浅谈变电工程模块化设计

　　【摘要】阐述了将示范工程设计思想和最新成果又及时应用于模块化设计，重点分析了模块化设计指导思想、模块化设计总体思路以及模块的划分原则，为进一步研究提供了基础。
　　关键词：模块化设计；变电工程；总体思路；划分原则
　　1引言
　　随着我国市场经济体制的不断完善，对电力企业的市场竞争能力和电力工业的健康可持续发展，提出了越来越高的要求。设计革命、模块化研究和示范工程就是在这一环境下出现提出的，这是社会发展、技术进步、设备制造工艺水平、设备可靠性提高、环境保护意识和节约土地资源的必然要求。开展变电工程模块化设计研究，目的就是按照示范工程的设计思路，采用新的设计思想、设计方法和手段，采用新设备、新技术、新材料、新工艺，提高电网的运行安全可靠性、经济性和灵活性，提高变电站的自动化水平，减人增效，实施无人值班，并按照工艺流程，优化变电站的总平面布置，提高变电站的土地利用率，减少变电站建筑面积，降低土建工程费用，控制工程造价。
　　2模块化设计指导思想
　　模块化设计研究的指导思想是应用年示范变电工程设计的成果，按照“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设方针，认真总结和学习国内外电力工程先进的设计思想、设计方法和施工运行管理经验，解放思想，强化创新意识，依靠科技进步，在设计思想、设计方法、工艺系统、结构布置、方便生产、优化节约和新设备、新技术、新材料的应用上力争有所革新和突破，使变电工程在安全性、可靠性和经济性的等方面与国际先进水平接轨，实现以经济效益为中心，控制工程造价，提高市场竞争能力，实现电力工业可持续发展战略。
　　3模块化设计总体思路
　　模块化设计研究的总体思路是在安全可靠前提下，突出体现经济性、合理性、先进性。以各电压等级配电装置间隔和建筑单元为对象，形成随电网的发展和设备、技术的变化而及时完善、优化的单元模块，在此基础上通过优化排列组合，实现整个变电站的优化布置。使总体设计方案更合理、更紧凑、更集约、更高效。
　　3.1模块化设计工作原则
　　（1）模块化设计研究的工作原则
　　①模块化设计方案要体现解放思想、求实创新，要勇于突破传统设计模式和格局的束缚。
　　②各模块设计方案要在调查研究和充分论证的基础上，在不影响安全生产运行的前提下，优化各设备间的距离，形成合理、先进、优化的模块，提高设计的技术含量。同时进行模块间的优化组合，减少变电站的占地和建筑面积、压缩附属设施，以利于环保和可持续发展。
　　③贯彻“安全可靠，经济适用，符合国情”的电力建设方针，在保证安全可靠的前提下，采用成熟的先进技术，降低工程量，控制工程造价。
　　④提高变电站自动化水平，提高综合管理水平，实施无人值班，减人增效，实现管理水平和技术的跨越。
　　⑤设计应有利于采用国产设备和合资厂设备，有利于生产运行，有利于缩短工期、方便施工。
　　⑥充分发挥计算机技术优势，提高设计效率。
　　3.2模块化设计应用情况
　　模块化设计思想的产生是在近几年变电站设备制造水平、选择范围相对稳定，微机监控系统技术条件成熟，生产、运行、基建对变电站要求相对统一的条件下产生的。
　　模块化设计的目标是将变电站中在一定时期内相对固定的设计元素间隔和建筑按电压等级或功能形成相应的模块，以设计模块为依托，按照变电站的规模、地形等工程实际，对各功能模块进行优化组合，完成整个变电站和配电装置的设计，并在此基础上进行变电站设计的全面优化。
　　实行模块化设计可明显提高设计效率，减少人为的设计差错，从而使变电站设计从设计手段上充分发挥计算机制图和方便组合的优势，达到对变电站实施全面优化设计的目的。通过多年来变电工程设计经验的积累和对多种型式配电装置的不断总结、优化，形成大量的技术储备，模块化设计实际上是设计标准化的一种形式。开展模块化设计工作以来，按照示范工程设计的精神，应用示范工程设计的最新研究成果形成了较为统一、成熟、先进和在一定时期内相对固定的变电工程模块化设计思路，建立了以间隔和建筑为对象的多种设计模块。已投入运行的以及近期设计的变电站均是在对间隔及建筑模块进行优化的基础上，通过模块化设计，实现模块间的优化组合，对变电站进行全面优化完成的。而且这些变电站的经济技术指标均处于国内领先水平，得到了电力集团公司和运行单位的一致好评。500KV变电站获得年国家设计金奖，更进一步验证模块化设计研究成果的价值所在。
　　4模块的划分原则
　　针对500kV,220kV变电站的设计特点和工艺流程以及有利于形成相对固定设计模块的实际，确定了500kV,220kV电压等级变电站模块划分的原则，建立了相应的模块(初步建立了13册192个模块)并对其进行优化和标准化处理。
　　4.1500kV变电站
　　将500kV变电站划分为配电装置间隔模块和建筑模块两大类。配电装置间隔模块中按电压等级划分为500kV配电装置间隔模块、220kV配电装置间隔模块、主变压器及35kV配电装置间隔模块;建筑模块中按功能划分为主控综合楼模块、保护室模块和泵房蓄水池模块。500kV配电装置(一个半断路器接线)间隔模块包括线一线串(主变低穿进串、主变高低穿进串)、线一变串(主变低穿进串、主变高低穿进串)、线路高压电抗器、母线高压电抗器等;220kV配电装置(双母线或双母线分段接线)间隔模块包括出线间隔、主变进线间隔、母联间隔、母线设备间隔、分段间隔、双列布置的主变进线与出线间隔、母线设备与出线间隔、母联与出线间隔等:主变压器及35kV配电装置间隔模块包括主变压器、35kV间隔(单母线)、低压电抗器、低压电容器、所用变压器等。主控综合楼则按照采用微机监控、保护下放方式，少人值班考虑。保护室则采用EPS(压型夹心钢板)。蓄水池泵房按生产、消防分设蓄水池，共用一个泵房考虑。
　　4.2220kV变电站
　　将220kV变电站亦划分为配电装置间隔模块和建筑模块两大类。配电装置间隔模块中按电压等级划分为220kV配电装置间隔模块、110kV配电装置间隔模块、35kV配电装置模块、35kV电容器模块;建筑模块主要为主控保护室模块。220kV配电装置[双母线或单母线分段(双母线布置)接线]间隔模块包括出线间隔、主变进线间隔、母联间隔、母线设备间隔、分段间隔、双列布置的主变进线与出线间隔、母线设备与出线间隔、母联与出线间隔等;110kV配电装置间隔模块(双母线或单母线分段(双母线布置)接线)间隔模块包括出线间隔、主变进线间隔、母联间隔、母线设备间隔、分段间隔、双列布置的主变进线与出线间隔、母线设备与出线间隔、母联与出线间隔等;35kV配电装置间隔(采用开关柜，单母线分段)模块包括单列布置、双列布置等。主控保护室则按规模进行调整，所用电屏室根据工程实际可下放，水泵房则按主变压器采用充氮消防考虑。
　　5结论
　　采用模块化设计手段可显著提高设计工作效率，减少人为因素造成的设计差错，提高设计质量，从而在设计手段和方法方面达到优化设计的目的。同时，采用模块化设计可以将新技术、新设备、新材料及时、合理地应用到设计模块中，对模块进行不断的优化，更新，使新技术、新设备、新材料的应用做到及时、规范和标准化，使变电站布置更加合理紧凑、设备水平高，投资更加合理。
　　参考文献
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