夏正
四川省能投美姑新能源开发有限公司 四川 美姑 616450
摘要：通过对预装式变电站的概念引入与发展状况介绍，并结合四川一风电场110kV升压站项目，从升压站电气设备布置、总平面布置图、建站模式等方面对预装式变电站和常规站的技术性能进行对比分析。
关键词：预装式;变电站;模块化建设;电气设备布置
0引言
步入21世纪以来，电力行业在以打造“智能电网”概念为大趋势下，积极推广与发展新能源发电行业（比如地热能发电、光伏发电、风力发电），变电站作为电力资源发电端与输电端的重要联结枢纽，其改良与发展也对电力系统的稳定有一定的辅助作用。在项目建设土地资源日益减少的背景下，为了更好地适应新能源项目对于变电站建设的新需求、进一步保证项目的建设和可持续发展、更合理地选择变电站方案，预装式变电站应运而生。
1预装式变电站的概况简述
1.1简述
预制舱是智能变电站应用的新技术、新材料、新设备的一个综合应用，它是由预制舱体、二次设备屏柜（或机架）、舱体辅助设施等组成。预制舱会在工厂内完成制作、组装、配线、调试等一整套的装配工作，并作为一个整体运输至项目的施工现场，就位于安装基础上。预制舱内部的整套二次设备由厂家集成，实现工厂化加工。这极大地减少了现场设计、二次接线、施工、调试等工作量，还简化了后期的检修维护工作，大大缩短建设周期，有效支撑了电网快速建设。
预制舱具有标准化、模块化、预制化的技术特点。厂家可根据设备柜体的实际需要定制特定尺寸，以便适应设备的正常运行。
预制化是指预制舱的舱体结构、内部设备按装、内部设备间的连线、内部设备间的电缆和光缆均采用工厂化预制的方式加工。并在工厂内完成所有设备的安装、接线与调试工作，将预制舱及其内部设备作为一个设备整体运输至变电站现场，完成就位和通电从而达到提高现场施工效率，实现了降低智能变电站建设周期的目标。
1.2发展历史
为加快国家智能化变电站的建设速度，更好地迎合国家经济发展的速度，更好地给广大用户提供电力支持，自2015年起国家电网公司对智能变电站的建设和推广进行了有利的引导。与此同时，已经有部分变电站的建站模式开始采用预装式，一次预制舱与二次预制舱的应用也越来越普及开来。
为了更好的指导下属公司变电站的建设，国家电网公司开展了110kV智能变电站模块化试点工作。直至目前，智能变电站模块化已经逐渐成熟[2]，被越来越广泛的运用到变电站建设项目中。
2项目基本情况
本文涉及大唐广元芳地坪二期（罗圈岩）风电场工程110kV升压站，广元市朝天区西北乡、蒲家乡境内的大唐广元芳地坪风电场。作为四川省2011年获批的首个山地风力发电场，也是广元首座风电场，同时是四川省新能源建设重点项目，也是四川省发改委确定2014年建成投产的省重点新能源项目之一。芳地坪风电一期项目总投资约2.65亿元，规划总装机容量30兆瓦，安装20台东汽FD89型1.5兆瓦风电机组，2014年6月底竣工并试运行，2015年1月12日正式投产发电。该风电项目将每年为四川电网提供清洁、绿色可再生电能源5500万千瓦·时，可以满足2.6万户家庭约8万人一年的用电需求，项目全面投产后年可实现产值3400余万元、税收300余万元，相当于每年减排二氧化碳48.253吨，减排二氧化硫1650吨，减排氮氧化物825吨，这对优化广元市经济结构、环境治理、推进资源转化、促进低碳经济发展具有十分重要的意义。而四川省电源布局以水电为主、火电为辅，因此大力开发风电，将在一定程度上促进四川能源电力结构的改善。
2.1升压站电气主接线
2.1.1110kV侧电气主接线
（1）接线方式。110kV升压站110kV侧建成出线1回，进线1回，因为只有一路进线与一台变压器，故而采用线路变压器的组接线方式，即线路和变压器直接相连。线路变压器的组接线方式，是最简单的一种接线方式，其优点是设备少、投资省、操作简便、宜于后期扩建，但灵活性和可靠性较低。
（2）主变选择。新建一台105MVA主变，型号为SZ11-105000/110，电压比121±8×1.25%/37kV，接线组别YNd11，阻抗电压Uk=10.5%，调压方式为有载调压。
主变压器电压调整方式：变压器的电压调整是靠分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器的变比来实现调压的。分接开关的切换方式有两种：一种为无载调压，也称为无激励调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是带负载切换，亦称为有载调压，调整范围可达30%。对于110kV及以下的变压器，宜考虑至少有一级电压的调压方式，故主变压器采用有载调压方式。
（3）中性点接地系统。110kV侧为中性点直接接地系统，主变压器110kV侧中性点经隔离开关和放电间隙后接地。直接接地系统产生短路故障时的单相短路电流很大，故障线路或设备要求以最快速度被切除，这不仅对断路器提出来较高要求，也降低了供电连续性。但由于过电压较低，对线路的绝缘水平要求不高，项目的设备造价较省，尤其在高压电网和超高压电网，经济性非常好。故中性点直接接地系统广泛适用于110kV等级及以上的电网中。
2.1.235kV配电装置接线
（1）接线方式。35kV侧建成进线6回，出线1回，因只有一路进线与一台变压器，故而选择单母线接线方式。单母线接线方式，是一种最简单的接线方式，其特点是接线简单、操作简便、经济性好，并且母线便于向两端延伸，后期扩建方便，但可靠性较低，调度不方便。
（2）中性点接地系统。35kV侧中性点采用经变压器中性点接地电阻柜接地。变压器中性点接地电阻柜是包括接地变压器在内的成套接地设备，安装在变压器中性点和地之间。接地变是人为制造的一个中性点，用来连接接地电阻。当系统发生接地故障时，对正序负序电流呈高阻抗，对零序电流呈低阻抗性使接地保护可靠动作。
2.2110kV升压站电气设备布置
（1）常规式升压站电气设备布置。常规升压站尺寸49m×85m，面积4165m2。
110kV配电装置及主变压器设计采用户外布置型式，110kVGIS屋外配电装置布置在升压变电站北侧，35kV屋内配电装置室位于生产楼内，位于变电站南侧，主变压器布置在110kVGIS屋外配电装置与35kV屋内配电装置之间，无功补偿装置布置于升压站东北角。
生产楼位于升压变电站东侧，电子设备间、400V室、蓄电池室及中控室等均布置在生产楼内。
35kV屋内配电装置采用户内成套开关柜，单列布置。主变35kV侧与35kV屋内配电装置连接采用全绝缘铜管母线。
（2）预装式升压站电气设备布置。预装式升压站尺寸42m×55m，面积2310m2，水泵房面积72m2，较常规站节省占地面积1783m2。
110kV配电装置、35kV及0.4kV开关柜、电子设备间、SVG等均采用预制舱布置，主变及无功补偿装置电抗器采用户外布置。
110kV配电装置及无功补偿预制舱部分布置于升压站北侧，主变压器及无功补偿电抗器布置于升压站中部，高低压开关柜及接地变布置于主变压器南侧，电子设备间及蓄电池室布置于升压站南侧。
2.3常规站及预装式升压站技术比较
传统的变电站与预装式变电站在建站模式、建站周期、现场施工等方面均有着不同的表现。
3结论
预装式变电站的利弊：
（1）优势：占地规模需求较小，变电站的选址更为灵活，预制舱舱体可以灵活布置。工厂化生产和预制式电缆的采用极大地减少了现场土建建筑的施工工作量和施工人员的协调工作量，综合计算下来造价费用低。
（2）弊端：对产品提出较高的要求，供货厂家需要具备能够为用户提供整体全套方案的能力；仍会受地形限制，且受天气影响较大，检修空间；部分舱内温度不能达到要求，舱内噪声大等问题需要逐步完善。
参考文献
[1]宋爽.预装式变电站的发展现状和技术对比[J].新型工业化,2020,10（04):17-22.
[2]刘奎.浅谈预装式箱式变电站的改进[J].中国新技术新产品,2017（04):35-36.
[3]顾峰.浅谈高压/低压预装式变电站的现状及发展趋势[J].电气应用,2006（07):16-18.
作者简介：姓名：夏正（1985.12.30--）；性别：男，民族：汉，籍贯：湖北省鄂州市，学历：本科；现有职称：工程师；研究方向：电气工程及其自动化