预装式(模块化)变电站介绍与应用 共44页
变电站模块化建设通用设计应用及存在问题
一、概述变电站是电力系统中的重要组成部分，其功能是对输电线路的电能进行变换、分配和控制。
在变电站建设中，模块化设计是近年来的一种新趋势。
模块化设计是指将变电站设备和构件制作成标准化的模块，然后在现场进行组装和安装。
这种设计方法在提高建设速度、降低成本、提高质量方面有明显优势，因而备受青睐。
然而，模块化建设也存在一些问题，需要进行深入研究和解决。
二、模块化设计的优势1. 提高建设速度模块化设计避免了传统建设中的大量现场加工和施工，可以大大缩短建设周期。
设计和制造模块化的变电站设备更为简单高效，可以在短时间内完成大量模块的制作，并便于统一管理和质量控制。
2. 降低成本模块化设计可以减少人工成本、能源成本和材料成本，同时也减少了变电站的占地面积。
大规模生产标准模块可以带来规模经济效益，使变电站建设的总体成本降低。
3. 提高质量模块化设计使得变电站设备在工厂化生产的过程中可以进行更为严格和细致的质量控制，避免了现场施工过程中的质量问题。
模块化设计还便于标准化管理和维护，提高了设备的可靠性和稳定性。
三、模块化设计的应用1. 设备模块化在变电站建设中，各种变电设备可以根据其功能和规格进行模块化设计，例如变压器、开关设备、断路器等。
这些设备模块化后可以在工厂进行生产和调试，然后直接运输到现场进行组装和安装。
2. 结构模块化变电站的建筑结构也可以进行模块化设计，例如采用预制构件进行建筑的模块化组装，甚至可以采用集装箱式结构进行快速搭建。
3. 控制系统模块化变电站的自动化控制系统也可以进行模块化设计，例如将不同的控制功能进行模块化，便于灵活组合和替换。
四、模块化设计的存在问题1. 设备匹配性由于不同厂家生产的模块化设备可能存在一定的差异，因此在实际应用中可能存在设备匹配性的问题，需要进行定制化设计和调整，增加了施工和调试的难度和成本。
2. 安全性考虑模块化设计可能会增加变电站的故障检测和处理难度，同时也增加了一些安全隐患，例如模块间连接处的接地、防雷等措施需要特别注意。
YB 系列预装式变电站 说明书
YB 系列预装式变电站安装使用说明书产品介绍YB 系列预装式变电站，是由高压装置，变压器，低压装置，计量装置及智能化模块等按照一定的工程方案组成的具有智能控制功能的变配电成套设备。
该产品具有成套性强，占地小，投资少，安装快捷，施工方便，造型美观等特点。
广泛地应用于建筑工地、车站、码头、矿山油田等企事业单位及其它临时供电的场所。
正常使用条件1.环境温度+40℃～25℃；2.海拔高度：≤1000m ；3.相对湿度不超过90％（+25℃时），允许短时达100％；4.安装在没有火灾，爆炸危险，化学腐蚀及剧烈振动的场所；5.特殊使用条件可与公司协商解决。
主要技术参数参数值序号 项目名称单位 高压侧变压器低压侧 1 额定电压 kV 6；10 6；10/0.40.4 2 额定电流 A 20~200 115.5/4000 100~40003 变压器容量 kV A 50~25004 额定短路开断电流 kA 31.5；5030~505 额定短路关合电流 kA 506 额定短时耐受电流 kA/s 20/2 30/17 额定峰值耐受电流kA50 63 8 工频耐压1min （对地/断口） kV 42/48 35 2.5 8雷电冲击耐压（对地/断口） kV75/85 10 箱体防护等级 IP3X IP2X IP3X 11 噪音水平 dB 干变小于65，油变小于55。
12 回路数1~101~2台4~20安装、使用与维护一、安装1）用户按图纸施工，做好箱变土建基础，特别注意基础表面一定要平整，最好在基础面上埋有与箱变底框尺寸相适应的槽钢，并与基础接地网相连接。
2）在箱变基础的一侧或四周埋设好接地极，变压器接地与防雷接地公用一个接地系统，引至箱变基础平台的接地引线不应小与两条，并确保接地电阻R＜4Ω。
3）箱变就位时，应采用专用起吊杆绳进行吊装，如图所示。
4）箱变就位后，其底座与基础两侧的予埋钢板进行可靠焊接，每侧不小于两处，每道焊缝长度不小于50mm。
面向数据中心的预制式模块化变电站
面向数据中心的预制式模块化变电站前言随着大型超大型数据中心越来越多，支撑数据中心运行的变电站开始普遍出现110kV变电站，甚至出现220kV专用数据中心变电站。
传统的变电站一般需要公共变电站用地规划和电网公司投资建设，周期经常为11-24个月，其中线路规划审批占据较多时间，而变电站本身的建设一般也要9-15个月，与数据中心的投资假设计划严重偏离，影响实际达产时间和投资收益。
随着城市用地成本提高以及用户对于设备集成化的需求提升，我国预制式模块化变电站市场逐步启动。
中国移动（西部）云计算数据中心110kV预制式模块变电站：变电站站内东西向长45m，南北向长71m，站址总占地面积6.94亩。
预制式模块化变电站预制式模块化变电站不同于传统的变电站，是标准化设计、工厂定制配送，现场组装式建设，采用模块化组合式的电气设备，通过工厂生产调试，减少现场调试时间，模块化现场安装，减少现场施工工作量，实现“即插即用”。
预制式模块化变电站，既遵循相关标准与规范，又突破传统变电站建设理念，融合一、二次的智能设备模块，以标准化设计、工厂化预制、模块化建设的全新理念实现变电站的快速建设，减少现场的施工及调试的工作量，缩短建设周期；变电站调试简单、运行可靠，与周围环境协调，容易选择建设地点；节省了变电站的占地面积、建筑面积和投资规模。
实现系统集成化、生产工厂化、装配模块化、施工简单化的“四化”电站建设，是一种创新的快速配送式建站模式。
预制式模块化变电站相对于常规变电站，主要有以下特点：1工厂化生产模块化运输现场便捷式安装运行维护成本低Prefabricated modularsubstation2占地面积小施工周期短寿命周期长耐候性强面向数据中心的预制式模块化变电站（点击视频了解数据中心预制式变电站）数据中心变电站接入电压等级及主变容量选择原则不同数据中心对应接入系统的电压等级及规模数据中心变电站接入电压等级应先评估待接入系统的供电可靠性，包括N-1安全准则的要求、多回路电源故障后负荷的供电可靠性，并应考虑接入点的送电线路输送容量和输送距离的限制进行选取。
预装式集成变电站系统解决方案
新疆 220kV 克拉玛依 新一代智能变电站
湖北郧县 220kV 变电站
09
机架内开放式走线通道
10
重点工程业绩
站名
投运时间
站址及建设信息
青海 330kV 南朔变电站
2015 年 10 月
二次舱 3 个，监控舱 2 个，交直流电源舱 2 个， 生活舱 2 个，35kV 开关舱 2 个
重庆 220kV 大石新一代变电站
2013 年 9 月 二次设备舱 3 个，一体化电源舱 1 个
标准成果
参与国网《预制舱式二次组合设备技术规范》、《智能变电站预制光缆技术规范》等 7 项预装式变电站相 关标准编制工作。
预装式集成变电站系统解决方案
关键技术及设备
舱体采用非金属复合材料
玻璃钢非金属复合材料具有强度高、抗老化、耐盐 雾、重量轻等特点，采用玻璃钢非金属复合材料作为舱 体材料，可从根本上解决舱体锈蚀问题，满足 60 年使 用寿命要求。
日本 AMADA 数控折弯机
热仿真实验
专利编号 201310592013.8 201410477559.3 201410602092.0 201310434255.4 201510376395.X 201510384695.2 201510343280.0 201510370839.9 201510384728.3 201510360859.8
地 省
钱 省
省时
目标
省心
标准化设计 工厂化预制
理念
集成式建设
◎ 统一的建设模式：采用预制技术，统一建设模式，规范设计标准和设备接口，现场安装简单易行，提高建设效率。 ◎ 更短的建设周期：工厂工作最大化、现场工作最小化， 设备进场后 110kV 变电站 2 ～ 3 个月建成，220kV
电网工程技术知识模块--变电站模块
变电站概述模块一、变电站的作用变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，具有变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的作用。
二、变电站的分类（可将调度中心的南网模拟图显示，将结点说明。
）根据划分方式的不同，可以按照以下两种方式分类：（一）按照变电站在电力系统中的地位和作用划分1．系统枢纽变电站。
枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为330kV及以上，联系多个电源，出线回路多，变电容量大，供电范围广；全站停电后，将造成大面积停电或引起系统瓦解，因此枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起着重要作用。
2．中间变电站。
中间变电站位于系统主干环形线路或系统主要干线的接口处，电压等级一般为220～330kV，汇集2～3个电源和若干线路，高压侧以穿越功率为主，同时降压向地区用户供电。
全站停电后，将引起区域电网的解列。
3．地区变电站。
地区变电站是一个地区和一个中、小城市的主要变电站，电压等级一般为220kV，全站停电后，将造成该地区或城市供电的紊乱。
4．企业变电站。
企业变电站是大、中型企业的专用变电站，电压等级为35～220kV，1～2回进线。
5．终端变电站。
终端变电站在输电线路终端，接近负荷点，高压侧10～110kV引入线，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。
（二）按照变电站安装位置划分1．户外变电站。
户外变电站除控制、直流电源等设备放在户内外，变压器、断路器、隔离开关等主要设备均布置在户外。
这种变电站建筑面积小、建设费用低，电压较高的变电站一般采用户外布置。
2．户内变电站。
户内变电站的主要设备均放在户内，减少了总占地面积，但建筑费用较高，适宜市区居民密集地区，或位于海岸、盐湖、化工厂及其他空气污秽等级较高的地区。
3．地下变电站。
在人口和工业高度集中的大城市，由于城市用电量大、建筑物密集，将变电站设置在城市大建筑物、道路、公园的地下，可以减少占地。
预装式变电站E-House
p 预制化电气房，减少现场施工时间 p 包括中压、低压、变压器、谐波补偿、变频
器、PMS系统的整体解决方案 p 谐波补偿方案的设计、计算
解决方案
p 三个E-house p 35kV气体绝缘柜WSG，6kV空气绝缘柜PIX p 谐波补偿Accusine p ATV71柜机变频器 p Power SCADA Expert 软件平台PMS
LNG与天然气处理 p 可靠的配电系统、
能源管理系统 p 不间断电源方案 p 高品质的CCTV和访
问控制系统
炼油与化工 p 流程安全方案的全球领导者 p 集成仿真和控制的解决方案 p 可靠的配电系统、不间断电
源、自动化系统 p 基于IEC 61850标准的电力管
理方案
p 不需要现场混凝土建筑物、占地小、人工少、用时少 p 减少现场安装、调试及试车的成本 p 减少工程设计、协调、管理及采购的成本费用
灵活性、安全性及可靠性
p 灵活选择设备及布置方式 p 根据环境条件量身订做多种选择 p 模块化、紧凑型、可移动性易于多次搬运 p 唯一接口、唯一供应商：施耐德电气
客户关爱中心热线：400 810 1315
母线槽、桥架 MV,LV 开关柜
钢结构本体设计、制造、项目管理
电气安装
基座结构与地板
p 槽型钢主体，角型钢、钢梁支撑焊接，防腐 涂料
p 地板采用钢板与基座焊接，防滑环氧树脂表 面墙体与喷涂
墙体与喷涂
p 镀锌内扣板，带喷涂
屋面与吊顶
p 根据需求设计:檩条+镀锌钢板防水设计，人 字形或坡屋顶，抗雪载
平台、楼梯及扶手
电缆桥架
可拆卸吊件
其它
p 接地 p 电话
远程控制单元
E-House行业应用
110kv预装式变电站在电网中的应用与分析
产品与解决方案2013年第8期102110kV 预装式变电站在电网中的应用与分析单 晖（许继集团有限公司，河南 许昌 461001）摘要 根据国内高压预装式变电站的产品现状、产品发展、产品特点进行了分析说明。
以佛山110kV 示范变电站为例，介绍了高压预装式变电的新技术及优势。
为110kV 预装式变电站的设计和应用提供了一种方案。
关键词：110kV ；预装式变电站；应用与分析1 产品概述预装式变电站（也称为箱式变电站），按电压等级通常分为高压预装式变站和低压预装式变电站。
低压预装式变电站（包括欧变和美变）是将10kV 环网设备、变压器、低压开关设备和辅助设备预装到一个或几个箱体内，这种产品在国内应用较早，技术成熟和技术门槛低，国内生产的厂家比较多、竞争激烈。
高压预装式变电站是将高压和中压开关设备、变压器（一般大于4000kVA 时放于户外）、综合自动化系统、交直流电源系统、通信设备等预装到一个或几个箱体内，这种产品实际是对欧变产品的升级完善。
该产品技术含量相对较高，要求厂家具备一定的系统集成能力和产品整体配套能力，国内生产该产品的厂家相对较少，相对低于预装式变电站竞争没有那么激烈。
国内一些大的生产预装式变电站的公司生产高压预装式变电站已经有10多年的历史了，具有较高产品设计能力和丰富的实践经验，在总结了经验和教训的基础上，结合大量的市场调研需求，推出了新型的高压预装式变电站（即110kV 预装式变电站，也称为模块化组合式变电站）。
2 产品现状和发展根据国家电网公司“两型一化”的变电站建设设计导则和《国家电网公司“十二五”农网科技发展纲要》的要求，变电站建设模式必然推行典型设计和标准化建设，走向减少土地占用、降低变电站造价、缩短建设周期、与周围环境协调、提高运行可靠性、较少设备维护的发展模式；另外，国家电网公司也在不断地推进坚强智能电网及新一轮农网升级改造建设。
因此，针对110kV 及以下电压等级变电站的建设，亟待推出一种新的变电站建设模式。
探究110kV预装式变电站在电网中的应用
探究110kV预装式变电站在电网中的应用发表时间：2018-09-11T15:18:45.157Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：李兆东[导读] 摘要：110KV预装式变电站以其自身的安全性高、建设周期短，施工工期短以及协调环境的优势在电网应用中具有突出优势，本文从110KV预装式变电站的产品现状和产品内涵入手研究，以贵州省第一座110kV高压预装式变电站-四方变电站为研究，介绍110KV预装式变电站的优势和关键技术，为110KV预装式变电站在电网中的应用提供新思路，提高110KV预装式变电站的应用量。
山东电力设备有限公司山东省济南市 250022摘要：110KV预装式变电站以其自身的安全性高、建设周期短，施工工期短以及协调环境的优势在电网应用中具有突出优势，本文从110KV预装式变电站的产品现状和产品内涵入手研究，以贵州省第一座110kV高压预装式变电站-四方变电站为研究，介绍110KV预装式变电站的优势和关键技术，为110KV预装式变电站在电网中的应用提供新思路，提高110KV预装式变电站的应用量。
关键词：110KV；预装式变电站；应用；探究引言随着社会主义事业建设的深入，变电站的建设模式也开始转型升级，向更低投资成本、更短施工周期，更少对环境造成损害，更高的运行水平的方向发展，通过电网建设的经验和教训，传统的高压预装式变电站建站模式优劣点一览而明，相关产品厂家也在一直进行产品设计改进，不断摒弃缺点，提升产品质量。
早在2010年底，南方电网第一座110KV高压预装式变电站就在贵州落户，就是四方变电站，随后，对110KV预装式变电站不断完善，对其的设计、施工，运行稳定可靠性不断探索的基础上，110KV预装式变电站就在贵州地区乃至在整个南方推广开来。
一、110Kv预装式变电站的产品内涵110KV预装式变电站是一种箱式变电站，通常是把中、高压开关设备和变压器以及综合自动化系统等等包括在箱内，可能是一个或者是多个箱体。
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短路电流控制水平： 110kV电压等级：31.5kA；35kV电压等级：25kA； 10kV电压等级：20kA。
设备短路电流选择水平： 110kV、35kV和10kV电压等级均按31.5kA设计。ຫໍສະໝຸດ 2）35kV户内配电装置模块
110kV 户外GIS设备：选用光学电子式互感器或有源电子式互 感器，配置：OCVT/OCT/ECVT/ECT/EVT。 110kV 户外PASS设备：因其结构紧凑特殊，设备供应厂家还 没有配合安装过电流电压一体化的电子式互感器经验，因此 推荐配置有源电子式电流互感器/电压互感器：ECT/EVT。 10/35kV系统：推荐采用低功率输出的电子式互感器。
方案一：采用IEEE 1588对时，将对时网、SMV网与GOOSE网统 一组网； 方案二：站控层设备采用SNTP对时方式，间隔层设备采用 IRIG-B（DC）对时。全站智能终端采用光纤B码对时，全站合 并单元采用光纤秒脉冲同步。
为提高变电站控制操作的自动化程度和可靠性，设置程序化 控制功能---由计算机、智能电子装置等按照严格的操作条件、 规范的操作顺序，代替人工完成一系列的设备倒闸操作任务。 需注意，要达到全站程序化控制，则35kV、10kV开关柜内隔 离开关及手车必须具有电动操作功能，否则只能实现110kV电 压等级程序化控制。
110kV紧凑型变电站技术特点
预装式箱体
35kV紧凑型变电站技术特点
预装式箱体
110kV紧凑型变电站组合方案表
35kV紧凑型变电站组合方案表
第二部分 110kV紧凑型变电站
主变压器：远景3台。单台容量50MVA。 110kV： 远景采用单母线分段、扩大内桥或线 变组接线。出线2/4回。 35kV：采用单母线分段接线。出线12回。 10kV：采用单母线四分段接线。出线36回。
第三部分 35kV紧凑型变电站
主变压器：远景2台。单台容量5000kVA。 35kV：采用单母线分段、内桥接线。出线2/4回。 10kV：采用单母线分段接线。出线20回。
短路电流控制水平： 35kV电压等级：25kA；10kV电压等级：20kA。
设备短路电流选择水平： 35kV和10kV电压等级均按25kA设计。
图像监视及安全警卫系统生产厂家需与预装箱体生产厂家 配合，完成箱体内相关设备的设计、调试及安装。
全站设置一套火灾自动报警及控制系统。 在主变、各预装箱体内和站内主要建筑防火区，均设火灾报警 装置。火灾信息通过传感探测器，传送至电气二次设备室的火 灾报警控制屏上，并可同时发出火灾声光报警。 火灾自动报警及控制系统生产厂家需与预装箱体生产厂家配合， 完成箱体内相关设备的设计、调试及安装。
35kV、10kV 部分按常规配置保护测控一体化装置； 110kV及主变部分均考虑有采用保护测控一体化装置的方案。 同时按《贵州电网数字化变电站技术标准（初稿）》的意见， 又考虑了保护、测控装置独立配置的方案。
采用交直流一体化电源系统，将全站的站用电源系统进行全 面整合。 避免了直流蓄电池及充电装置的重复配置。 交流电源系统与直流电源系统一体监控，实现站用电源安全 化、网络化、智能化、一体化，适应智能电网的发展趋势。
方案一：保护装置采样值采用IEC61850-9-2标准点对点传输； 方案二：保护装置采样值采用IEC61850-9-2标准网络化传输。
对于一次设备实现广泛的在线监测，实现设备由“定期检修” 转变为“状态检修”，减少设备停电检修的几率和时间，减 少运行成本，进一步降低变电站全寿命周期成本。
全站设一套图像监视及安全警卫系统。 对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行 全天候的图像监控，满足电力系统安全生产的要求。
紧凑型（模块化）变电站 标准设计介绍及应用
汇报内容
第一部分：总论 第二部分：110kV紧凑型变电站 第三部分：35kV紧凑型变电站 第四部分：紧凑型变电站应用
第一部分 总 论
标准设计的意义和主要原则
• 意义： • 提供了紧凑型、“紧凑型+数字化”变电站建设的技术路
线和技术方案； • 提供了集成化、模块化、灵活快速、可靠先进的新型的变
第四部分 紧凑型变电站应用
远近期规模结合 箱体拼接方式 进出线方式
设备招标 技术协议签订 消防配合
END
电站建设模式。
• 主要原则： • 设计标准模块； • 对贵州电网常用组合，进行方案设计。
110kV、35kV紧凑型变电站技术特点
采用预装式箱变方案。 预装式箱变方案为一种成套解决方案，其内部集成了 一次开关设备、继电保护设备、交直流电源设备、自 动化监控系统、通信设备等，并集成了照明系统、环 境控制系统等辅助系统。 为适应运输要求，预装式箱变可以在工厂内模块化分 割，现场模块化拼装。