11智能模块化变电站的发展

智能模块化变电站的发展——包红旗金智科技.中电新源智能电网科技有限公司智能模块化变电站《智能模块化变电站》——主编包红旗该书由中国水利水电出版社出版，三大主流电商平台（京东、当当网、亚马逊）、中国水利水电出版社天猫旗舰店以及全国专业站店均有销售。工厂预制式模块化变电站（概念及意义）概念近年来，各种中低压工厂预制式变电站在全球供电系统中得到越来越广泛的应用。在我国，随着国内国民经济的快速发展，国内电网的各类型的智能变电站已经得到普及应用，各行业特别是大型企业和新能源的建设对自有高压变电站的建设提出了更高的要求。集中体现在：（1）建设用地少，（2）建设周期短，（3）建设费用低，（4）设备免维护或者代维护。这对传统高压变电站的建设提出了新的挑战。工厂预制式模块化变电站（概念及意义）目前市场上出现的一些模块化变电站大多数停留在将变电站的建筑变成工厂预制式构架，一次设备使用户内GIS布置，二次设备使用集装箱，一、二次系统的组装、连接、调试等基本都在变电站现场完成。根据发展需求，我们真正意义上所需求的智能模块化变电站，是将智能变电站的自动化系统和车载移动式变电站一次系统相结合其主要特点一、二次系统的组装、连接、调试等全部在工厂内完成，整体运输到现场。它彻底改变了传统变电站的建设模式，使得变电站的设计、生产、安装、调试全部在工厂内完成。概念工厂预制式模块化变电站（概念及意义）类型敞开分散布置设备选型与布置：高压设备采用HGIS组合电器，变压器采用高低压套管引出，中压采用HGIS组合电器布置。各设备模块间采用敞开式母线连接并保持一定的电气安全距离。优点：1）安装简单、快捷、工作量小；2）完全可以做到工厂预装；3）总体造价低。缺点：1）高、中压母线外露不适合大风沙和厚雪环境；2）运行维护受到环境因素影响；3）占地面积比其他两种模式略大。工厂预制式模块化变电站（概念及意义）类型封闭串联布置设备选型与布置：高压设备采用GIS全封闭组合电器，GIS与变压器间采用油气套管连接，中压采用C-GIS或者GIS组合电器布置。各设备模块间紧密连接、一次排开，保持设备间距离紧凑。优点：1)高、中压母线封闭，适合大风沙和厚雪环境；2）运行维护基本不受环境因素影响；3）基本可以做到工厂预装；4）占地面积较小。缺点：1）现场维护复杂；2）总体造偏高。工厂预制式模块化变电站（概念及意义）类型优点：1)高、中压母线封闭，适合大风沙和厚雪环境；2）运行维护基本不受环境因素影响；3）占地面积最小。缺点：1）现场安装组装过程复杂，工作量大；2）不能完全做到工厂预装；3）总体造较高。模块叠拼布置设备选型与布置：高压设备采用GIS全封闭组合电器，GIS与变压器间采用油气套管连接，中压采用C-GIS或者GIS组合电器布置。各设备模块间可以上下布置紧密连接。智能模块化变电站主要由五个模块组成，它包括高压组合电器模块、主变压器模块、智能舱模块、中压配电模块、辅助系统模块（含无功补偿系统）。各模块采用整体预制式结构，实现各种功能单元工厂模块化制作，并在预制过程中完成各模块内部连接和调试。实现一、二次设备在线监测功能，运用智能云服务系统实时维护、监测变电站。设备制造厂家具有这种完善的工厂化的生产、建设以及代维护工作大大提高企业的工作效率，降低建设投资。工厂预制式模块化变电站（概念及意义）构成研究和普及智能模块化变电站对国民经济事业的发展具有重要意义。一、节约性。高压变电站的建设专业性强，对人员素质要求高，在电力需求高速增长地区和企业可以免除建设常规变电站对人力要求的困惑。工厂化的生产、建设以及代维护工作可以帮助企业提高工作效率，降低建设投资。二、灵活性。智能模块化变电站整体性好，运行安全可靠，使用灵活，在野外各种恶劣环境下，都可以迅速投入现场安装，在极少工作量的情况下，在极短的时间里，完成变电站的连接组建。工厂预制式模块化变电站（概念及意义）意义三、快速性。变电站各设备模块连接仅需一周左右的时间。由于所有的设备均经过预组装、预联调、预发电等，且已完成出厂试验。因此，在实际现场的工作量可以简单地理解为电气设备的重复连接。四、特殊应急作用。为保证特殊地点，特殊环境，超远距离施工，跨国工程等工作的顺利展开，智能模块化变电站可以使常规变电站在时间以及规模上是无法办到的工程得以顺利完成。在特殊时期，智能模块化变电站承担应急抢险变电站的作用。智能模块化变电站具有极其重要的战略意义！工厂预制式模块化变电站（概念及意义）意义ABB的组合电器------代理HGIS组合电器国产化过程------生产组合电器智能化------提升产品档次车载移动变电站------系统化生产模块化变电站------新概念推广中电新源（金智科技002090）中电新源公司模块化变电站的发展历程车载移动式变电站72.5kV移动变电站——20MVA车载移动式变电站各类模块运输车载移动式变电站单元式模块化变电站工厂预制式模块化变电站序号项目常规变电站紧凑型模块化变电站原因1占地面积100%减少60%以上布置紧凑2土建基础工作量100%减少80%以上基础少、电缆沟少、建筑面积减少3降低安装工作量100%减少80%以上电缆铺设、接线工作量减少模块化生产，工厂预装、预调4维护工作量100%实现专业化维护专业公司代维护5可靠性100%由于安装不当引发的初期故障大为降低整体出厂高于常规变电站6施工安装时间100%减少70%以上模块化生产，工厂预装、预调试7投资成本100%减少15%左右降低土建、电建工作量，减少材料使用，设备成本增加8增容扩建灵活性100%停电时间少，影响范围小易于接入，减少安装工作量9抵御各类地质灾害的能力100%抗震与防洪灾明显提高全部选用抗震设备，全部采用防水密封IP5410抵御雷电灾害能力100%采用等电位金属托板和金属密封箱有效防止雷电反击，以及雷电感应对弱电系统的影响紧凑型模块化变电站与常规变电站对比工厂预制式模块化变电站紧凑型模块化变电站与GIS变电站对比序号项目通常GIS变电站模块化变电站原因1占地面积100%相同HGIS与GIS同属于组合电器2土建工作量100%减少90%以上无建筑3降低安装工作量100%减少80%以上GIS一次设备需要现场组装（罐体清洁、抽真空、吊装等；模块化生产，工厂预装、预调。4维护工作量100%减少60%设备技术寿命期内，GIS需要更换法兰密封垫及部分盘式绝缘子；HGIS不需要更换密封垫，无盘式绝缘子元件。5可靠性100%提高60%HGIS在净化车间完成组装的，而GIS是在变电站现场环境中完成组装的，这样使得GIS设备内部及法兰面清洁度很难达到技术要求，由此引起的故障率比HGIS高；另外GIS法兰面多，致使其漏气率增加；再者由于GIS维护工作量大，检修停电时间长，也造成了可靠性降低。7施工安装时间100%减少70%以上模块化生产，工厂预装、预调试。8投资成本100%减少25%左右降低土建、电建工作量，减少材料使用9增容扩建一个间隔引起的母线停电时间100%减少90%以上易于接入，减少安装工作量；由于GIS的母线是全封闭气体绝缘，导致新设备接入困难是GIS普遍存在的问题。HGIS接入一个间隔正常需要2小时停电时间，GIS接入一个间隔最短需要24小时停电时间。10抗震能力100%提高150%以上HGIS耐受地震能力为9度（0.5g）以上,GIS最大耐受地震能力为8度（0.2g）11寿命期100%提高300%以上由于GIS大量使用的盘式绝缘子是环氧树脂材料，而环氧树脂在强电场或金属气体作用下容易发生老化，使绝缘水平降低。HGIS无盘式绝缘子，只使用真空浸胶绝缘棒。工厂预制式模块化变电站全集装箱户内二层布置的模块化变电站工厂预制式模块化变电站110kV/35kV——2*50MVA模块化变电站户外型模块化变电站工厂预制式模块化变电站工厂预制式模块化变电站工厂预制式模块化变电站全集装箱户内一层布置的模块化变电站工厂预制式模块化变电站SVG综自仓主变仓10kVHGIS开关仓集装箱具有一定的抗震、防腐、防风等特点。集装箱主要采用镀铝锌钢板材料，具有高强轻质，抗腐蚀能力强等优点。同时采用M24的屋面面板，具有高强的密封性，排水性，保温性等优点。110kVHGIS开关仓工厂预制式模块化变电站（各模块设备）高压配电模块工厂预制式模块化变电站（各模块设备）主变压器模块工厂预制式模块化变电站（各模块设备）中压配电模块罐体里的双工位开关，配置高清型监控无线摄像头。高清型监控无线摄像头主要由无线摄像头和USB接收器构成，其USB接收器是一个多通道无线视频监控的Windows操作系统。可以处理多个通道视频输入，拍摄的影像高达每秒30帧的速度从USB视频捕获设备。工厂预制式模块化变电站（各模块设备）智能仓模块箱式综合自动化系统组成：继电保护及综合控制；交、直流电源；后台监控，远动通信；集装箱式外壳结构。以最小的空间提供最多的功能，在集成化上采用集装箱式结构，同时将整体变电站的自动化、保护、控制集中在独立的空间，大大方便用户操作，便于运行管理。工厂预制式模块化变电站（各模块设备）智能仓模块箱体内部布置工厂预制式模块化变电站（各模块设备）智能仓模块二次电缆连接工厂预制式模块化变电站（各模块设备）智能仓模块二次电缆连接转接柜中使用航空插头做与其他模块的连接。转接柜内有一个固定板上装有重载连接器的底座，后门开启可以接底座的线，前门开启可以插拔重载连接器。工厂预制式模块化变电站（智能化）智能组合开关的过程级模式合并单元至系统层智能组件通用检测单元CT、PTSF6微水传感器分合闸行程传感器分合闸线圈电流电压SF6密度传感器储能电机电流电压MMS、9-2、GOOSE、1588避雷器检测单元过程层数据单元间隔数据单元通用检测单元工厂预制式模块化变电站（智能化）智能控制部分测控保护一体化断路器选相合闸工厂预制式模块化变电站（智能化）智能服务系统智能电网云平台智能模块化变电站综自系统的数据环境监测系统的数据智能服务系统中心站工厂预制式模块化变电站（智能化）PC浏览器安卓APP苹果APP微信短信互联网智能电网云平台智能服务系统4G无线路由器交换机（可选）子站硬盘录像机（可选）摄像机（可选）以太网或串口与综自系统通信工厂预制式模块化变电站（智能化）智能服务系统中心站典型配置工厂预制式模块化变电站（智能化）智能服务系统内容变电站运行监测变电站实时视频监测及历史录像回放变电站环境监测变电站运行状态检测故障报警变电站运行维护管理工厂预制式模块化变电站（智能化）智能云服务系统特点基于云计算结构，用户用多种不同的终端实现对变电站的监测及设备运行状态分析，具有广泛的软件服务。移动服务和智能移动终端应用，改变了传统的工作模式，用户能随时随地监测系统运行，设备提供商能时刻了解设备的运行状态，保证系统的安全运行，提高服务质量。用户可以使用PC、智能手机APP、微信、短信等多种形式访问系统，系统能以地理图、单线图、厂站图、表格、曲线、仪表盘等多种方式给用户提供友好、直观的人机界面。综自系统、环境监测系统的数据单方向的发送给变电站智能服务系统，综自系统和环境监测系统的安全不受影响。灵活的资源整合和分配，用户能自动得到最新的应用和软件升级，有效提高资源的应用效率。谢谢！