CN113241621A - 一种110kV变电站二次设备预制舱 - Google Patents

一种110kV变电站二次设备预制舱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种110kV变电站二次设备预制舱，所述110kV变电站二次设备预制舱将二次设备按照功能划分为若干个功能模块，所述功能模块包括主控台模块、保护测控模块、交换机模块、全站公用模块、安自模块、计量监测模块、电源模块和通信设备模块；所述二次设备预制舱舱体横向划分为若干个空间，所述功能模块依序放置于所述预制舱所划分的各个空间中。上述110kV变电站二次设备预制舱通过以间隔为单位划分舱体，并按照功能进行二次设备模块化划分，实现标准化、简单化布置，最大程度减少二次设备间光电缆的断点和转接，简化接线工作，提高工程效率，缩短建站工期。

Description

一种110kV变电站二次设备预制舱
技术领域
本发明涉及变电站二次设备技术领域，特别是涉及一种110kV二次设备预制舱。
背景技术
在国内，变电站从规划至投产通常耗时较长，主要原因有三个：一是建设周期长，变电站建设涉及规划选址、勘察设计、工程报建、物资采购、安装施工、调试和投产验收等全周期的工作内容，以110kV常规变电站为例，其建设周期往往需要20～24个月；二是随着变电站的智能化水平和电气设备精细化程度的不断提高，对规划设计、现场施工、调试人员的要求也随之提高，工期难以压缩；三是变电站工程千差万别，各种定制化需求以及复杂的工程接口也加大了工程前期工作的耗时。
对于变电站中的二次设备，传统方式通常采用集中式或是下放式对二次屏柜进行布置，将其安装于继保室或继保小室内，再将二次屏柜运到变电站施工现场，继续完成二次屏柜间以及二次设备与一次设备、暖通、水工等设备之间的电缆敷设、接线及调试工作。
然而，由于二次屏柜间光电缆及二次设备至一次设备间的电缆复杂繁多，在施工现场仍需要花费大量时间进行接线。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种110kV二次设备预制舱，通过以间隔为单位，按照功能划分进行设计，实现预制舱式变电站二次设备的标准化、简单化布置，最大程度减少二次设备间光电缆的断点和转接，简化施工现场的复杂接线工作。
对于本发明提供的一种110kV变电站二次设备预制舱，具体包括：
将二次设备按照功能划分为若干个功能模块，所述功能模块包括主控台模块、保护测控模块、交换机模块、全站公用模块、安自模块、计量监测模块、电源模块和通信设备模块；所述二次设备预制舱舱体横向划分为若干个空间，所述功能模块依序放置于所述预制舱所划分的各个空间中；其中，所述电源模块与其余功能模块分别连接；所述主控台还与所述交换机模块连接；所述保护测控模块还与所述交换机模块、所述全站公用模块和所述安自模块连接；所述交换机模块还与所述全站公用模块连接；所述全站公用模块还与所述安自模块、所述计量监测模块连接。
可选的，所述保护测控模块包括主变保护测控模块和110kV/10kV保护测控模块；所述主变保护测控模块用于为主变压器提供保护装置和测控装置，所述110kV/10kV保护测控模块用于为110kV和10kV的一次设备提供保护装置和测控装置。
可选的，所述安自模块与所述110kV/10kV保护测控模块连接。
可选的，所述电源模块包括站用配电模块、直流电源模块和交流电源模块；所述站用配电模块用于为所述变电站的一次设备供电，所述直流电源模块和交流电源模块用于为所述二次设备供电。
可选的，所述通信设备模块包括通信直流馈线屏、光传输设备屏、综合数据网设备屏和调度数据网设备屏。
可选的，所述通信直流馈线屏与所述直流电源模块连接。
可选的，所述二次设备预制舱的尺寸包括：28200mm×7600mm。
可选的，所述全站公用模块包括时间同步装置、视频及环境监测装置、公用测控装置、故障录波采集装置、智能运动机和二次安全防护设备；其中，所述智能运动机用于为所述变电站提供通信连接。
可选的，所述安自模块包括备自投装置和低频低周减载装置，用于当所述变电站内设备故障时自动恢复至安全状态
可选的，所述交换机模块用于进行所述保护测控模块、所述全站公用模块与所述主控台模块之间的数据传输。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的110kV变电站二次设备预制舱中，通过根据预制舱式变电站内二次设备舱的尺寸对舱体进行分段划分，再将二次设备按功能划分为主控台模块、保护测控模块、交换机模块、全站公用模块、安自模块、计量监测模块、电源模块和通信设备模块，并将各模块对应布置于所划分的舱体分段空间中，实现在工厂内快速完成各二次设备/屏柜间光电缆的接线及调试工作，到达施工现场后仅需再进行拼接及模块间的光电缆连接，从而有效提升工作效率，缩短建站周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的二次设备预制舱的结构框图。
图2(a)-(d)是本发明实施例提供的110kV/10kV户内GIS变电站的二次设备预制舱平面布置图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如图1所示，第一方面，本发明一个实施例提供一种110kV变电站二次设备预制舱，其中，二次设备按照功能划分为若干个功能模块：主控台模块1、保护测控模块2、交换机模块3、全站公用模块4、安自模块5、计量监测模块6、电源模块7和通信设备模块8。
二次设备预制舱舱体横向划分为若干个空间，所述功能模块依序放置于所述预制舱所划分的各个空间中。其中，电源模块7与其余功能模块分别连接，主控台模块1还与交换机模块3连接，保护测控模块2还与交换机模块3、全站公用模块4和安自模块5连接，交换机模块3还与全站公用模块4连接，全站公用模块4还与安自模块5、计量监测模块6连接。
具体地，保护测控模块2包括主变保护测控模块和110kV/10kV保护测控模块，主变保护测控模块用于为主变压器提供保护装置和测控装置，110kV/10kV保护测控模块用于为110kV和10kV的一次设备提供保护装置和测控装置。
具体地，安自模块5与110kV/10kV保护测控模块连接。
具体地，电源模块7包括站用配电模块、直流电源模块和交流电源模块，站用配电模块用于为变电站的一次设备供电，直流电源模块和交流电源模块用于为二次设备供电。
具体地，通信设备模块8包括通信直流馈线屏、光传输设备屏、综合数据网设备屏和调度数据网设备屏等通信设备屏柜，其中，通信直流馈线屏与直流电源模块连接。
具体地，二次设备预制舱的尺寸包括：28200mm×7600mm。
具体地，全站公用模块4包括时间同步装置、视频及环境监测装置、公用测控装置、故障录波采集装置、智能运动机和二次安全防护设备；其中，所述智能运动机用于为所述变电站提供通信连接。
具体地，安自模块5包括备自投装置和低频低周减载装置，用于当所述变电站内设备故障时自动恢复至安全状态。
参照图2(a)-(d)，本发明一个具体实施例还提供一种110kV/10kV户内GIS变电站的二次设备预制舱，全站设备采用预制舱模式的110kV/10kV户内GIS变电站规模考虑二次设备的数量及布置方式，其中，二次设备集中布置于二次设备预制舱内，二次设备预制舱则布置于预制舱式变电站二层、10kV开关柜预制舱楼上。
具体地，二次设备预制舱的尺寸设置为28200mm(长)×7600mm(宽)，舱体内具体按照7600mm(长)×3000mm(宽)或7600mm(长)×2400mm(宽)的尺寸进行分段，以对二次设备进行分区布置。
舱体内分段的空间在工厂中完成各二次设备间的光电缆接线及调试工作，再将舱体分段运输，到达施工现场后仅需再进行拼接及模块间的光电缆连接即可，从而实现提升工作效率，缩短建站周期。
在本实施例中，舱体的第一分段放置主控台模块1(T1)，主控台模块1具体包括计算机监控系统的主机、操作员工作站和服务器等二次设备，其中，计算机监控系统通过交换机模块3中的站控层交换机将主机与各模块内的保护装置、测控装置连接，实现110kV预制舱式变电站的运行监视与管理、数据采集及存储功能。
第二分段、第三分段为保护测控模块2，包括主变保护测控模块和110kV/10kV保护测控模块。
具体地，第二分段、第三分段分别放置主变保护测控模块(1P-12P)和110kV/10kV保护测控模块(13P-24P)，主变保护测控模块按终期规模配置110kV主变压器的保护屏和测控屏，其中，#3主变保护屏及测控屏仅预留位置；110kV/10kV保护测控模块按终期规模配置110kV/10kV两个电压等级需要的保护屏、测控屏等设备，其中，预留4回110kV线路的保护屏及测控屏位置。
舱体的第四分段放置交换机模块3(25P-30P)，交换机模块3中设置有3台站控层交换机屏和3台过程层交换机屏，用于进行保护测控模块2、全站公用模块4与主控台模块1之间的数据传输。
舱体的第五分段放置全站公用模块4(31P-42P)，全站公用模块4包括时间同步装置、视频及环境监测装置、公用测控装置、故障录波采集装置、智能运动机和二次安全防护设备；其中，智能运动机集成远动、在线监测、保信子站、电能采集、相量测量数据处理等业务功能，可作为110kV预制舱式变电站统一的出口系统，用于本变电站与上级单位之间的通信。
舱体的第六分段中分别放置安自模块5(43P-48P)和计量监测模块6(49P-54P)，安自模块5具体包括备自投装置和低频低周减载装置，用于当所述变电站内设备故障时自动恢复至安全状态；计量监测模块6则包括电度表屏、电能采集屏、电能/电压质量监测屏及预留屏位。
舱体的第七分段、第八分段放置电源模块7，具体地：舱体的第七分段放置站用配电模块(55P-60P)，站用配电模块包括六面380V低压配电屏，用于为本变电站的一次设备供电，舱体的第八分段放置交流电源模块(61P-66P)和直流电源模块(67P-72P)，交流电源模块由交流不间断电源和二次试验电源组成，直流电源模块由直流充电屏和馈电屏组成，直流电源模块和交流电源模块用于为二次设备供电；舱体的第八分段还同时放置有预留屏位。
通信设备模块8(73P-84P)共用舱体的第九、第十分段，通信设备模块8按照终期规模配置十二面屏柜(含备用屏柜)，具体包括通信直流馈线屏、光传输设备屏、综合数据网设备屏和调度数据网设备屏等通信设备屏柜以及预留屏柜；其中，通信直流馈线屏与直流电源模块连接。
本实施例从功能出发，对二次设备进行模块化划分，实现预制舱式变电站二次设备的标准化、简单化布置。
本实施例中，各个模块分别按照终期规模配置二次设备，并留有备用屏柜位置，以满足后续扩建及改造需求。
具体地，二次设备各个模块之间用电缆和/或光缆进行联系，例如：主变保护测控模块中，#1主变测控屏(6P)的一根电缆接至全站公用模块4中的公用测控屏I(33P)，而#1主变保护屏I(4P)的一根光缆则接至交换机模块3中的站控层A网交换机屏(25P)。
本实施例通过根据各二次设备模块的功能和连接关系进行舱内分区布置，使模块与模块间连接光缆和电缆相应减少，从而减少光电缆的断点和转接，简化施工现场的复杂接线工作。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，包括：
将二次设备按照功能划分为若干个功能模块，所述功能模块包括主控台模块、保护测控模块、交换机模块、全站公用模块、安自模块、计量监测模块、电源模块和通信设备模块；
所述二次设备预制舱舱体横向划分为若干个空间，所述功能模块依序放置于所述预制舱所划分的各个空间中，其中，
所述电源模块与其余功能模块分别连接；
所述主控台还与所述交换机模块连接；
所述保护测控模块还与所述交换机模块、所述全站公用模块和所述安自模块连接；
所述交换机模块还与所述全站公用模块连接；
所述全站公用模块还与所述安自模块、所述计量监测模块连接。
2.根据权利要求1所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，所述保护测控模块包括：
主变保护测控模块和110kV/10kV保护测控模块；
所述主变保护测控模块用于为主变压器提供保护装置和测控装置，所述110kV/10kV保护测控模块用于为110kV和10kV的一次设备提供保护装置和测控装置。
3.根据权利要求2所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，所述安自模块与所述110kV/10kV保护测控模块连接。
4.根据权利要求1所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，所述电源模块包括：
站用配电模块、直流电源模块和交流电源模块，所述站用配电模块用于为所述变电站的一次设备供电，所述直流电源模块和交流电源模块用于为所述二次设备供电。
5.根据权利要求1所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，所述通信设备模块包括：
通信直流馈线屏、光传输设备屏、综合数据网设备屏和调度数据网设备屏。
6.根据权利要求4或5所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，包括：
所述通信直流馈线屏与所述直流电源模块连接。
7.根据权利要求1所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，所述二次设备预制舱的尺寸包括：28200mm×7600mm。
8.根据权利要求1所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，所述全站公用模块包括：
时间同步装置、视频及环境监测装置、公用测控装置、故障录波采集装置、智能运动机和二次安全防护设备；
其中，所述智能运动机用于为所述变电站提供通信连接。
9.根据权利要求1所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，所述安自模块包括：备自投装置和低频低周减载装置，用于当所述变电站内设备故障时自动恢复至安全状态。
10.根据权利要求1所述的110kV变电站二次设备预制舱，其特征在于，包括：
所述交换机模块用于进行所述保护测控模块、所述全站公用模块与所述主控台模块之间的数据传输。
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