夏械化

（重慶電力設計院有限責任公司 重慶市渝北區(qū) 401120）

1 二次設備預制艙技術概述

標準配送式智能變電站創(chuàng)新提出采用預制艙式二次組合設備，二次組合設備由預制艙體、二次設備屏柜、艙體輔助電氣及控制設施等組成[1]。目前，二次設備艙內二次設備的配置仍然沿用以屏柜為裝配基本單元，在設備廠內進行柜內裝置配線，在現(xiàn)場進行柜外連線，二次電纜通道是、利用預制艙內靜電地板下方夾層空間。因二次設備廠家眾多，設備組柜各自為陣，二次設備無法按專業(yè)及功能進行有效的分區(qū)布局，造成跨屏柜接線冗余混亂；對于二次電纜運行維護，需打開靜電地板，運維不便且對地板造成二次破壞。同時，國網(wǎng)對二次設備屏柜有標準化的要求，但各廠家生產(chǎn)制作屏柜在細節(jié)上仍然存在一定的差異性，造成現(xiàn)場布置不美觀、裝配不方便的問題。由此我們提出機架式預制艙的新型技術的應用。

2 機架式預制艙成套組合二次設備應用方案

預制艙成套組合二次設備是按照“一體化設計，框架式裝配、功能區(qū)劃分”的模塊化設計理念，采用艙體與框架設備的一體化設計，打破原有屏柜隔離的束縛，實現(xiàn)預制艙與二次設備有機融合的新技術；而機架式則是基于按專業(yè)功能分區(qū)的框架式裝配工藝及一體化線纜布局設計，實現(xiàn)設備標準化和模塊化的有效集成。針對以屏柜為設備安裝基本單元的二次設備艙配線模式的不足，機架式結構能解決以上問題，且還有更多的優(yōu)點。

2.1 機架式安裝方案說明

機架式結構已在各行業(yè)內普及應用，用于標準尺寸的設備安裝。整個二次設備艙一體化設置機架，取消屏柜的外殼，利用內部金屬框架按1U（1U=1.75英寸）的尺寸設置安裝孔和掛架用于安裝二次設備。傳統(tǒng)屏柜框架一般采用薄鋼板和型材，采用焊接、鉚接等方式組裝，一體化機架取消了屏柜框架的限制，因取消的屏柜側門和后門，所需材料重量大大降低，機架框架可采用的材料型式和連接工藝可以有更多的選擇，安裝于機架內的設備，由于沒有屏柜的豎向隔板隔離，可以更有效的進行溫濕度控制。同時機架框架與預制艙一體化設計生產(chǎn)，結構強度加強，安裝更牢固。

2.2 機架式模塊標準接口

二次設備艙內和與艙外設備接線采用預制光、電纜，現(xiàn)場安裝實現(xiàn)“即插即用”。

按專業(yè)功能劃分模塊區(qū)域，一般可分為自動化設備區(qū)、保護設備區(qū)、一體化電源設備區(qū)、公共設備區(qū)和智能輔助系統(tǒng)設備區(qū)等，每個區(qū)域根據(jù)設備功能的不同，設置對應的標準化接口。如自動化設備主要采用網(wǎng)絡接線，繼電保護設備主要采用光纜接線，電源設備采用電纜接線，分區(qū)域設備標準化接口設置預制光纜和電纜，減少跨區(qū)域冗余接線，方便施工運維。

2.3 前接線裝置結構優(yōu)化

取消后門及裝置背部插件安裝的方式，二次設備裝置面板采用掀背式設計，需接線或更換插件，可將裝置面板掀起，實現(xiàn)前安裝，前接線。

2.4 二次接線方案及布線

預制艙內電氣二次接線一般采用采用預制光、電纜方案。

（1）預制光纜方案：整站光纜回路采用雙端預制光纜和預制尾纜，采用集中配線方式，艙內設置光纖集中接口柜，安裝前接線免熔接光纖配線箱，用于艙外預制光纜接入及艙內尾纜轉接，集中轉接柜下方設置預制光纜專用進線口；預制光纜統(tǒng)一規(guī)格采用4芯和12芯相配合方案。

（2）預制電纜方案：一體化電源系統(tǒng)至艙內直流分電柜電纜采用常規(guī)電纜，預制艙內屏柜告警信號采用常規(guī)電纜接至艙內母線測控柜，母線測控柜告警信號采用預制電纜接至公用設備預制艙（二次設備室）內公用測控柜；各電壓等級智能組件柜和開關柜告警信號采用預制電纜接至公用設備預制艙（二次設備室）內公用測控柜；進艙的常規(guī)電纜、預制電纜、通信線纜通過艙體公用進線口分散進入各目標屏柜。告警信號預制電纜統(tǒng)一采用4芯規(guī)格。

圖1 前接線裝置及組屏示意圖

2.4.1 預制艙成套組合二次設備內部接線方案

機架式預制艙內按功能劃分的模塊化二次組合設備內部屏柜之間的線纜通過基礎框架下方的走線槽盒走線，基礎框架中間配置豎走線槽（見圖2），每面屏柜后面配置橫走線槽（見圖3）與豎走線槽相連；屏柜內線纜先通過柜后橫走線槽進入豎走線槽，在行至目標屏柜橫走線槽處轉入橫走線槽，引至柜體底部時，通過柜底部的進線孔進入屏柜。

圖2 基礎框架下橫走線槽圖

圖3 基礎框架下豎走線槽圖

模塊化二次組合設備內部屏柜左側為光纜走線通道，屏柜右側為電纜走線通道（見圖4）。屏柜與屏柜之間光纖連接采用預制尾纜直連方式，尾纜進入屏柜通過左側垂直儲纖艙完成余纜收納和走線，再接至裝置光端口；電纜連接采用雙端預制電纜連接，在屏柜內配置電纜航空插座安裝板用于固定航空插座（見圖5），航空插座引出導線通過右側電纜走線槽完成余纜收納和走線，再接至裝置[4]。

艙內設置專用的光纖集中接口柜，將外部進線集中與電氣接口柜內的免熔接光配箱連接，再由電氣接口柜將線纜分行至艙內其他機柜，內部各機柜直接的連線在廠家完成接線及調試，實現(xiàn)現(xiàn)場即插即用。

2.4.2 預制艙成套組合二次設備外部接線方案

外部線纜從預制艙底部下方進線孔進入艙內，經(jīng)艙底架空層中安裝的電纜走線槽盒進入機柜。進線孔按功能劃分為專用與公用。設置專用的光纖集中接口柜，柜下設置進線孔[4]。

4 結束語

與傳統(tǒng)變電站配置二次設備室的方案，采用機架式預制艙成套組合二次設備體現(xiàn)了如下優(yōu)勢：

（1）取消主控室，以預制式二次組合設備艙代替。減少占地面積，減少濕加工，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。節(jié)約占地面積約30～40%。

（2）二次設備在出廠前完成入艙安裝集成和調試工作，減少現(xiàn)場土建、安裝、調試等工作量。提高施工效率，縮短建設工期。建設工期縮短至原來的1/3左右。

（3）采用支架式的安裝方式，更有利于將變電站二次艙設備的安裝、接線、調試和驗證等工作前移至廠家廠內完成，預制艙式二次組合設備工廠化、模塊化、標準化的生產(chǎn)加工更加有利于產(chǎn)品質量管控和施工安全保障。

（4）采用一體化供貨和一體化調試模式，預制艙式二次組合設備實現(xiàn)了各系統(tǒng)結構、外觀的統(tǒng)一和系統(tǒng)間的模塊化集成。實現(xiàn)了“標準化設計”、“模塊化建設”。

（5）取消了常規(guī)光纜的使用，減少了常規(guī)電纜的使用，以預制光纜、預制電纜代替，光電纜廠內預制質量優(yōu)異，現(xiàn)場實現(xiàn)即插即用，減少了現(xiàn)場光纖熔接工作，避免因現(xiàn)場熔接造成的信號衰減過大和接線不良的問題。

圖4 柜后線纜走線示意圖

圖5 柜下航空插座安裝板