模块化变电站系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种模块化变电站系统，其中，该系统包括：高压开关模块、主变压器模块、中压开关模块、综合自动化模块、中压配套模块，其中，所述高压开关模块、主变压器模块、中压开关模块、综合自动化模块和中压配套模块为分体式安装。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中需要将各种电器设备分散的运到安装现场后进行安装调试导致的施工周期长以及工作量较大的问题，减小了现场的施工及调试的工作量，缩短变电站的施工周期。
【专利说明】模块化变电站系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种模块化变电站系统。
【背景技术】
[0002] 从国内35kV及以上变电站的建设上来看，由于各地区经济发展情况的差别，35kV 及以上变电站建设规模及方式各有不同。为统一变电站建设标准、统一设备规范、方便设 备招标、方便运行维护、提高工作效率、降低变电站建设和运行成本，国家电网公司于2005 年12月推出了《国家电网公司输变电工程典型设计》（以下简称典型设计），在典型设计中 将35kV及以上变电站按布置方式分为户外变电站、户内变电站和半地下变电站三大类，此 三种模式为现阶段变电站建设的基本模式，适用于城市农村等不同场所，其建设模式均为 分散将各种电气设备运抵现场后，再分别进行安装调试，使得现场施工周期较长、工作量较 大。
[0003] 从近年来电力设备技术的发展趋势看来，变电站建设正向工厂预制式模块化发 展，自10kV集装箱式变电站投入市场以来，简单的现场组装式变电站形式越来越受到用户 的青睐。现阶段110kV及以下配网化的趋势逐渐明显，35kV及以上变电站建设数量越来越 多，简单、可靠、建站快速的模块化变电站建设方式势必会引起用户的关注并成为今后变电 站建设的主流。
[0004] 针对相关技术中需要将各种电器设备分散的运到安装现场后进行安装调试导致 的施工周期长以及工作量较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种模块化变电站系统，以至少解决上述问题。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种模块化变电站系统，包括：高压开关模块、主 变压器模块、中压开关模块、综合自动化模块、中压配套模块，其中，所述高压开关模块、主 变压器模块、中压开关模块、综合自动化模块和中压配套模块为分体式安装。
[0007] 优选地，所述综合自动化模块通过二次电缆分别与所述高压开关模块、主变压器 模块、中压开关模块、中压配套模块连接；所述主变压器模块通过一次电缆分别与所述高压 开关模块、所述中压开关模块连接；所述中压开关模块，通过一次电缆与所述中压配套模块 连接。
[0008] 优选地，所述高压开关模块、所述主变压器模块、所述中压开关模块、所述综合自 动化模块、所述中压配套模块均分别位于一个独立的箱体内部，各个独立的所述箱体组成 所述模块化变电站系统的箱体。
[0009] 优选地，所述各个独立的箱体的外壳从内至外依次包括：纸面石膏、钢架构、加固 材料、防湿密封薄膜、保温材料、通气层、复合保温板。
[0010] 优选地，所述加固材料为欧松板。
[0011] 优选地，所述复合保温板包括：金属板和保温绝热材料。
[0012] 优选地，所述一次电缆和/或所述二次电缆为全封闭全密封电缆。
[0013] 优选地，所述高压开关模块包括以下至少之一：金属铠装移开式开关设备、固定式 空气绝缘开关设备、固定式气体绝缘开关设备。
[0014] 优选地，所述中压开关模块包括以下至少之一：SVI全绝缘全密闭固体绝缘开关 柜、PV-12金属铠装抽出式开关设备。
[0015] 通过本发明，采用将变电站系统分成高压开关模块、主变压器模块、中压开关模 块、综合自动化模块、中压配套模块五个模块，并且上述五个模块分体安装的技术方案，解 决了相关技术中需要将各种电器设备分散的运到安装现场后进行安装调试导致的施工周 期长以及工作量较大的问题，减小了现场的施工及调试的工作量，缩短变电站的施工周期。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0017] 图1为根据本发明实施例的模块化变电站系统的结构框图；
[0018] 图2为根据本发明实施例的模块化变电站系统的再一结构框图；
[0019] 图3为根据本发明实施例的模块化变电站系统箱体的结构示意图；
[0020] 图4为根据本发明优选实施例的模块化变电站系统的整体结构框图。
【具体实施方式】
[0021] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0023] 本发明实施例提供了一种模块化变电站系统，图1为根据本发明实施例的模块化 变电站系统的结构框图，如图1所示，该模块化变电站系统10包括：
[0024] 高压开关模块102、主变压器模块104、中压开关模块106、综合自动化模块108、中 压配套模块110,其中，高压开关模块102、主变压器模块104、中压开关模块106、综合自动 化模块108和中压配套模块110为分体式安装。
[0025] 本发明实施例提供的上述模块化变电站系统，通过将传统的变电站系统分为高压 开关模块102、主变压器模块104、中压开关模块106、综合自动化模块108、中压配套模块 110五个模块，并在出厂前整体调试合格、整体运输，运抵现场。从而实现了变电站的工厂化 生产。使得变电站生产周期大大缩短，交货便捷、迅速。
[0026] 在上述的模块化变电站系统中，如图2所示，综合自动化模块108通过二次电缆 (图中为标注）分别与高压开关模块102、主变压器模块104、中压开关模块106、中压配套 模块110连接；主变压器模块104通过一次电缆（图中为标注）分别与高压开关模块102、 中压开关模块106连接；中压开关模块106,通过一次电缆与中压配套模块110连接。
[0027] 其中，高压开关模块102 :主要是指变电站当中35KV及以上配电模块，在变电站当 中用于高压电能接受、分配、控制或保护等作用；
[0028] 主变压器模块104 :就是将低电压变成高电压，或者高电压变成低电压。例如将高 压35KV变为中压10KV ;
[0029] 中压开关模块106 :主要是指变电站当中10KV配电模块，在变电站当中用于电能 接受、分配、控制或保护等作用；
[0030] 综合自动化模块108 :变电站综合自动化是多专业性的综合技术，它以微计算机 为基础，实现了对变电站传统的继电保护、控制方式、测量手段、通信和管理模式的全面技 术改造，实现了电网运行管理的一次变革，归纳起来可分为以下几种功能组：①控制、监视 功能；②自动控制功能；③测量表计功能；④继电保护功能；⑤与继电保护有关功能；⑥接 口功能；⑦系统功能；
[0031] 中压配套模块110 :主要包括10KV电容配置、消弧消谐配置等，用以改善电能质 量，改善变压器出力的辅助装置。
[0032] 为了更好的实现将模块变电站划分的五个模块更快的运到安装现场以及保护上 述变电站系统，高压开关模块102、主变压器模块104、中压开关模块106、综合自动化模块 108、中压配套模块110均分别位于一个独立的箱体内部，各个独立的箱体组成模块化变电 站系统10。
[0033] 本发明实施例所提供的箱体能够保证箱体具有出色抗震、抗风性能，如图3所示， 箱体从内至外依次包括：纸面石膏30、钢架构32、加固材料34、防湿密封薄膜36、保温材料 38、通气层40、复合保温板42，可选地，加固材料34可以为欧松板，复合保温板42可以为金 属压花面复合保温板，该复合保温板42包括：金属板和保温绝热材料。
[0034] 本发明实施例对上述技术方案的进一步改进在于，在箱体内部还设置有温湿度传 感器，但所述温湿度传感器指示的温度和/或湿度超过某一阈值时，发起警报信号，进一步 地，箱体内外均安装视频监控，工厂内部完成摄像机开孔及安装布线、灯光控制接线、水浸 探测器、温湿度传感器、双鉴探头等设备的安装布线、并最终形成与二次设备室图像监控系 统主机接口，使整站图像监控系统成网，成为独立系统，从而实现对箱体内外操作和运行的 监控，实现安防的功能。
[0035] 为了使得上述模块化变电站系统方便可靠的连接，上述实施例中的一次电缆和/ 或二次电缆为全封闭全密封电缆。
[0036] 可选地，高压开关模块102预制安装于箱体内部，在工厂内部生产调试完成，现 场整体吊装，其包括以下至少之一：金属铠装移开式开关设备、固定式空气绝缘开关设备、 固定式气体绝缘开关设备；中压开关模块106预制安装于箱体内部，在工厂内部安装调 试完成，综保分散组屏安装，其包括以下至少之一：全绝缘全密闭固体绝缘开关柜（solid switch vacuum bubbles Intelligence,简称为 SVI)、PV_12 金属销装抽出式开关设备。
[0037] 综上所述，本发明实施例提供的是一种新型的智能型预装式模块化变电站，对模 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35kV配电设备、10KV配电设备 在工厂中预制完成，并分别进行调试。现场安装时，各模块采用一次电缆进行连接，并将综 合自动化模块与其它模块采用二次电缆及通讯线路进行连接，然后进行整体调试，即可完 成变电站的建设，采用此种模式可以减小现场的施工及调试的工作量，缩短变电站的施工 周期；变电站整体全绝缘、全密封，提高运行的可靠性，并与周围环境协调，容易选择建设地 点；节省变电站的占地面积；降低变电站的整体造价。
[0038] 需要说明的是，本发明实施例所涉及到的高压开关模块102中所涉及到的高压， 本领域的技术人员将其理解为35KV(40. 5KV)开关模块，中压开关模块106,本领域的技术 人员将其理解为12KV开关模块。
[0039] 即上述实施例中的模块化变电站系统可以理解为是12kV的一、二次设备按单元 配套，组装于开关柜内。40. 5kV侧保护装置集中组屏，将高压开关柜、综合自动化装置组合 在一起，放置在同一箱体内，成为一体化的成套供配电装置。变电站内无需土建工程，占地 面积大大缩小。可实现无人值班要求，投资合理，变电站的40. 5kV、12kV设备和变电站综合 自动化系统均在工厂内完成设计、制造、安装和内部电气接线。出厂前整体调试合格、整体 运输，运抵现场。从而实现了变电站的工厂化生产。使得变电站生产周期大大缩短，交货便 捷、迅速，变电站的体积更小、占地面积大大缩小，有很大优势，安装施工方便。现场工作只 需要完成变电站箱体水泥基础建设。箱体就位后，只需将12kV -次电缆和40. 5kV侧二次 信号接入相应设备即可。大大减小了现场施工的工作量。
[0040] 为了更好的理解上述实施例中提供的箱体的构造以及变电站系统的整体结构，以 下结合优选实施例进行说明，但不限定本发明实施例，图4为根据本发明优选实施例的模 块化变电站系统的整体结构框图，如图4所示：
[0041] 根据国内配电装置要求及特点，研发具有特色的户外变电站的箱体。该箱体外墙 材料采用金属压花面复合保温板一它是由外面的金属压花板和保温绝热材料复合而成， 是集绿色环保、轻质高强、隔音隔热、耐水防火多功能于一体的预制板材，符合产业化的发 展方向，是环保节能装饰产品方面的更新换代产品。整个箱体的基本承重是用高强度型钢 (工字钢）组成的骨架构成，保证箱体具有出色抗震、抗风性能。整个墙体是由金属压花面 复合保温板、通气层、防湿密封薄膜、欧松板、保温材料、钢结构（薄壁方管）、纸面石膏板等 材料组成。因此具有卓越的气密性和隔热性，能有效地防止室内产生结露现象的发生，更不 用担心长期使用会导致箱体腐朽，同时具有防尘、防腐、防潮、防火性能。
[0042] 箱体结构：
[0043] 防腐油漆要求：水性无机富锌底漆70?80 μ m(含锌量不得低于80% )，环氧中间 漆70?80 μ m，丙烯酸聚胺面漆两道60?70 μ m，干膜总厚度不小于220 μ m。热镀锌工艺： 要求镀锌应均匀，锌附着量和厚度要求：镀件厚度<5mm时，锌附着量> 460g/m2,锌膜总厚 度彡65 μ m;镀件厚度彡5mm时，锌附着量彡610g/m2,锌膜总厚度彡90 μ m。
[0044] 箱体结构特点如下：
[0045] 1)结构设计综合考虑风荷载、地震作用，满足抗风（主体结构及围护结构）及抗震 要求；
[0046] 2)结构设计综合考虑屋面检修荷载，满足上人检修的要求；
[0047] 3)箱体采用钢框架形式，节点间的连接采用焊接或螺栓连接。所有钢构件充分考 虑本工程站址的气象条件，采取可靠的防腐措施。
[0048] 4)箱体整体结构具有足够的刚度及强度，确保在起吊、运输、安装中不变形、无损 伤。预装式变电站外壳应能耐受机械应力的作用。
[0049] 5)结构设计充分考虑箱体门窗洞口对箱体结构的削弱影响，并相应采取可靠的加 固措施。
[0050] 6)箱体外墙面板选用金属压花板，墙面花色随市政要求定，保证在设计使用年限 内不需要更换或进行大型的维修。材料满足以下条件：
[0051] 7)防火性要求：耐火极限等级二级，同时需提供经消防认证的耐火试验报告。
[0052] 8)耐久性要求：应采取有效措施，提高箱体的耐久性，延迟箱体的维护周期，减少 维护工作量。使用年限要求达到30年以上。
[0053] 9)刚度要求：满足设计及起吊、运输、安装等要求。
[0054] 箱体内部环境：
[0055] 箱体内部提供一个整洁、舒适的工作环境。箱体内部应能有效防雨、防潮、防尘。
[0056] 地面：采用人字钢板喷塑胶漆，原板厚度3mm，喷2mm塑胶，塑胶颜色采用草绿色， 电缆穿入处孔洞应有严密的防潮封堵措施，以防止凝露产生，危害设备安全。
[0057] 侧壁及顶板：预置舱墙体厚度为100或120_，采用纤维石膏板为内饰，墙体中间 为阻燃岩棉板。顶板应做到防水、防渗，并应有防水坡度。
[0058] 盖板：在电缆沟处需设置带铰链可掀盖板，缝隙不超过1mm，宽度与开关柜相同， 固定盖板螺栓应与地面平齐，，开关柜及保护柜固定槽钢应高出地面2?3mm。
[0059] 操作走廊：箱体内部纵向设操作走廊，走廊设置结合电缆沟考虑电缆敷设及方便 检查。
[0060] 照明灯具：走廊顶部设置正常照明和应急照明设施以方便巡视和维护，照明灯具 形式、照度和高度均达到国家有关标准，各照明开关设置于门口处，方便控制，灯具采用吸 顶式LED灯具，带状不间断，正常照明与应急照明灯具比例按3 :1 ;应急照明回路灯具自带 蓄电池模块。开关面板设置于门口便于操作处，底部离地1. 3m，插座底部离地0. 3m，采用暗 敷。照明配电箱采用嵌入式安装，数量一个，底部离地1.5m。照明箱内所有元件采用ABB产 品。
[0061] 走线槽：在箱体内部设置走线槽，作为空调、照明等交流线的接入。箱体内部各电 缆线走线美观，无明显外露痕迹；对接处电缆采用航空插头、对接处光缆采用预制式光缆进 行连接，满足现场快速化施工。
[0062] 干式灭火器：灭火器设置在工作门附近，便于维护人员拿到，抑制紧急突发事件； [0063] 通风换气：预置舱内需设置事故排风机，选用江苏科惠产品，风机出口配机械联锁 百叶，采用不锈钢材质。
[0064] 监控系统：箱体内外均安装视频监控，工厂内部完成摄像机开孔及安装布线、灯光 控制接线、水浸探测器、温湿度传感器、双鉴探头等设备的安装布线、并最终形成与二次设 备室图像监控系统主机接口，使整站图像监控系统成网，成为独立系统，从而实现对箱体内 外操作和运行的监控，实现安防的功能。
[0065] 检修箱：箱体内采用半嵌入式安装，数量一个，底部离地1. 5m。检修箱内所有元件 采用ABB产品。
[0066] 暖通设备：仅考虑设置悬挂式工业空调，室外机设置于户外独立基础上，冷凝管暗 埋至户外基础附近。
[0067] 雨水管为PVC材质，距墙20mm，夹子为不锈钢。
[0068] 箱体的防护等级：开关箱内一次设备采用固体开关设备，开关柜的防护等级不低 于IP6X。箱体额防护等级不低于IP54X，维护检修通道的防护等级不低于IP3X。
[0069] 因此，智能型预装式模块化变电站的预制箱体具有独特的结构，可以承载内部配 电设备，使之实现预装功能，整体运输、现场整体吊装，并具有外形美观的特点。
[0070] 综上所述，本发明实施例实现了以下有益效果：它改变了变电站建设的传统方式， 减小了现场的施工及调试的工作量，缩短变电站的施工周期，推动了变电站运行水平的全 面提高，将变电站的技术水平和安全稳定运行水平提高到新的层次，实现了产品设计模块 化，生产过程的工厂化，现场安装的简单化，满足客户要求的一站化。
[0071] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人 员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种模块化变电站系统，其特征在于，包括：高压开关模块、主变压器模块、中压开 关模块、综合自动化模块、中压配套模块，其中， 所述高压开关模块、所述主变压器模块、所述中压开关模块、所述综合自动化模块和所 述中压配套模块为分体式安装。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述综合自动化模块通过二次电缆分别与所述高压开关模块、主变压器模块、中压开 关模块、中压配套模块连接； 所述主变压器模块通过一次电缆分别与所述高压开关模块、所述中压开关模块连接； 所述中压开关模块，通过一次电缆与所述中压配套模块连接。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压开关模块、所述主变压器模块、 所述中压开关模块、所述综合自动化模块、所述中压配套模块均分别位于一个独立的箱体 内部，各个独立的所述箱体组成所述模块化变电站系统的箱体。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于， 所述各个独立的箱体的外壳从内至外依次包括：纸面石膏、钢架构、加固材料、防湿密 封薄膜、保温材料、通气层、复合保温板。
5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述加固材料为欧松板。
6. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述复合保温板包括：金属板和保温绝热 材料。
7. 根据权利要求3-6任一项所述的系统，其特征在于，在所述箱体内部还设置有温湿 度传感器。
8. 根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述一次电缆和/或所述二次电 缆为全封闭全密封电缆。
9. 根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述高压开关模块包括以下至 少之一：金属铠装移开式开关设备、固定式空气绝缘开关设备。
10. 根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述中压开关模块包括以下至 少之一：全绝缘全密闭固体绝缘开关柜、金属铠装抽出式开关设备。
【文档编号】H02B1/30GK104112991SQ201410386771
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】李宗义, 李旭晗 申请人:北京杰远电气有限公司