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摘 要:随着电力需求量的逐渐提高,变电站的智能化水平也要不断提高,才能高效地进行电能的传输和调度。因此,要加快500kv智能变电站的二次系统的模块化设计,尽量弥补现今预制舱模式二次系统建设的不足,优化二次设备舱的布置,实现二次系统的模块化设计,从而提高二次系统施工效率,节省建设资金,还能提高变电站的智能化水平。
关键词:模块化结构;500kV智能变电站;二次系统设计
民生能源的重要组成部分就是电力能源,随着我国社会水平的提高,人们对于电力能源的需求越来越大,这就要求电网为人民群众提供更稳定和更多的电力能源。智能变电站是电网的关键部分,肩负着电力能源转换、电力传输及配送的任务,还具备智能化调节电网运行的功能,可让电网能源的转换与控制变得智能化,从而为电网稳定、安全、经营化的运行提供支持[1]。因此,智能变电站的建设非常重要,下面就模块化的500kv智能变电站二次系统设计做简要分析:
模块化的500kv智能变电站建设中遇到的问题
当前,我国智能变电站的建设,开始尝试采用预制舱模式,朝着模块化结构智能变电站发展,但是需要解决以下问题:(1)依旧保留了二次设备屏柜,也就会有屏柜和舱体重复防护处理的问题。(2)二次设备依照间隔进行组屏,在屏柜内的空间,整体利用率不是很高,舱体的尺寸太大,浪费材料。(3)屏之间的连线比较多,且连接复杂,不能很好地控制生产周期和工艺。(4)二次设备舱的内部空间比较小,维护起来不是很方便。(5)温湿度的控制系统需要进一步的优化。(6)没能构成屏柜内部设备的模块式安装,也存在着终远期设备的改建和扩建难的问题,总体施工周期比较长。(7)舱内的工作环境需要优化,噪音大是严重问题。
二次系统模块化的设计
在500kv智能变电站的二次系统设计中,想要实现模块,可应用以下技术:其一,预制式的二次设备舱,这是与传统模式变电站的区别,将二次小室取消,使用预制舱代替。其二,预制式的二次组合设备。在预制舱内部有预制式的二次组合设备,这些设备会在工厂内部进行接线与调试。其三,预制式的智能控制柜。运用智能设备,使得一次设备变得智能化。500kv的智能变电站不会单独应用智能控制柜,通常把智能组件进行集成,布置到汇控柜的内部。其四,预制的光缆或者电缆。通常分成两种模式,分支器型的预制光缆、连接器型的预制光缆。
2.1布置变电站内的二次设备舱
通常情况下,500kv的智能变电站原来形式的保护小室,需要用标准配送式二次设备舱进行替代,见图1,可于一次设备的原有孔隙位置布置二次设备舱。与原有继电保护小室做比较,此种预制舱的体积更小,节约站内的面积,也节约了部分光缆和电缆设施,更加合理地利用一次设备余下间隙。
2.2模块化二次设备舱
变电站内部布置预制式的二次设备舱,可构成模块化结构,舱内布置了双列屏柜,全部使用前接线、前开门的方式,其接口设置在了装置的前面,正常工作情况下,显示屏可以将插箱内的连接器、端子接线、板卡等等,需要检查这些零件时,可以将屏柜门打开,向上掀开面板即可,此时会露出内部的连接器、端子接线和板卡等等。舱内屏柜使用了前开门的结构,并不会设置后门,且屏柜的正面需面对舱内,而背面着靠着舱体。此种布置形式大大提高了舱内空间的利用效率。屏柜可在制作工厂中进行预装和接线,调试成功运到施工场地即可,仅需要在施工现场做外部接线的工作,现场施工量减少。预制舱的内部有着齐全辅助设施,通风、门禁、恒温、照明、通讯、视频、消防等方面的需求都能满足[2]。
舱内设置了光纤转接柜,可同舱内二次装置之间以尾缆或者软装光缆的方式进行连接,还能同舱外装置之间使用多芯室的预制光缆进行连接。
2.3二次设备模块化组合及装配建筑
二次设备的模块化组合就是将二次设备组装为成套一体设备。热轧型钢作为底座,使用螺钉紧固和焊接的方式,连接为桁架结构,这就是支撑的部件。底座的作用包括固定机柜、支撑、接纳线缆、行线和接地功能等。安装机柜和完成接线之后,要将辅助框架安装到机柜外部,可以保护机柜并起到辅助固定的作用,避免运输和安装的过程中,机柜遭受外界的损坏,当设备就位之后,可以将辅助框架拆除。二次系统设备的模块化组合过程如下,制作底座、安装底座上的屏柜、完成内部电缆和尾缆以及网络线各部分的配线,将线路连接,进行调试。制作完成对外的光缆和电缆的航空插头;进行整体的吊装和运输,将其运至变电站的施工现场,安装就位[3]。
2.4光缆或电缆的优化整合
预制光缆技术:此技术指在剥离了的光芯之上,不同任何零件安装连接器,运用可靠方法进行固定保护。此类型光缆不会出现熔接断点,能直接跳接或插接设备,减少繁多熔接工作,减少光路损耗,大大提升了系统通信的可靠程度。500kv的智能变电站二次系统模块化设计中,预制光缆代替了光缆熔接,实现了跨场地和跨方面的二次设备连接。
预制电缆技术:此技术引用航空插接件理念,进而实现了预制的电缆技术,并用在变电站二次系统设计中。在智能变电站中需要让电缆实现“即插即用”,才能更好地保证变电站建设。为此先要认真分析智能变电站的运行环境,研究航空插接件的特点,不断对预制式电缆技术进行完善,让其能达到智能变电站实际施工要求,先要明确出变电站运行时工艺参数,才能得到该技术的设计标准依据。应当从变电站特点出发,在机柜设计中,用航空插接件的布线思想进行电缆布线,并重新优化,此时可尝试以标准化机柜、固定设备、保护设备、收纳设备的方式,将施工时的无序状态和随意状态进行改变,从而实现预制电缆的“即插即用”。
结束语:
综上所述,在500kv的智能变电站的二次系统设计中,应当运用模块化思想,利用预制二次舱、二次组合设备等,节约二次系统建设时间和空间,提高变电站内的空间利用率,节约建设资金,也能提高二次系统建设水平。
参考文献:
[1]陈晨晨. 基于承德东500kV智能变电站设计方案的研究[J]. 通讯世界:下半月, 2015.
[2]杨道锦. 500kV智能变电站设计思路和建设模式[J]. 通讯世界, 2018, 000(001):185-187.
[3]顿凯, 吕泽鹏. 福瑞500kV智能变电站数字化技术的应用[J]. 现代工业经济和信息化, 2014, 4(014):93-94.