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摘要：近年来，电力行业变电站电力设备基础技术的发展得到了快速提高，变电站的基础建设工程逐步走向工厂预制式的模块化建设发展，现场的简单组装式拼装变电站的发展形式越来越受到广大用户群体的青睐。本文主要着重分析介绍了电力变电站模块化建设的基本方式以及技术特点，并且提出了各个模块建设的发展方向；最后通过市场调查对变电站模块化的目前市场状况进行了整理，并对未来市场情况作了相应预测。
关键词：变电站；模块化建设；基本方式；技术特点；
早在上世纪90年代中期国际上就出现了模块化的变电站，受到许多企业和专家的关注，人们认为这种建设模式具有简单、快速、占地少等优势，应用范围很广。2006年，在达拉斯举办的IEEE电力展览会上出现了许多变电站建设的模块化产品，表明了变电站模块化的技术发展趋势。
1、模块化变电站组成
模块化变电站提出了一种变电站建设的新模式，它是将变电站划分为高压开关、主变压器、中压开关、综合自动化、中压配套设备五个功能模块。
1）高压开关功能模块为进出线采用拔插式电缆接头连接的气体绝缘封闭式组合电器；
2）主变压器模块的变压器高压进线采用拔插式电缆接头结构，中压出线采用多股电缆或全绝缘封闭母线桥架方式；
3）中压开关模块内采用一体化预装式开关室；
4）综合自动化模块采用一体化预装式控制室；
5）中压配套装置模块包括无功补偿装置、接地变压器、消弧线圈等配套设备。
6）中压开关柜、综合自动化、中压配套设备等模块中的主要设备均安装在非金属箱体。
2、模块化变电站的技术分析
2.1进线模块
各种封闭式组合电器可以作为进线模块的基础，如果进出线采用工厂预制的整体式电缆套管及可插拔式电缆插接头将更能体现模块化的特点，可更方便于安装及运行中的维护。
35kV电压等级较少有户外型封闭式组合电器产品，制约了35kV全模块化变电站的发展。目前35kV模块化变电站的进线模块主要采用拼装式，即将户内开关柜或气体绝缘封闭式开关柜拼装到一个预制的箱体内，箱体采用覆铝锌板等双层金属材料或金邦板等非金属材料，中间填充隔热材料，由于箱体的防潮、隔热、防凝露等效果不够好，需要附加空调、温控和强迫通风装置。
2.2变压器模块
变压器模块需要对常规变压器的进出线端子进行改进，一次侧采用可拔插的电缆附件或油气套管与进线模块相连。二次侧可以考虑电缆或架空两种出线方式，但需要考虑绝缘封闭的要求。
2.3出线模块
近几年来，出线模块开始采用以永磁机构真空开关为基础的紧凑型开关柜，由于体积小、重量轻、维护少、吊装和运输方便等优点，提高了这种模式的可行性，已大量应用在35kV变电站；随着永磁开关参数的提升，这种模块已扩大应用到66kV和110kV变电站。另一种模式是户外共箱式，将开关设备装在充气箱体内，电缆接头作为进出线连接，并兼隔离断口功能，外边再加防护壳体。这种模式专为户外电力设备设计，结构紧凑，体积小，维护少，布局简捷，使变电站的建设和运行更加简化，工厂化特点更加突出。其实现的技术关键点有两个，一是开关设备免维护，二是大电流参数的电缆接头。
2.4综合自动化模块
综合自动化模块主要包括保护屏、交直流屏、电度表屏、通讯屏等后台部分，都是常规变电站的标准设备，目前没有新的突破。小容量变电站的综合自动化也可与出线模块合并为一个模块。
2.5无功补偿及消弧线圈模块
无功补偿和消弧线圈可以敞开式布置加顶罩，也可采用户内设备安装在箱体内，目前也没有适用的新概念。小容量变电站也可与出线模块合并为一个模块。
3、模块化变电站市场分析
我国于上世纪90年代后期开始生产和应用出线模块，目前约有20多个企业生产不同类型的10kV和35kV进线模块，每年约生产1100套各种模块，虽然产品名称不够统一，有一体化站、预装式变电站、组合式变电站、各种箱式变电站等，但基本结构均如前所述。目前国内变电站模块化产品的生产和应用呈现以下特点：（1）多数产品采用传统的开关柜，体积较大，运输和吊装不便，运行中的维护工作量大，采用紧凑型开关柜的产品还不多。（2）多数企业属于开关设备制造企业，其他配套设备主要采取外部采购方式，对变电站综合性技术的把握能力不强，模块设计技术缺乏创新。（3）采用免维护或少维护设备(如永磁机构真空开关)还不多，户外共箱式模块也刚开始出现，只有个别企业能够生产制造。（4）全绝缘、全屏蔽的模块化变电站刚刚起步，核心元件配套方面还不能满足技术发展的需要。（5）模块化产品主要应用在农村35kV变电站和城市10kV配电网的开闭站，在66kV及以上变电站的应用刚起步。
4、结束语
综上分析，以及通过大量市场调研，模块化变电站总体投资比户内GIS站略高，设备购置费高于户内GIS站，建筑工程费低于户内GIS站，将原来花在修建筑物上的钱花在设备投资上，说明模块化变电站建设模式的整体技术经济优势是十分明显的。模块化变电站建设模式加快了变电站的建设进度，提前投运带来的售电收入增加，完全可以弥补增加的投资。同时，模块化变电站建设模式提高了工作效率，减少了安全隐患。因此，模块化变电站建设的模式是可行的。
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