标准配送式智能变电站模块化二次组合设备研究-电工技术2015.7
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【摘要】围绕标准化设计、工厂化生产、装配式建设的标准配送式智能变电站建设的核心理念，在研究现有各类二次电气设备柜体结构技
文本预览
■囝壁皇垦
标准配送式智能变电站模块化二次组合设备研究
周崇泉，王宁宁，韩本帅，李艳丽，牛得存
(山东电力工程咨询院有限公司，济南250013)
[摘要] 围绕“标准化设计、工厂化生产、装配式建设”的标准配送式智能变电站建设的核心理念，在研究现有各类
二次电气设备柜体结构技术特点的基础上，针对变电站内各类二次设备的不同功能需求，进行组合设计、工
厂化安装和整体运输，提出变电站“组合二次设备”设计新思路，并从设计、制造、安装、运输及调试等方
面对各种功能模块规划方案进行综合评价，对不同方案提出“组合设计”的基本原则，同时结合具体工程提
出模块化组合二次设备方案。
关键词 标准配送式智能变电站二次组合设备模块化
0引言 站控层设备尺寸可能会因设备商的不同而存在差异，导致
站控层设备组屏尺寸达到2 260mmX900mrnX900mm，甚
2014年，国家电网公司创新变电站工程建设模式，开 至更大。
展标准配送式智能变电站建设，大力推行“标准化设计、 (2)一体化电源柜。电源柜内高频整流模块、进出线
工厂化加工、装配式建设”理念，全面提升电网建设能 空开多，柜后端子排多，且柜体宽度受限，典型尺寸为
力。二次系统作为智能变电站的重要组成部分，由继电保 2 260mmX800mmX 600mm。交流、UPS、逆变电源、应
护、调度自动化、系统通信、站内通信、变电站自动化系 急照明切换控制柜及继电保护试验电源柜与直流电源柜类
统等组成，实现人与一次系统的联系，使一次系统能够安 似。
全经济运行，是电力系统不可或缺的重要组成部分。 (3)保护／N控柜、通信屏柜。在智能变电站中大部分
2010年国家电网公司发布了《国家电网公司输变电工 电缆二次回路的功能由光缆连接、数字信号回路实现，保
程通用设计》(以下简称《通用设计》)。《通用设计》的每个 护／N控柜端子排较常规变电站大幅减少，柜体宽度有压
基本方案均由若干基本模块组成，具体工程可根据本期规 缩空间，尺寸可优化为2 260mmX 600mmX600mm。通信
模使用子模块进行调整。在综合考虑电压等级、建设规 设备柜与保护／N控柜类似。
模、无功补偿、电气主接线形式、配电装置形式等后，按 基于3种主要柜体尺寸，考虑将这些柜体保持高度与
照布置或功能分区将每个方案划分为若干个基本模块，如 深度的一致，在宽度方向上进行拼接，按模块方式重新排
一个220kV变电站方案包括220kV配电装置模块、110kV 列，形成结构更紧凑、空间利用率更高的组合柜体。
配电装置模块、主变、35kV模块、主控通信楼模块等。
2组合二次设备标准化研究
《通用设计》中，电气一次和土建的标准化已达到了模块化
水平，而二次系统部分模块化建设的步伐远远滞后，已无
2．1模块划分原则
法满足目前标准配送式变电站建设的需求。随着国家电网
变电站二次系统的划分必须体现“安全性、独立性、
公司标准配送式智能变电站建设的大规模开展，有必要进
适应性、灵活性、通用性、先进性、经济性”相协调统一
一步提高二次系统的标准化程度，使其达到模块化水平。
的原则。
1组合二次设备技术发展现状 (1)安全性。各模块安全可靠，通过模块拼接得到的
技术方案安全可靠。
目前，二次设备厂家主要生产保护测控装置，在工厂 (2)独立性。各模块应能独立完成相应功能。
内将所需要的保护测控等二次装置组装在外购的柜体内。 (3)适应性。二次系统的模块划分应能适应已有电气
国际主流柜体制造商的柜体均采用标准尺寸、标准元器 一次的模块划分。
件、模块化选择。变电站主流二次屏柜参数：2 260mmX (4)灵活性。模块划分合理、接口灵活，建设规模的
900mmX900mm(站控层服务器柜)；2 260mmX800mmX 变化只引起模块简单增减。
600mm(--体化电源柜)；2 260mm×600mm×600mm(主 (5)通用性。在一个系统中，模块的规格统一、种类
变保护／N控柜及其它二次屏柜、通信屏柜)。 较少、通用性高。
下面介绍3种屏柜具体设备布置情况。 (6)先进性。推广应用电网新技术，设备选型先进合
(1)站控层服务器。一体化监控主机、数据服务器等 理， 占地面积小，注重环保，各项技术经济指标先进。
收稿日期：2014—12—16
281(7)经济性。综合考虑模块的组成，配置合理经济。 备一线缆室一线缆配线架部分的配线由生产厂家在场内完
按照变电站二次设备的不同功能，对二次设备室内屏 成；线缆配线架一电缆沟或架空地板一柜外设备由现场施
柜进行分区，以模块为单位合理布局。按照相近功能区域 工单位完成。
组合安装的理念，将二次设备室内二次设备以模块为单元
j蜮变?电站I区单元 j蜮，变-电站II区单元
分为一体化监控模块、一体化电源模块、间隔设备模块和
：i区亟曼戛j ：IYIII／IV区 L—
通信模块。各模块内部模块化组屏，以降低工地装屏、接
j蟹垂j，-- 通信同关 7．i
～弋蔓谳∑
线任务量，大幅提高建设效率。 ：综台应用I
iⅥ五二i一： 服务器 ：j．
·i苗丽麴．} ：Model…-2：
2．2模块化组屏及内部接线方案 置畦砸j 一jf-反面面素襄i一；．
1二=：’：’：-二—=J
i UodJ-i一： —i‘f鸯飞隔趣：了：j
二次设备室内采用模块化组屏方式，模块柜通过一体 l……
。I-一-氅筹弹--!-JI
化底座完成屏柜固定及预制线缆储纤功能；通过屏间侧壁 [二[口
开孔，完成模块内部走线，以减少现场安装接线。
交换机级联
2．2．1模块柜即插式安装方案
一体化底座
(1)屏柜拼接方式。模块化屏柜包括顶盖组件、侧门
图2一体化监控模块内部走线
组件、前门组件、后门组合和框架组合。屏柜采用框架结
(3)采用组合柜，利用线缆室走线有以下特点：强化
构，屏间采用“即插式”可插拔接口。五大组件均为可拆
功能分区，将线缆连接形式具体化；集中走线易于排查功
卸式，均拥有插拔接口。屏柜组件如图1所示。
能区内外的线缆故障；本期内部接线完全预制，变电站扩
建时无需移动设备，在线缆配线架上即可完成与外部设备
的连接。
2．2．3模块柜组合二次设备的即插即用方案
各模块间及与各一次设备间采用航空插头实现电气设
备本体与汇控柜的标准化连接，采用预制光缆等“即插即
用”连接方式替代现场熔接，减少了现场接线、调试工作
量，最终实现了一次设备与二次设备以及二次设备间的标
准化连接。
图1屏柜组件
2．3工厂调试
(2)柜一线缆室拼接方案。屏柜本体与线缆室采用螺栓
在设备厂进行二次联调，通过工厂化模块组装及单元调
固定，从机柜内侧直接固定到滑动的插入螺母，不再需要
试，提高建设效率及施工质量。具体调试内容包括单装置调
紧锁螺母。
试、模块内部单元调试及模块间的系统集成联调测试。
2．2．2模块柜内线缆连接方案
(1)单装置调试主要指保测装置以及低频低压减载、
常规二次设备室屏柜内的控制、动力、通信、远动等
备自投装置的调试。
标准配送式智能变电站模块化二次组合设备研究
周崇泉，王宁宁，韩本帅，李艳丽，牛得存
(山东电力工程咨询院有限公司，济南250013)
[摘要] 围绕“标准化设计、工厂化生产、装配式建设”的标准配送式智能变电站建设的核心理念，在研究现有各类
二次电气设备柜体结构技术特点的基础上，针对变电站内各类二次设备的不同功能需求，进行组合设计、工
厂化安装和整体运输，提出变电站“组合二次设备”设计新思路，并从设计、制造、安装、运输及调试等方
面对各种功能模块规划方案进行综合评价，对不同方案提出“组合设计”的基本原则，同时结合具体工程提
出模块化组合二次设备方案。
关键词 标准配送式智能变电站二次组合设备模块化
0引言 站控层设备尺寸可能会因设备商的不同而存在差异，导致
站控层设备组屏尺寸达到2 260mmX900mrnX900mm，甚
2014年，国家电网公司创新变电站工程建设模式，开 至更大。
展标准配送式智能变电站建设，大力推行“标准化设计、 (2)一体化电源柜。电源柜内高频整流模块、进出线
工厂化加工、装配式建设”理念，全面提升电网建设能 空开多，柜后端子排多，且柜体宽度受限，典型尺寸为
力。二次系统作为智能变电站的重要组成部分，由继电保 2 260mmX800mmX 600mm。交流、UPS、逆变电源、应
护、调度自动化、系统通信、站内通信、变电站自动化系 急照明切换控制柜及继电保护试验电源柜与直流电源柜类
统等组成，实现人与一次系统的联系，使一次系统能够安 似。
全经济运行，是电力系统不可或缺的重要组成部分。 (3)保护／N控柜、通信屏柜。在智能变电站中大部分
2010年国家电网公司发布了《国家电网公司输变电工 电缆二次回路的功能由光缆连接、数字信号回路实现，保
程通用设计》(以下简称《通用设计》)。《通用设计》的每个 护／N控柜端子排较常规变电站大幅减少，柜体宽度有压
基本方案均由若干基本模块组成，具体工程可根据本期规 缩空间，尺寸可优化为2 260mmX 600mmX600mm。通信
模使用子模块进行调整。在综合考虑电压等级、建设规 设备柜与保护／N控柜类似。
模、无功补偿、电气主接线形式、配电装置形式等后，按 基于3种主要柜体尺寸，考虑将这些柜体保持高度与
照布置或功能分区将每个方案划分为若干个基本模块，如 深度的一致，在宽度方向上进行拼接，按模块方式重新排
一个220kV变电站方案包括220kV配电装置模块、110kV 列，形成结构更紧凑、空间利用率更高的组合柜体。
配电装置模块、主变、35kV模块、主控通信楼模块等。
2组合二次设备标准化研究
《通用设计》中，电气一次和土建的标准化已达到了模块化
水平，而二次系统部分模块化建设的步伐远远滞后，已无
2．1模块划分原则
法满足目前标准配送式变电站建设的需求。随着国家电网
变电站二次系统的划分必须体现“安全性、独立性、
公司标准配送式智能变电站建设的大规模开展，有必要进
适应性、灵活性、通用性、先进性、经济性”相协调统一
一步提高二次系统的标准化程度，使其达到模块化水平。
的原则。
1组合二次设备技术发展现状 (1)安全性。各模块安全可靠，通过模块拼接得到的
技术方案安全可靠。
目前，二次设备厂家主要生产保护测控装置，在工厂 (2)独立性。各模块应能独立完成相应功能。
内将所需要的保护测控等二次装置组装在外购的柜体内。 (3)适应性。二次系统的模块划分应能适应已有电气
国际主流柜体制造商的柜体均采用标准尺寸、标准元器 一次的模块划分。
件、模块化选择。变电站主流二次屏柜参数：2 260mmX (4)灵活性。模块划分合理、接口灵活，建设规模的
900mmX900mm(站控层服务器柜)；2 260mmX800mmX 变化只引起模块简单增减。
600mm(--体化电源柜)；2 260mm×600mm×600mm(主 (5)通用性。在一个系统中，模块的规格统一、种类
变保护／N控柜及其它二次屏柜、通信屏柜)。 较少、通用性高。
下面介绍3种屏柜具体设备布置情况。 (6)先进性。推广应用电网新技术，设备选型先进合
(1)站控层服务器。一体化监控主机、数据服务器等 理， 占地面积小，注重环保，各项技术经济指标先进。
收稿日期：2014—12—16
281(7)经济性。综合考虑模块的组成，配置合理经济。 备一线缆室一线缆配线架部分的配线由生产厂家在场内完
按照变电站二次设备的不同功能，对二次设备室内屏 成；线缆配线架一电缆沟或架空地板一柜外设备由现场施
柜进行分区，以模块为单位合理布局。按照相近功能区域 工单位完成。
组合安装的理念，将二次设备室内二次设备以模块为单元
j蜮变?电站I区单元 j蜮，变-电站II区单元
分为一体化监控模块、一体化电源模块、间隔设备模块和
：i区亟曼戛j ：IYIII／IV区 L—
通信模块。各模块内部模块化组屏，以降低工地装屏、接
j蟹垂j，-- 通信同关 7．i
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线任务量，大幅提高建设效率。 ：综台应用I
iⅥ五二i一： 服务器 ：j．
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2．2模块化组屏及内部接线方案 置畦砸j 一jf-反面面素襄i一；．
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二次设备室内采用模块化组屏方式，模块柜通过一体 l……
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化底座完成屏柜固定及预制线缆储纤功能；通过屏间侧壁 [二[口
开孔，完成模块内部走线，以减少现场安装接线。
交换机级联
2．2．1模块柜即插式安装方案
一体化底座
(1)屏柜拼接方式。模块化屏柜包括顶盖组件、侧门
图2一体化监控模块内部走线
组件、前门组件、后门组合和框架组合。屏柜采用框架结
(3)采用组合柜，利用线缆室走线有以下特点：强化
构，屏间采用“即插式”可插拔接口。五大组件均为可拆
功能分区，将线缆连接形式具体化；集中走线易于排查功
卸式，均拥有插拔接口。屏柜组件如图1所示。
能区内外的线缆故障；本期内部接线完全预制，变电站扩
建时无需移动设备，在线缆配线架上即可完成与外部设备
的连接。
2．2．3模块柜组合二次设备的即插即用方案
各模块间及与各一次设备间采用航空插头实现电气设
备本体与汇控柜的标准化连接，采用预制光缆等“即插即
用”连接方式替代现场熔接，减少了现场接线、调试工作
量，最终实现了一次设备与二次设备以及二次设备间的标
准化连接。
图1屏柜组件
2．3工厂调试
(2)柜一线缆室拼接方案。屏柜本体与线缆室采用螺栓
在设备厂进行二次联调，通过工厂化模块组装及单元调
固定，从机柜内侧直接固定到滑动的插入螺母，不再需要
试，提高建设效率及施工质量。具体调试内容包括单装置调
紧锁螺母。
试、模块内部单元调试及模块间的系统集成联调测试。
2．2．2模块柜内线缆连接方案
(1)单装置调试主要指保测装置以及低频低压减载、
常规二次设备室屏柜内的控制、动力、通信、远动等
备自投装置的调试。
