變電站的模塊化建設(shè)探討

　　摘要：從近年來電力設(shè)備技術(shù)的發(fā)展趨勢看來，變電站建設(shè)正向工廠預制式模塊化發(fā)展，簡單的現(xiàn)場組裝式變電站形式越來越受到用戶的青睞。本文介紹了變電站模塊化的基本方式和技術(shù)特點，提出了各模塊的發(fā)展方向；最后通過市場調(diào)查對變電站模塊化的目前市場狀況進行了整理，并對未來市場情況作了相應(yīng)預測。

　　關(guān)鍵詞：模塊化變電站；新模式；比較；技術(shù)特點

　　1、模塊化變電站概述

　　模塊化變電站提出了一種變電站建設(shè)的新模式，它是將變電站劃分為高壓開關(guān)、主變壓器、中壓開關(guān)、綜合自動化、中壓配套設(shè)備五個功能模塊。

　　1）高壓開關(guān)功能模塊為進出線采用拔插式電纜接頭連接的氣體絕緣封閉式組合電器；

　　2）主變壓器模塊的變壓器高壓進線采用拔插式電纜接頭結(jié)構(gòu)，中壓出線采用多股電纜或全絕緣封閉母線橋架方式；

　　3）中壓開關(guān)模塊內(nèi)采用一體化預裝式開關(guān)室；

　　4）綜合自動化模塊采用一體化預裝式控制室；

　　5）中壓配套裝置模塊包括無功補償裝置、接地變壓器、消弧線圈等配套設(shè)備。

　　6）中壓開關(guān)柜、綜合自動化、中壓配套設(shè)備等模塊中的主要設(shè)備均安裝在非金屬箱體。

　　2、變電站模塊化技術(shù)的特點分析

　　2.1進線模塊

　　各種封閉式組合電器可以作為進線模塊的基礎(chǔ)，如果進出線采用工廠預制的整體式電纜套管及可插拔式電纜插接頭將更能體現(xiàn)模塊化的特點，可更方便于安裝及運行中的維護。

　　35kV電壓等級較少有戶外型封閉式組合電器產(chǎn)品，制約了35kV全模塊化變電站的發(fā)展。目前35kV模塊化變電站的進線模塊主要采用拼裝式，即將戶內(nèi)開關(guān)柜或氣體絕緣封閉式開關(guān)柜拼裝到一個預制的箱體內(nèi)，箱體采用覆鋁鋅板等雙層金屬材料或金邦板等非金屬材料，中間填充隔熱材料，由于箱體的防潮、隔熱、防凝露等效果不夠好，需要附加空調(diào)、溫控和強迫通風裝置。

　　2.2變壓器模塊

　　變壓器模塊需要對常規(guī)變壓器的進出線端子進行改進，一次側(cè)采用可拔插的電纜附件或油氣套管與進線模塊相連。二次側(cè)可以考慮電纜或架空兩種出線方式，但需要考慮絕緣封閉的要求。

　　2.3出線模塊

　　近幾年來，出線模塊開始采用以永磁機構(gòu)真空開關(guān)為基礎(chǔ)的緊湊型開關(guān)柜，由于體積小、重量輕、維護少、吊裝和運輸方便等優(yōu)點，提高了這種模式的可行性，已大量應(yīng)用在35kV變電站；隨著永磁開關(guān)參數(shù)的提升，這種模塊已擴大應(yīng)用到66kV和110kV變電站。另一種模式是戶外共箱式，將開關(guān)設(shè)備裝在充氣箱體內(nèi)，電纜接頭作為進出線連接，并兼隔離斷口功能，外邊再加防護殼體。這種模式專為戶外電力設(shè)備設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，維護少，布局簡捷，使變電站的建設(shè)和運行更加簡化，工廠化特點更加突出。其實現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵點有兩個，一是開關(guān)設(shè)備免維護，二是大電流參數(shù)的電纜接頭。

　　2.4綜合自動化模塊

　　綜合自動化模塊主要包括保護屏、交直流屏、電度表屏、通訊屏等后臺部分，都是常規(guī)變電站的標準設(shè)備，目前沒有新的突破。小容量變電站的綜合自動化也可與出線模塊合并為一個模塊。

　　2.5無功補償及消弧線圈模塊

　　無功補償和消弧線圈可以敞開式布置加頂罩，也可采用戶內(nèi)設(shè)備安裝在箱體內(nèi)，目前也沒有適用的新概念。小容量變電站也可與出線模塊合并為一個模塊。

　　3、模塊化變電站與戶內(nèi)GIS站技術(shù)經(jīng)濟比較

　　下面我們選取貴州電網(wǎng)公司標準化設(shè)計中的“G2-3B10-GN類型

　　方案”（戶內(nèi)GIS站）作為比較對象。模塊化站方案為GIS戶外布置。

　　3.1各子模塊與G2方案相應(yīng)配電裝置的比較

　�。�1）110kV配電裝置的比較　      　

　　（2）主變壓器系統(tǒng)的比較          

　�。�3）10kV配電裝置的比較            

　�。�4）綜合自動化系統(tǒng)的比較　       　　

　�。�5）其它配套設(shè)施的比較     　　

　　3.2模塊化變電站與G2方案全站技術(shù)經(jīng)濟比較

　　3.3比較結(jié)果綜述

　　1）模塊化變電站占地面積比G2方案小327平方米，更加節(jié)省土地資源。

　　2）在模塊化變電站方案一中，除了警衛(wèi)室，沒有任何永久性建筑，站內(nèi)建筑面積比G2方案少了2258平方米，建筑工程費少了578萬元。在模塊化變電站方案二中，有GIS室和警衛(wèi)室兩座永久性建筑，比方案建筑面積增加了266平方米，建筑工程費增加126萬元。

　　3）模塊化變電站的設(shè)備購置費比G2方案的設(shè)備購置費多643萬元，設(shè)備費的差別主要來自10kV配電裝置、10kV電容器組、控制及直流系統(tǒng)。

　　4）從總體投資上看，模塊化變電站方案一比G2方案高145萬元，但現(xiàn)場安裝及試驗的工作量大幅減少，施工周期縮短至少4個月。同時，全絕緣、全屏蔽的設(shè)計，使站內(nèi)沒有了裸露的帶電部分，減少了安全隱患。

　　5）從投資回報上看，預測模塊化變電站第一年增售電量收入為748萬元，平均每月增售電量收入為62.4萬元，模塊化變電站方案一至少提前4個月投運，增售電量收入為250萬元。提前投運增售收入比增加的投資多出了105萬元。

　　4、結(jié)束語

　　綜合以上分析，模塊化變電站總體投資比戶內(nèi)GIS站略高，設(shè)備購置費高于戶內(nèi)GIS站，建筑工程費低于戶內(nèi)GIS站，將原來花在修建筑物上的錢花在設(shè)備投資上，說明模塊化變電站建設(shè)模式的整體技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢是十分明顯的。模塊化變電站建設(shè)模式加快了變電站的建設(shè)進度，提前投運帶來的售電收入增加，完全可以彌補增加的投資。同時，模塊化變電站建設(shè)模式提高了工作效率，減少了安全隱患。因此，模塊化變電站建設(shè)的模式是可行的。