变电站模块化应用与管理技术优势探讨

刘灵云

陕西省电力公司西安供电公司710000

摘要：模块化变电站提出了一种变电站建设的新模式，它是将变电站划分为高压模块、主变压器模块、中压模块、综自模块、配套模块五个功能模块。

关键词：模块化变电站；新模式；比较；技术特点

目前，随着经济持续而快速的发展，土地资源越来越紧张。几乎所有的城市都在规划，要把城市建成为绿色城市、花园式城市、生态环保城市，有的还提出更高要求，要建成为智能化城市。而城市建设重中之重的基础设施，自然而然是要建设一个高可靠的供配电系统。因此研究高可靠性、占地面积小、安装施工简便的新型变电站模式的推广应用是十分必要的。

一、模块化变电站概述

1）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；

2）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；

3）中压开关模块内采用一体化预装式开关室；

4）综合自动化模块采用一体化预装式控制室；

5）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。

6）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中。

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模块、主变压器模块、中压模块、配套模块四个功能模块采用一次电缆连接，综自模块与其他模块采用二次电缆及通讯线路进行连接，最后整体进行整体调试即可完成变电站建设。

二、变电站模块化技术的特点分析

2.1高压（进线）模块

各种封闭式组合电器可以作为进线模块的基础，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。

35kV电压等级较少有户外型封闭式组合电器产品，制约了35kV全模块化变电站的发展。目前35kV模块化变电站的进线模块主要采用拼装式，即将户内开关柜或气体绝缘封闭式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，由于箱体的防潮、隔热、防凝露等效果不够好，需要附加空调、温控和强迫通风装置。

2.2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，但需要考虑绝缘封闭的要求。

2.3中压（出线）模块

近几年来，中压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，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，已大量应用在35kV变电站；随着永磁开关参数的提升，这种模块已扩大应用到66kV和110kV变电站。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。这种模式专为户外电力设备设计，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有两个，一是开关设备免维护，二是大电流参数的电缆接头。

三、模块化变电站与户内GIS站技术经济比较

3.1下面选取110kV变电站进行经济技术对比。

3.2比较结果综述

1）模块化变电站占地面积比户外站方案占地面积减少2027平方米，比户内站方案占地面积减少395平房米，更加节省土地资源。

2）在模块化变电站方案与户外站对比中，建筑工程费减少了369万元。在模块化变电站方案与户内站对比中，建筑工程费减少了538万元。

3）模块化变电站的设备购置费比户内站方案的设备购置费多327万元，设备费的差别主要来自10kV配电装置、10kV电容器组、控制及直流系统。

4）从总体投资上看，模块化变电站方案比户外站方案高934万元，但现场安装及试验的工作量大幅减少，施工周期缩短至少4个月。同时，全绝缘、全屏蔽的设计，使站内没有了裸露的带电部分，减少了安全隐患。

5）从投资回报上看，预测模块化变电站方案至少提前4个月投运，增售电量收入为250万元。提前投运增售收入比增加的投资多出了105万元。

综合以上分析，模块化变电站总体投资比户外AIS站略高，设备购置费高于户内GIS站和户外AIS站，建筑工程费低于户内GIS站和户外AIS站，将原来花在修建筑物上的钱花在设备投资上，说明模块化变电站建设模式的整体技术经济优势是十分明显的。模块化变电站建设模式加快了变电站的建设进度，提前投运带来的售电收入增加，完全可以弥补增加的投资。同时，模块化变电站建设模式提高了工作效率，减少了安全隐患。因此，模块化变电站建设的模式是可行的。

参考文献

1.国家电网公司输变电工程典型设计35kV变电站分册

2.李建基.高压开关设备实用技术.中国电力出版社，2015