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(yù)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(diǎn)，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(jìn)行了整理，并對未來市場情況作了相應(yīng)預(yù)測。
關(guān)鍵詞：模塊化變電站；新模式；比較；技術(shù)特點(diǎn)
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(jìn)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(jìn)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(yù)裝式開關(guān)室；
4）綜合自動化模塊采用一體化預(yù)裝式控制室；
5）中壓配套裝置模塊包括無功補(bǔ)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(diǎn)分析
2.1進(jìn)線模塊
各種封閉式組合電器可以作為進(jìn)線模塊的基礎(chǔ)，如果進(jìn)出線采用工廠預(yù)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(diǎn)，可更方便于安裝及運(yùn)行中的維護(hù)。
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(jìn)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(yù)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(qiáng)迫通風(fēng)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(jìn)出線端子進(jìn)行改進(jìn)，一次側(cè)采用可拔插的電纜附件或油氣套管與進(jìn)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(jī)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(hù)少、吊裝和運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，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(kuò)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(jìn)出線連接，并兼隔離斷口功能，外邊再加防護(hù)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(hù)少，布局簡捷，使變電站的建設(shè)和運(yùn)行更加簡化，工廠化特點(diǎn)更加突出。其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)有兩個，一是開關(guān)設(shè)備免維護(hù)，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(hù)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(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)償及消弧線圈模塊
無功補(bǔ)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(jì)比較
下面我們選取貴州電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(fèi)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(fèi)增加126萬元。
3）模塊化變電站的設(shè)備購置費(fèi)比G2方案的設(shè)備購置費(fèi)多643萬元，設(shè)備費(fèi)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(yàn)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(yù)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(yùn)，增售電量收入為250萬元。提前投運(yùn)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(fèi)高于戶內(nèi)GIS站，建筑工程費(fèi)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(jì)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(jìn)度，提前投運(yùn)帶來的售電收入增加，完全可以彌補(bǔ)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。
