芬兰400/110kV电网节点扩建,电气与自动化柜进入集中交付阶段

   2026-09-17 1
核心提示:芬兰Nokia新建400/110kV变电站正在推进设备供应。TAS-Power近日获得其历史上规模最大的变电站电气与自动化柜订单,计划于2027年7月底前完成交付。项目属于芬兰主干电网扩容工程,将提高Pirkanmaa地区输电能力,也使保护继电器、电流检测、控制柜、工业端子和电源监控等二次系统设备成为建设重点。

电网扩容真正落到施工阶段以后,除了大型变压器和高压一次设备,大量工作实际上集中在保护、控制、测量和辅助电源系统。芬兰Norelco Group旗下TAS-Power近日公布,其已获得来自Enersense的电气与自动化柜订单,将为Pirkanmaa地区Nokia正在建设的400/110kV变电站提供一套较大规模的电气与自动化柜系统。按照企业公布的信息,这是TAS-Power迄今规模最大的变电站设备交付,计划在2027年7月底前完成。

这座变电站并不是单独的工业用户配电站,而是芬兰国家主干电网体系中的新节点。Enersense负责建设新的400/110kV变电站,项目从设计、施工一直覆盖到调试,整体合同价值约2700万欧元,工程预计持续至2028年。变电站将把400kV主干电网电压转换至110kV等级,并向区域网络继续输送电力,提高Pirkanmaa地区输电能力和系统可靠性。

从芬兰电网规划来看,Nokia并不是孤立建设的一个站点。Fingrid正在规划Kristiinankaupunki至Nokia的新400+110kV输电通道,新建线路终点之一就是Nokia变电站。项目目的之一,是提高芬兰西部电力向南部消费区域输送的能力,同时增强Tampere周边电网容量。随着可再生能源、电气化工业和数据中心等新增负荷进入电网,输电网络除了需要更多线路,同样需要新的变电站和更完善的自动化系统。

400/110kV变电站里的自动化系统与普通工厂控制柜存在明显差别。工厂PLC通常围绕生产设备动作展开,而变电站二次系统需要长期监视断路器、隔离设备、变压器、母线和线路状态,并在故障条件下执行保护和控制逻辑。一次高压设备负责实际输送和切断电能,保护继电器、测量设备和自动化柜则承担检测、判断、联锁和控制,两部分共同组成完整变电站。

保护继电器是其中重要的一环。当线路、变压器或其他一次设备出现异常时,保护系统需要根据电流、电压及其他测量信息判断故障,再向相应断路器发出动作指令。因此,保护继电器并不直接承担高压电流的机械分断,真正切断一次回路的是断路设备。继电保护的价值,在于快速判断故障位置和异常类型,使需要隔离的区域及时退出运行,同时尽量保持其他健康部分继续工作。

电流互感器则为保护和测量提供基础信号。400kV或110kV一次回路中的实际电流远远超出普通仪表和控制系统能够直接接受的范围,因此需要通过互感器转换成适合测量、计量和保护系统处理的信号。变电站一次侧使用的高压电流互感设备与控制柜内部用于低压测量的电流互感器在绝缘等级、结构和使用条件上存在巨大差异,不能简单作为同一规格产品理解,但它们所承担的基本任务都是让大电流能够进入测量和保护体系。

在电气与自动化柜内部,工业端子也是数量较大但很容易被忽略的一类基础元件。一次设备状态信号、保护继电器输入输出、辅助电源、告警以及通信回路最终都需要通过清晰可靠的接线结构连接。大型变电站二次线路数量多,如果端子编号、分区和维护空间设计不合理,后期调试与故障排查的工作量会明显增加。因此端子排虽然不是决定变电站容量的核心设备,却直接影响工程安装和几十年运行过程中的维护效率。

Norelco现有的变电站和E-House产品资料也能看到这种系统构成。其工厂预制式主变电站解决方案通常把中低压开关设备、保护和控制继电器、直流系统、高压设备及主变压器控制柜以及辅助电气系统集中集成,并在工厂完成测试后再运往现场。大型电力工程采用这种方式,可以减少现场大量分散安装和接线工作,并把更多测试提前放到制造阶段完成。

控制柜内部还可能使用不同类型的断路器、接触器和过载保护元件,但它们承担的任务需要严格区分。Norelco公开的低压开关柜结构资料中可以看到塑壳断路器、空气断路器、电流互感器、接触器、热过载继电器以及端子等典型组件。断路器主要承担线路保护和分断,接触器适合负载频繁控制,热过载继电器则主要用于相应电机负载保护,不能把三者都笼统称为“开关”。

电源监控在大型变电站中同样具有长期价值。保护和控制系统不仅要知道一次电力网络是否正常,还需要持续监视二次辅助电源、直流系统以及控制电源状态。很多保护设备即使一次线路本身仍然带电,如果控制电源出现异常,也可能失去正常动作能力。因此,大型变电站通常会对直流电源、辅助交流电源和控制系统运行状态进行持续监测,而不是等到设备完全失电后才发现问题。

浪涌保护产品则属于另一层电气保护。雷电、电网操作以及设备切换可能产生瞬态过电压,需要根据系统设计配置相应过电压保护和绝缘协调措施。但浪涌保护器不能与线路断路器混为一谈:断路器主要处理过载、短路等过电流故障,浪涌保护器主要针对持续时间很短的瞬态过电压。对于包含大量电子保护、通信和自动化设备的变电站而言,两类保护往往同时存在,但工作对象和配置位置不同。

芬兰这轮电网建设的意义还在于,它并不是简单替换老旧设备。Fingrid规划中的新线路和Nokia新变电站,是为了提高电力从西部向南部消费区域的传输能力,同时增强Tampere地区的系统安全。电力生产位置与用电中心距离扩大以后,需要更强的输电网完成区域之间的能源交换,而这会带来新的变电站、控制系统以及长期维护需求。

对于工业电气供应链来说,电网投资与普通工厂扩建有一个明显区别:设备设计寿命很长,但二次保护、自动化和辅助电气系统在整个生命周期中会经历多次检修和升级。变电站主体运行几十年以后,保护继电器、测量系统、直流设备、接线系统及通信设备可能已经经历技术更新,因此除了新建项目,后期现代化改造同样构成持续市场。

这一特点也解释了为什么完整型号和长期可获得性对于电力系统备件尤为重要。控制继电器、端子、电流检测、辅助断路器等产品单价可能远低于主变压器,但如果停产后缺少兼容替代,仍然可能增加改造工作量。新旧设备之间不仅要确认电压、电流和机械尺寸,还要检查触点形式、端子排列、信号类型以及与保护控制系统的兼容关系。

此次TAS-Power订单目前没有公开具体配置了多少套柜体,也没有披露柜内使用的保护继电器、电流互感器、端子、断路器和电源监控设备品牌,因此不能据此判断某一家工业元件制造商已经获得对应订单。可以确认的是,供货范围明确为大规模电气和自动化柜系统,并且将成为整个400/110kV变电站工程的一部分。

对工业电气行业而言,这类项目比一次单独产品发布更具有持续价值。变电站建设首先形成成套设备需求,投运以后又进入几十年的检测、维修和升级周期。从保护继电器、电流互感器到工业端子、电源监控和辅助控制器件,都不是孤立存在,而是围绕电网可靠性共同工作。芬兰Nokia变电站开始进入电气与自动化柜集中供应阶段,也说明欧洲电网扩容正在继续向二次控制和工业电气制造环节传递需求。


 
 
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