摘要：相对于传统变电站而言，模块化变电站建设、安装快速方便，但现有的模块化变电站建设中未考虑智能化问题。本文设计了一种模块化变电站智能化的技术方案，以户外智能组件柜及多功能装置、辅助系统形式，实现一次设备的测控、保护、状态监测等功能及变电站的视频、安防等辅助功能。通过采用本文提出的模块化变电站智能化方案，能够充分发挥预制模块型变电站和高压设备智能化的技术优势，弥补两者的不足，丰富智能变电站的建设设计模式。
关键词：变电站；设备；设计；
前言
随着新型智能高压设备在新一代智能变电站中的应用，为了提高设计的技术含量，减少变电站的占地和建筑面积、压缩附属设施，有必要对新一代智能变电站一次设备模块化设计进行研究。主要依托国家电网公司新一代智能变电站示范工程“柳江沟110KV变电站新建工程”，对新一代智能变电站模块化设计进行了研究。
一、模块划分原则
从新一代智能站的角度出发。采用新设备、新技术、新工艺，合理简化主接线．优化布置方案，形成合理、先进、优化的模块，提高设计技术含量。以达到减少变电站的占地和建筑面积、压缩附属设施，实现环保和可持续发展的目的。各个模块的设计综合考虑“每个设备选择的合理性、每个布置尺寸的合理性、每项革新和改进的合理性、每个问题解决方案的合理性”．努力做到先进性、灵活性。先进性：设备选型先进合理。占地面积小；灵活性：模块划分合理，接口灵活，组合方案多样，规模增减方便。
二、智能预制模块
1.智能化线路进站模块设计
进线模块的进出线一般由插拔式电缆插接头连接气体绝缘封闭式组合电器(GIS)。GIS内集成了互感器、断路器、隔离开关、避雷器等众多一次设备，进出线模块智能化可以认为是GIS的智能化，所以进线模块智能化采用“智能组件+合并单元+智能终端+进线模块”的形式来实现。智能组件包括局部放电IED及监测主IED，完成GIS开关状态监测的功能，合并单元及智能终端完成互感器采样数据的数字化及断路器的控制、开关量采集、模拟量采集(变送器形式)、GOOSE报文接收及发送功能。以上各智能化装置采用柜式就地安装于进线模块旁，形成进线智能化模块。
相较于普通的进线模块，进线智能化模块除实现常规的进线模块功能外，还实现了以下功能：(1)合并单元接收互感器的电流量，将处理完的电流量送至本间隔的保护测控装置，同时预留数据输出接口供跨间隔的保护、自动化设备及计量装置使用。(2)智能终端接收断路器、隔离开关等机构发出的断路器、隔离开关位置信号、设备的状态信号，并能够向其发出跳闸指令，支持联锁功能等；支持保护的分相跳闸、三相跳闸、重合闸等GOOSE命令；支持遥控分、合等GOOSE命令。(3)断路器控制回路一体化设计，简化智能终端回路。智能终端与过程层网络的GOOSE信息的多播机制减少断路器、刀闸辅助接点、辅助继电器、本体端子排数量，利用站控层GOOSE横向联闭锁功能取消就地横向电气联闭锁接线。断路器控制二次回路和断路器操作箱两者一体化设计，取消防跳、三相不一致、压力低闭锁等冗余二次接线，简化断路器控制回路。(4)各式传感器内置或外置于GIS本体，一次厂家按设计单位提出的要求，在一次设备设计制造时统一考虑在线监测传感器选型、安装，使开关本体和传感器寿命匹配，布线合理，与高压设备内部绝缘介质相通的外置传感器密封性能、机械性能、杂质含量等符合或高于一次设备的相应要求。
2.智能化线路
出站模块中、低压侧出线模块包括35kV开关柜、10kV开关柜、35kV线路保护装置、10kV线路保护装置、站用变压器、母线装置、计量装置、中压配套模块等组成，满足35kV、10kV各种接线要求，并提供35kV、10kV出线及电容器保护、测控、计量功能。采用测控、保护、计量多合一装置，按间隔单元单套配置，采用就地下放方式直接安装在开关柜上。电压、电流通过对常规互感器直接采样的方式完成，断路器、刀闸位置等开关量通过硬接点直接采集，并通过DL／T860MMS服务上送至站控层。同时，装置接收站控层的控制指令，断路器的跳合闸直接通过电缆硬节点控制完成。跨间隔开关量信息交换采用站控层GOOSE网络传输方式。中压配套模块主要由10kV并联成套补偿装置和消弧线圈组成，通过一次电缆与10kV出线模块相连接，其中的10kV并联成套补偿装置投切由监控主机通过10kV电容器保护测控计量一体化装置进行控制，采用一定的优化算法完善电网无功补偿功能。
3.辅助系统模块
（1）10KV电容器模块：电容器无功补偿装置模块：以电容器组为单元，提出采用集成式无功设备的电容器无功补偿装置模块。努力做到电容器组模块化安装，由厂家集成设计、组合成模块运至现场。经过厂家调研。目前集成式电容器有两种：箱式和集合式。箱式电容器装置由箱式高压并联电容器、油浸式串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、保护器件等设备组合而成。电容器、电抗器和放电线圈为一体式全密封结构，三者均为油浸式。根据类型分别装设绝缘油的温度补偿装置、温度保护器件。该类型电容器具有以下特点：结构。紧凑，电容器、电抗器和放电线圈一体式；安装。施工简便，装置为一个整体．运至现场接人电网，即可运行；运行。工作场强较低，确保安全电气绝缘的裕度大；带电部位不外露．无需设置围栏，即使安装在室外也不存在触电的危险；装置无需建房；④维护。免维护的设计理念，与其它类型的高压并联电容器相比，具有更高的可靠性。集合式集合式电容器组将集合式电容器、干式铁芯电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、户内隔离开关、保护器件等设备集合到箱体内。
（2）模块化变电站是无人值班(少人值守)变电站的重要组成部分，辅助系统将是变电站自动化系统中不可或缺的重要组成部分。辅助系统模块集成了视频监控系统、安防消防系统和交直流一体化电源，承担维护变电站日常安全、可靠运维的责任。
（3）自动化模块包括对时模块、110kV进线及主变保护装置、测控装置、计量装置、网络交换设备、远动网关机、监控主机、微机五防设备等，将上述各模块组柜安装在母模块箱体内，并通过光纤以太网与过程层设备及出线模块连接。
三、模块拼接
110KV配电装置：可根据本文提出的110KV配电装置出线模块、主变进线模块、分段模块组合成单母线接线、单母线分段接线配电装置10kV配电装置：模块拼接时，尽量让一段母线开关柜集中布置于1台集装箱内部。
结束语
提出110KV屋外配电装置出线间隔模块、主变进线间隔模块和分段间隔模块平面布置图和断面图；提出110KV主变压器模块平面布置图及断面图；结合集装箱国际标准尺寸，提出10KV配电装置平面布置图；根据厂家调研，提出10KV电容器模块化设计方案：箱式和集合式；通过各模块的拼接，可实现新一代智能化变电站更高效、更简洁的设计。
参考文献：
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