有电气设备全部或部分安装在地面以下，更为有效地节省了土地面积，但是这种模式的变电站建设及维护运行费用高，只适用于土地资源更为紧缺的发达城市。
以上变电站模式各有优劣，适用于不同场所，但均是设备分散运抵现场后，再进行安装调试的建设方式。从变电站可研立项到竣工投运，每一个变电站都需经过设计、招标、安装、调试等复杂过程。如果把变电站设计为预制装配式结构，相关设备由生产厂家按通用规范分模块在工厂内安装完毕，并且完成内部联机和调试，到现场后只需进行外部连接、整体联机和调试，则可以降低综合造价，缩短建设周期，减少维护投入。
三、程序模块化变电站建造方案
模块化装配式变电站是变电站建设的一场革命，改变了传统的变电站电气布局、土建设计和施工模式，通过工厂生产预制、现场安装两大阶段来建设变电站。模块化装配式变电站是“两型一化”变电站的具体体现，其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工，使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建造的道路。模块化装配式变电站把“三通一标”作为标准化建设的主要抓手，深化通用设计、通用造价、通用设备、标准工艺，做到优化、美化、简化。针对面广量大、建设工期紧迫、安质风险加大的基建实际，寻求高效、可控、标准、节能、环保、经济的建（构）筑物建造的新模式、新方法、新途径。
1、土建方面
全面落实资源节约、环境友好，实现社会综合效益最大化，有以下三个方面。
系统策划，标准先导，改变传统电气布置型式，废除传统建筑结构形式。推广土建专业通用设计，因地制宜，美化设计，使之与城市发展、周边环境相协调，并融入自然环境中。
贯彻建筑节能、节材、节水、节地方针，土建结构安全裕度精准，建筑耐久性与变电站运行寿命相协同，力求使建筑结构轻型化。在变电站设计方面，开展创新设计，变电站采用砂石地坪，主控楼采用工业化设计，施工采用清水墙工艺和节能环保材料，体现工业设施本色。
变现场浇筑、砌筑、粉刷为工业标准化生产检验合格后，送现场按标准工艺快速拼装；变施工串联流程为并联流程；相应简化净化施工现场，减少施工期粉尘、噪音、污水污染以及水资源消耗。建筑物主体及围墙采用装配式结构，现场基础、柱、梁、板、屋架一次就位，缩短了近一半施工周期。
2、电气方面
分进线模块、主变压器模块、出线模块、综合自动化模块、无功补偿和消弧线圈模块，各模块之间的现场连接是技术难点。此外必须系统制定变电站通用设计、部件加工详图、工厂生产工艺、现场拼装工艺、建筑取费定额、装配式建造管控六大标准体系。
进线模块。各种封闭式组合电器可以作为进线模块的基础，目前国内110kV以上电压等级的封闭式组合电器需要现场制作电缆连接套管，施工工艺要求严格。而国际上出现了工厂预制的整体式电缆套管及可以插拔式电缆插接头，更加便于安装及运行维护。
主变压器模块。变压器模块需要对常规变压器的进出线端子进行改进。一次侧可以采用可拔插的电缆附件或油气套管与进线模块相连。二次侧可以考虑电缆或架空线两种出线考虑，但需要考虑绝缘封闭的要求。
出线模块。出线模块目前主要有拼装式和户外共箱式。拼装式采用常规的中置柜、手车式或固定式户内开关柜，这种开关柜体积庞大、运输、安装困难，箱体内的维修空间也比较狭窄，厂家和用户都感到不便。近几年永磁机构真空断路器的出现，生产出了紧凑型开关柜，其体积小、重量轻、维护少、吊装和运输方便，提高了出线模块拼装模式的可行性。户外共箱式是开关设备装在充气箱体内，大电流参数的电缆接头作为进出线连接并兼有隔离断口功能，再加装防护外罩。这种型式利用了开关设备免维护的优点，结构紧凑，体积小，维护工作量少，布局简单，变电站的建设和运行更加简化。以共箱式开关设备为基础的全绝缘、全封闭型设计方案灵活、占地极小，将是今后重点推广的技术。
综合自动化模块。综合自动化模块包括保护屏、交直流屏、电度表屏、通信屏等后台部分，目前采用的是常规变电站的标准设备。
无功补偿和消弧线圈模块。无功补偿和消耗线圈可以采用敞开式布置加顶罩，也可以采用户内设备安装在箱体内。目前也没有新的适用技术。
四、其他补充
程序模块化装配式建造模式需要预制件、钢构件现代化工厂作支撑，需要对传统土建工程招标及标段划分作调整，需要对采购方式与施工组织重新定义。
程序模块化变电站的建设过程，通过工厂生产预制、现场装配安装两大阶段缩短土建施工周期，减少工程建设人员，简化检修维护工作。通过探索实践，完善出设计、加工、施工、管理、定额等标准，从而有效地控制工程质量、建筑周期和工程造价。其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工，使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建造的道路。
结束语
程序模块化变电站建造在推广的过程中肯定会遇到很多的问题，但随着科学技术的进步与创新，随着人们发明创新意识的提高和思维的开拓，模块化装配式变电站建设应用一定会越来越广泛，在工程建设资源集约化、环保先行的社会发展大环境推动下，模块化装配式变电站的技术、产品和实施经验一定会很快成熟起来，并必将成为新形势下变电站建设的重要选择方案之一，并不断适应高速发展的城市建设过程。
参考文献：
[1] 柳国良等；变电站模块化建设研究综述[M]；电网技术；2008年32（14）
[2] 国家电网公司，“两型一化”试点变电站建设设计技术导则；2007年
关键词：模块化；预制仓式变电站；110kV配网；电力网络；变电站建设；电力系统 文I标识码：A
中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2017）11-0080-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.041
1 概述
随着我国城市化进程的不断进行，城市的用电负荷也随之不断增加，110kV配网中需要建设更多的变电站。但是，由于城市的人口相对密集，土地面积紧张，想要在市区建设这些变电站，就必须考虑到变电站的占地面积以及电磁干扰噪声干扰等方面的问题。近年来，在我国应用的预制仓式变电站中，能够实现二次自动化设备的预制，但变电站的占地面积与工作量仍然很大，因此选择建设结构更加紧凑的变电站是未来发展的目标，而模块化预制仓式变电站就是能够满足这些需求的变电站结构。
2 模块化预制仓式变电站的建设要求
在城市区域内建设变电站，最基本的要求就是要满足其自身的美观性、可靠性以及经济性，所以模块化预制仓式变电站的具体建设要求包括以下六个方面：第一，变电站能够在户外正常运行，并需要具有较强的抗冲击能力、防盗能力以及防破坏能力；第二，具有优秀的防腐性能，确保正常使用40年后不得产生锈蚀；第三，变电站的防腐这标准必须达到国家标准以上；第四，运行噪声能够得到有效的控制，避免影响市民的正常生活；第五，占地面积应控制在设计范围以内，保证整体结构的紧凑型性；第六，能够实现一体化安装，以缩短工程施工周期。
3 模块化预制仓式变电站建设方案
3.1 变电站整体方案
在模块化预制仓式变电站的结构设计中，通常会包括110kV的GIS预制仓、二次自动化预制仓、无功补偿预制仓、消弧线圈预制仓以及变压器预制仓等。这些预制仓的股价结构均为异地式，能够满足较高的刚度与机械强度要求，选用的材质以优质碳素结构钢为主。预制仓的防护要满足IP33D的要求，而仓体接缝处防护等级要保证在IP54以上，仓体内部应使用钢板与阻燃材料分成不同的隔室，这些隔室之间的防护等级达到IP2X。预制仓中的门板、框架以及上盖据需要使用优质冷轧钢板作为材料，并对表面进行喷砂等方式的防腐处理，框架处钢板的厚度必须保证在2.5毫米以上，门板以及上盖板的厚度必须保证在2毫米以上。仓体内部的填充物可以选用聚氨酯防火材料，保证仓体具有较强的防火性能。仓体中使用的金属构件的防腐处理必须保证40年不出现锈蚀，外侧的冷轧钢板必须经过处理，以确保其防腐性能。由于仓体内部需要设置变压器、计算机等自动化控制设备，必须保证具有良好的防潮与防尘性能。预制仓的外形应符合其应用要求，必须做到不易积水，顶盖应保证有一个大于5°的散水坡度。仓体的设计中必须减少紧固件的外露数量，防止出现水经过紧固件进入壳体内部，对于已经穿透外壳的孔，必须采取有效的密封措施，如果无法避免出现紧固件外露，则应选择不锈钢材质的紧固件，防止出现锈蚀。为了保证仓体具有良好的隔热性，必须保证一般周围空气温度下电器设备的温度低于最高温度，同时必须保证高于最低温度。每个仓体的内部都应在顶部安装自动烟感系统，烟感系统与自动化系统接通，一旦出现火灾，能够避免火灾的进一步
蔓延。
3.2 变电站整体建设模式
在选择模块化预制仓式变电站的建设模式时，需要根据其占地面积与位置的需求来选择，一般选择落地平铺的建设模式，也可以选择立体建设模式，可以将仓体安装在基础层的置顶位置，其设计时必须对仓体承重以及减震系统进行处理。上下两层的仓体间必须设立有效的隔震设施，用户消除震动与噪音。上层的仓体结构的总重量要控制在100吨以下，最下层仓体的框架必须能够承受100兆帕以上的应力。
4 模块化预制仓式变电站主要技术要求
4.1 仓体防辐射性能要求
预制仓的防辐射主要采取工频辐射防护的方式，对110kV的预制仓进行防护相对简单，当时进出线接头处比较容易出现问题，所以变压器预制仓需要采取以下防护方案：第一，选择合适的线路接入方式与路径，尽可能使用地下电缆；第二，变电站中应减少分相设备数量，使用三相设备取代，以便可以应用三相电的优势来消除电磁场；第三，应用适当的方法来屏蔽电磁场，对工频电磁辐射采取屏蔽的措施效果非常明显，站内的高压设备与分立式输电设备在运行时会产生电磁场，因此高压设备应使用GIS装置，利用建筑中的技术结构建立屏蔽网，实现对电磁场的屏蔽。与此同时，在变电站的防雷设计中，可以增加金属网钢筋的数量，使用截面较大的主筋进行连接，还可以通过增加接地极数量，增加金属网的截面等措施提高屏蔽效果。
4.2 变电站隔音性能要求
为了保证变电站在工作过程中发出的噪音不会对居民的正常生活造成影响，在进行模块化预制仓式变电站设计时，必须采取以下隔音措施：第一，在设计中选择低噪声轴流风机与消声百页，从源头减小噪声的产生；第二，将变电站设计为具有形状规整、密封隔音等特点的双侧结构箱体；第三，在变电站周边做好环境保护工作，种植相对高大的数木，在美化环境的同时能够起到隔离噪音的效果。
4.3 仓体防腐性能要求
为了增强仓体表面的防腐性能，需要对其使用热喷锌、喷砂、喷锌加涂料等方式进行处理，对于不锈钢彩板，则需要使用喷砂、喷户外高档聚氨酯面漆的方式提高防腐性能。在这些金属材料经过防腐处理后，必须保证其具有较高的附着力，确保仓体表面能够达到40年不出现锈蚀的目的。与此同时，对于仓体的底架，则需要采用喷砂、喷锌的处理方式，并使用沥青漆进行重度防腐，确保40年不出现锈蚀。对于喷锌表面的质量要求如下：必须保证涂层均匀，其中锌层的厚度必须保证在55～65微米以上，并且不会出现裂纹、起皮、掉块等
缺陷。
4.4 仓体保温性能与耐寒性能要求
预制仓的仓体部分一般采用三层的金属结构，应用与冰箱类似的保温工艺。通常情况下，选用的是双层优质钢板，将这两层钢板间填充聚氨酯等防火保温材料，再与环保金属装修层组合在一起。仓体的门板结构中应用了断桥隔热的技术，其中内板与外板处于悬浮状态，间距必须保证在3毫米以上，并在其中填充聚氨酯，保证门板的热传导率在2%左右。与此同时，仓体的内部还要设计安装自动温控装置与能够长时间加热的装置，确保仓内温度的稳定。高低压仓必须拥有高湿排风设施与自动启停空调设备，如果出现隔室内的温度超出0℃～50℃这一温度范围时，空调设备就可以自动启动，能够实现对内部温度的调控。如果相对湿度达到80%以上，高湿排风设施就会启用，有效地降低仓内的湿度。
4.5 仓体密封性能及仓韧ǚ缧阅芤求
为了确保仓体的密封性能可以满足变电站的要求，必须为仓体制作密封条，这些密封条可以使用硅橡胶或三元乙丙等材料制作完成，具有高弹性的特点，且必须保证其使用寿命可以达到10年以上。与此同时，如果仓体内部设有SF6这类电气设备，必须为其设计专门的监测装置以及排风系统，对仓体上的电动进风风阀以及强制排风轴流风机进行有效控制，保证其能够在需要的时候实现快速起停，电动风阀及轴流风机的总通风量需保证每2min将仓体内空气换气一次。此外，在仓体的设计中会存在仓体密封性能与通风性能的矛盾，为了解决这一问题，必须对排风系统采用严格的防尘处理，风机的数量必须能够满足排风与除湿操作的实际需求。
4.6 仓体的抗内燃弧性能要求
预制仓的仓体必须采取抗内燃弧措施，并为其设置专用燃弧泄压通道。燃弧通道的最佳位置应处于单元柜的上方，并且需要与所有功能隔室的泄压通道形成连接，以确保在电气设备出现故障时的人身安全。此外，在设置泄压通道时，开关柜顶部不应设置泄压板。
5 结语
总而言之，在我国电力系统的发展过程中，模块化预制仓式变电站已经成为110kV配网中的重要组成部分，这类变电站具有占地面积小、投入成本低、施工周期短以及可靠性高的优势，是推动电力系统进一步发展的关键因素。
参考文献
[1] 周佳，贝新宇.输变电设施电磁辐射环境影响评价方法探讨[J].世界核地质科学，2010，（4）.
[2] 赵璐，王友辉.预制仓式全金属密封变电站在城市中心变电站中的应用[J].东北电力技术，2015，（12）.
[3] 王青.智能变电站设计中存在的问题及改进[J].科技创新与应用，2015，（18）.
[4] 李勤.关于变电站设计中存在的关键问题探究[J].硅谷，2013，（19）.
关键词：变电站；智能化建设；关键技术
Abstract: In this paper, starting from the features and functions of intelligent substation were analyzed, discussed the various technical problems in the intelligent building, in order to guarantee intelligent construction work smoothly.
Key words: intelligent substation; construction; key technology
中图分类号：TM411+.4
前言
智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分，它是衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，同时也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。
智能化变电站的特点分析
智能化变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实施自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。作为电力网络的节点，同常规变电站一样连接线路、输送电能，担负着变化电压等级、汇集电流、分配电能、控制电能流向、调整电压等功能。智能变电站能够完成比常规变电站范围更宽、层次更深、结构更复杂的信息采集和信息处理，变电站内、站与调度、站与站之间、站与大用户和分布式能源的互动能力更强，信息交换和融合更方便快捷，控制手段更灵活可靠。具有全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化和高级应用互动化等主要技术特征。
2、智能化变电站的功能概述
2.1 紧密联结全网。从智能化变电站在智能电网体系结构中的位置和作用看，智能化变电站的建设，要有利于加强全网范围各个环节间联系的紧密性，有利于体现智能电网的统一性，有利于互联电网对运行事故进行预防和紧急控制，实现在不同层次上的统一协调控制，成为形成统一坚强智能电网的关节和纽带。智能化变电站的“全网”意识更强，作为电网的一个重要环节和部分，其在电网整体中的功能和作用更加明
2.2 支撑智能电网。从智能化变电站的自动化、智能化技术上看，智能化变电站的设计和运行水平，应与智能电网保持一致，满足智能电网安全、可靠、经济、高效、清洁、环保、透明、开放等运行性能的要求。在硬件装置上实现更高程度的集成和优化，软件功能实现更合理的区别和配合。应用FACTS技术，对系统电压和无功功率，电流和潮流分布进行有效控制。
2.3智能化变电站允许分布式电源的接入。在海西电网中，风能、太阳能等间歇性分布式电源的接入。智能化变电站是分布式电源并网的入口，从技术到管理，从硬件到软件都必须充分考虑并满足分布式电源并网的需求。大量分布式电源接入，形成微网与配电网并网运行模式。这使得配电网从单一的由大型注入点单向供电的模式，向大量使用受端分布式发电设备的多源多向模块化模式转变。与常规变电站相比，智能化变电站从继电保护到运行管理都应做出调整和改变，以满足更高水平的安全稳定运行需要。
2.4 远程可视化。智能化变电站的状态监测与操作运行均可利用多媒体技术实现远程可视化与自动化，以实现变电站真正的无人值班，并提高变电站的安全运行水平。
2.5 装备与设施标准化设计，模块化安装。智能化变电站的一二次设备进行高度的整合与集成，所有的装备具有统一的接口。智能化变电站时建设时，所有集成化装备的一、二次功能，在出厂前完成模块化调试，运抵安装现场后只需进行联网、接线，无需大规模现场调试。一二次设备集成后标准化设计，模块化安装，对变电站的建造和设备的安装环节而言是根本性的变革。可以保证设备的质量和可靠性，大量节省现场施工、调试工作量，使得任何一个同样电压等级的变电站的建造变成简单的模块化的设备的联网、连接，因而可以实现变电站的“可复制性”，大大简化变电站建造的过程，而提高了变电站的标准化程度和可靠性。出于以上需求的考虑，智能化变电站必须从硬件到软件，从结构到功能上完成一个飞越。
3、智能化变电站建设的技术关键
与常规变电站设备相比，智能化变电站的核心问题是信息的采样传输与控制，包括 “新技术、新材料及新工艺”的应用，其中，由的技术相对成熟、由的技术还处于试运行和研发阶段，需在现场结合其他变电设备进行调试。智能化变电站通过全景广域实时信息统一同步采集，实现变电站自协调区域控制保护；与调度实现全面互动，实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理。
3.1 测量数字化技术。一次设备的状态信号（如变压器油温、分接开关位置、开关设备的分、合位置等）都需要痛过模拟信号电缆传送至控制室进行测量。测量数字化就是对运行控制直接相关的参数进行就地数字化测量。测量结果可根据需要发送至站控曾网络或过程层网络，用于一次设备或其部件的运行与控制。数字化测量参量包括变压器油温、有载分接开关位置、开关设备分、合闸位置。
3.2 控制网络化技术。在运行中，变压器的冷却系统、有载分接开关和开关设备的分、合闸操作都需要控制，而控制网络化就是对控制需求的一次设备或其部件实现基于网络的控制，。控制方式包括：一次设备或其部件自有控制器就地控制；智能组件通过就地控制器或执行器控制；站控层设备通过智能组件控制。
3.3状态可视化技术。状态可视化由智能组件中的监测功能模块完成，但其依据的信息不局限于监测模块，还可以包括测量及系统测控装置等模块的信息。可视化是智能一次设备与电网调控系统的一种信息互动方式，准确实时地掌握一次设备的运行状态。
3.4功能一体化技术。传感器作为二次设备的状态感知原件，参与测量、控制、监测、计量、保护等二次与一次设备的融合，传感器将一次设备的状态信息转化智能组件的可测量信息。
3.5 信息互动化技术。作为智能一次设备的一部分，智能组件是一次设备与电网调控系统之间信息互动的桥梁，作为电网的原件，智能一次设备主要提供智能化信息，而真正的智能化应用，需要有调控系统实现，智能组件将一次设备的智能化信息通过站控层发送至调度系统，支持调控系统对电网优化控制。
关键词：智能变电站 工厂化 一体化 自动化
0 引言
新一代智能变电站采用集成化智能设备和一体化业务系统，采用一体化设计、一体化供货、一体化调试的变电站模块化建设模式，实现“占地少、造价省、可靠性高”的目标。2015年国家电网公司组织实施了50座新一代智能变电站扩大示范工程，旨在进一步验证和提升第一批示范工程应用的技术路线和相关标准，为后续智能变电站建设和推广提供依据。
为确保扩大示范工程项目顺利实施，有必要紧密结合新一代智能变电站的产品技术特点，对项目组织实施方案进行深入研究，以下从工程设计、生产采购、厂内调试与集成、现场实施等方面进行具体分析。
1 一体化、标准化设计
（1）编制产品技术方案
针对各个示范工程项目的技术要求和国网的相关标准规范，组织研发、工程、设计人员成立技术方案支撑团队，从方案确定、设备选型、设计图纸、生产支持、系统联调乃至现场调试阶段全程进行方案的跟踪、评审与变更。方案支撑团队首先对合同范围内的所有设备进行逐项审定，确保选用的设备的软硬件满足合同的要求，同时均通过国网公司统一组织的入网检测。
预制舱吊装需要编写专项技术方案，进行详细的负荷测算，充分考虑吊装实施安全措施，确保吊装安全。预制舱运输需要进行道路勘探，以合理设计预制舱的机构尺寸，选择合适的运输车辆，满足道路运输中对高度、重量、转弯半径等的具体要求。
（2）多单位、多专业协同设计
新一代智能变电站采用全站二次设备集中招标的一体化供货模式，集成商负责各个单位、各个专业的统一协调工作。各厂家的二次设备屏柜最终在集成商处进行一体化集成，即入舱安装，因此需要各个厂家二次设备屏柜设计、预制舱结构设计、设计院二次布线设计能够进行跨单位、跨专业的协同工作，即实现一体化设计。例如各厂家的屏柜颜色、型式、开门方向、并柜结构、与舱体固定的配合结构等均需要进行充分沟通、协同设计。而舱内屏间电缆清册和预制光缆清册往往需要各专业设计方案确定后，设计院根据各个专业的图纸出具施工图后才能给出，留给后续长度复测、生产采购、安装集成的时间非常有限，需要集成商与各厂家设计人员和设计院进行充分、有效的沟通。
（3）设计联络会议
公司设计部门牵头负责组织各专业、各厂家的设计人员与业主和设计院召开设计联络会议。在设计联络会上，和相关设计院、业主单位进行细致的沟通，确定以下工作内容：
1）复核投标产品的主要性能和参数，并进行确认。
2）需设计院或用户进行工程项目的详细提资。
3）确定项目里程碑计划。包括方案确定、设计确认、生产完成、厂内联调、系统集成、运输发货、现场调试、验收投运等。
4）讨论各配合厂家、设计院、业主之间的沟通协调机制。
5）决定土建要求/运输尺寸和质量，以及工程设计的各种接口的资料要求。
6）讨论监造、工厂试验及检验问题。
7）讨论运输、安装、调试及验收试验。
8）沟通总进度控制、质量保证程序及质控措施。
2 模块化、工厂化生产
生产加工阶段根据各个专业的耦合关系，做好详细的生产采购计划，将项目生产、采购任务进行分解。按公司质量体系的规定做好产品状态标识，加强生产过程检验和采购到货检验，确保工程产品质量。参与工程实施的人员须按照质量管理体系相关产品作业指导书进行调试、检验及现场服务。
对预制舱式二次组合设备等模块化集成设备，按照新一代智能变电站的功能模块，在厂内进行设备集成。设备入舱集成环节，与项目业主单位和施工单位充分交流，熟悉地区二次电缆安装接线规范要求，做到和现场施工工艺的一致性。
3 一体化、自动化调试
新一代智能变电站的工程项目采用一体化、自动化的调试手段，可最大限度的将厂外工作向厂内转移，提高厂内联调工作效率，减少现场调试的工作量，缩减现场调试周期，提高现场调试质量。具体步骤如下：
1）制订联调方案。制订厂内联调和发货计划，梳理全过程工作任务分解表并提交由业主方审核确认。
2）联调提资。编制工程项目提资清单，向运行单位、设计单位、其他调试单位进行多方位的提资，收集相关ICD模型文件和图纸资料。
3）SCD集成。利用虚端子可视化工具，批量导入各厂家ICD和设计院虚端子，可视化检查虚回路，在线修改后离线导出文件供他方确认。大大提高了SCD集成效率。
4）单体调试和设备互联测试。在设备联调前利用自动化调试工具进行单体调试。各厂家设备进行互联测试，为系统级调试做好装置级的准备。
5）一体化调试。各厂家二次设备1：1模拟现场连接方式进行组网，在厂内进行二次设备的充分联调。联调过程中采用自动化调试工具检验虚回路配置的正确性、核查过程层和间隔层实时数据、进行网络故障定位分析，提高系统调试效率。各厂家、业主、维护与运行单位、设计院、电科院、施工方均派员参加厂内联调，并对联调结果进行验收确认，做到调试、验收一体化，厂内、现场一体化。
4 装配式建设、施工
新一代智能变电站二次设备通过一体化调试方式在厂内进行了充分的系统联调，通过预制舱等模块化集成手段实现了二次设备的安装、接线和整体运输，通过预制式光、电缆的应用，使得模块间建立起快速的连接方案。这都减少了现场调试、施工的工作量。
现场仅需进行预制舱和模块化二次设备的整体就位，模块间二次光电缆的快速插接，二次设备与一次设备的联调传动，变电站与调度远方的通信调试和信息核对。模块化二次设备采用装配式建设、施工方式，大大提高了现场施工效率。
5 结语
本文所述的变电站组织实施方案在国电南瑞所承担的9座新一代智能变电站扩大示范工程中得到应用，通过采用标准化设计、工厂化加工、一体化调试和装配式建设，示范工程项目得以顺利实施。示范变电站应用了预制舱、二次设备模块化集成和预制光缆，采用了工厂化、一体化的调试手段，减少了现场安装、接线、光纤熔接和工程调试的工作量，实现了环保施工，提高了施工效率，节省了大量的人力、物力及资源成本。
参考文献
[1]宋旋坤，李敬如，肖智宏等.新一代智能变电站整体设计方案[J].电力建设，2012.11.
[2]王进虎，杨威，王娜，吕宾宾. 新一代智能变电站站域保护调试技术研究.电力信息与通信技术， 2014.07.
[3]刘强兴，田家运. 新一代智能变电站二次设备与系统优化集成探讨. 电力系统装备，2015.06.
[4]何磊，孟强，田霞.智能变电站试点建设中存在的问题探讨.电工技术，2013.05.
作者简介：
