智能变电站预制式二次设备布置及优化建议

本文针对110kV智能变电站提出预制舱式二次组合机架结构方案，将多个分立部件固定在舱壁和舱底，形成整体机架式结构，安装方便、配置灵活、兼顾空间利用率和维护便利性；改进舱内屏柜模块布置方式，改进舱二次回路连接方式，实现智能变电站空间、功能、运维等的一体化设计。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。

1、引言

现有变电站建设过程中存在着现场施工量大、建设周期长、建设质量难于控制、接口复杂、占用资金多等问题。模块化变电站是一种把高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定的接线方式组成一体的工厂预制型户内外紧凑式配电设备，使变电站建设走向减少土地占用、降低变电站造价、缩短建设周期、与周围环境协调、提高运行可靠性、较少设备维护的发展模式[2]。

对于模块化变电站来说，二次设备的模块化尤为重要。二次设备模块化后，成系统的二次设备可以在厂家内完成内部接线及单系统调试，设备到达现场后，仅需要在施工过程中放置模块之间的对外引接的电缆，大大减少了现场电缆的敷设的工作量，降低了施工的复杂度与出错的可能性，缩减了施工的周期，提高了施工的质量。另外由于二次功能模块整体运输、安装，减少现场二次屏柜就位的施工量，极大地减少了施工时间及施工难度，提高了工艺水平[3]。

110kV作为配电网电压等级的趋势日渐明显，110kV及以下变电站建设数量越来越多，简单、可靠、快速的模块化建设方式势成为今后变电站建设的主流模式[2]。然而现行预制舱式二次组合设备存在舱体及屏柜重复防护处理、屏柜内空间利用率不高、舱体尺寸过大、屏间连线多、接线复杂、舱内外工作环境适应性差等问题，有待优化。

2、传统预制舱内二次设备安装结构

2.1 技术发展历程及现状

自预制舱开展应用以来，舱内屏柜的尺寸及结构形式出现多次变化。2013年，由于预制舱内屏柜采用单列布置，为了尽可能提高舱内屏柜容量，制造厂家采用了基于GB/T 19520.2的宽度为600mm的屏柜，机柜采用前后接线结构，柜内空间基本可以满足接线及运维的要求，但由于首批试点工程预制舱宽度为2500mm，舱内维护空间明显不足[4]。

图1 预制舱内屏柜单列布置图

传统预制舱将二次设备安装于屏柜内，屏柜作为单个载体集成于舱内。随着前接线装置的开发应用，舱内屏柜在不改变舱体结构形式的基础上可双列布置于舱内，从而可以最大化利用舱内空间[5][6][7]。

2014年，出于方便运维的考虑，标准预制舱宽度扩展为2800mm，同时提出的“前接线、前显示”装置设计理念，已被各生产厂家接受，并通过了入网检测，具备工程投运条件[8]。

在“前接线、前显示”装置应用的基础上，屏柜双列靠墙的布置方式得到广泛应用。使预制舱内可容纳屏柜的数量成倍增加。但前接线机柜的结构形式、运维方法与传统前后接线的机柜有较大改变，经过多次试点工程检验，运维人员普遍反映600mm宽的前接线机柜给接线及运维带来不便，只有装置一侧安装走线槽，且走线槽宽度仅为40mm。

考虑到运维扩建和检修等的需要，国网公司统一将预制舱内的前接线机柜宽度尺寸定为800mm，装置两侧均可布置走线槽，且走线槽宽度大幅提升。

根据《预制舱式二次组合设备技术规范》规定，110kV智能化变电站配置1个III型预制舱（12200×2800×3133mm）可基本满足建设和使用要求[9][10]。

图2 III型舱屏柜布置图

2.2技术发展趋势

新型的模