110/10kV車載移動式變電站設計方案探討

孫樹興 牛素萍 牟君

摘要：車載移動式變電站是解決大修技改、應急保電等在短時間內提供臨時過渡供電解決方案的新技術。車載移動式變電站是將變電站的一、二次設備及其它附件有機的整合到移動車載平臺上，實現(xiàn)變電站可便捷移動，采用架空進出線或電纜側進出等方式，現(xiàn)場無需制作基礎，現(xiàn)場就位后，完成進出線及模塊間連線的施工后即可調試驗收投運。在保證安全可靠的前提下，具備使用靈活，占地小，施工簡單等特點，整站投運快，當有供電需求時，只需要較小的安置場地，便可很快形成臨時性供電，可有效解決臨時或其他過渡性的供電需求。本文結合110/10kV車載移動式變電站的應用場景，對車載移動式變電站的設計原則和設計方案進行分析探討。

關鍵詞：車載式? 變電站? 智能化

1.前言

隨著國民經濟的發(fā)展，對供電可靠性的要求不斷提高。電網建設在高速發(fā)展的同時，存在部分地區(qū)電力供應不足，變電站檢修，設備改造和臨時供電的情況，傳統(tǒng)的固定式變電站不能滿足上述應急供電緊迫性和靈活性的要求，急需要一直新型電力設備解決上述問題。車載移動式變電站應運而生，其具安全可靠、機動靈活、快捷投運等特點，快速恢復供電，減少因電力中斷造成的損失。

2.概述

車載移動式變電站是將變電站的一、二次設備及其它附件有機的整合到移動車載平臺上，實現(xiàn)變電站可便捷移動，滿足其方便性和可靠性。

車載變電站現(xiàn)場無需做基礎，運抵到現(xiàn)場后，進行少量的電纜連接和調試即可送電，從而變電站實現(xiàn)了：無房、無圍墻、無電纜溝、無架構、無人值守。與傳統(tǒng)土建的變電所相比，省去了土建工程，省去了現(xiàn)場大量的人力物力資源。

3.適用條件和應用領域

1）故障替代：緊急情況下，常規(guī)變電站發(fā)生設 備故障或是遭受人為、天氣的破壞而不能正常工作，又不能短時間恢復。為了滿足原有的用電負荷 的正常用電需求，利用移動變電站替代常規(guī)變電站，恢復正常供電。

2）工程施工：一些臨時性的工程施工項目，如隧洞施工、橋梁建設等，需要大量的電力供應，可利用移動式變電站快速投入、靈活方便的特點，滿足施工項目的用電需求。

3）搶險救災：在發(fā)生地震、雨雪、泥石流、地質 滑坡等自然災害，在災區(qū)需要大量的電力供應，移動式變電站可以承擔起臨時電源的作用。

4）電力補充：在電力需求快速增長超出預期，之前傳統(tǒng)式變電站容量不能滿足用電需求時，采用移動變電站作為臨時變電站投運，作為電力的重要補充，緩解當地電力供應緊張。

5）電力調度：電力系統(tǒng)用電量隨時間會有高峰和低谷，在用電高峰期時，通過移動變電站轉帶部分重載負荷，緩解原有變電站的主變負載率，提高電力系統(tǒng)供電的可靠性。

4.車載移動式變電站的設計方案

4.1車載移動式變電站的建設規(guī)模

車載移動式變電站屬于電力系統(tǒng)特殊變電站的制造技術領域，一般由兩個以上車載設備組成，包括高壓車載變電站設備、中壓車載成套設備、綜合自動化設備等。由于國內道路運輸的實際情況，國內車載移動式變電站一般做到110kV，容量最大做到63000kVA，包括1臺高壓開關、1臺變壓器、若干路10kV出線。110kV部分采用線變組接線，變壓器選用有載調壓油浸式變壓器，10kV部分單母線接線。

4.2移動式變電站的模塊劃分

4.2.1 110kV部分

110kV配電裝置采用戶外型HGIS組合電器，110kV部分采用線變組接線方式，可同時滿足架空進線和電纜進線的要求。HGIS方案結合了AIS和GIS的特點可靠性高，性價比高，可以實現(xiàn)工廠化預制。

4.2.2 變壓器部分

主變壓器一般均根據用戶要求并結合其所服務區(qū)域的供電系統(tǒng)和道路情況靈活選擇容量和電壓組合，在容量已確定的前提下，主變應盡可能結構緊湊以減輕重量和壓縮其占用空間。在變電站整體運輸尺寸或重量被地區(qū)道路情況所限定時，緊湊的整體設計可以獲得最大可能的主變容量。

4.2.3 10kV部分

10kV部分采用小型化固定式開關柜，其內部設備真空斷路器裝有完善的機械/電氣聯(lián)鎖，可靠性高。電流、電壓互感器選擇環(huán)氧樹脂澆注產品，避雷器選擇無間隙氧化鋅避雷器，硅橡膠外套，安裝在電纜進線側做線路保護和母線PT柜做母線保護，同時還具備防止操作過電壓的功能。10kV總路開關箱采用緊湊型XGN□-12焊接單元柜，進線柜上側設置戶外穿墻套管，采用絕緣管母線與主變連接，同時在柜底側設置出線電纜孔，采用柔性電纜與10kV配電車連接。10kV配電車內部開關柜選用XGN口-12一體式焊接單元柜，單列布置，柜間主母排貫穿連接，出線柜全部采用側面電纜出線方式，采用快速連接金具現(xiàn)場連接快捷。

4.2.4 輔助系統(tǒng)

4.2.4.1戶外照明系統(tǒng)

移動式變電站應用在露天煤礦中時，為了在夜晚能明確其所在位置，防止和運輸車輛發(fā)生碰撞，特設戶外照明。通過經緯度控制器進行控制，根據當地的天氣變化來啟停戶外照明。

4.2.4.2溫控及煙霧報警系統(tǒng)

移動式變電站內裝設高靈敏度溫度控制器，實時監(jiān)測移動變運行溫度，用于防止移動變溫度過高或過低，影響設備運行。設置煙霧報警裝置，將事故信號傳至微機保護裝置，后臺監(jiān)控界面發(fā)出報警信號（燈光或者聲音），使監(jiān)控人員及時發(fā)現(xiàn)故障，切斷回路，防止事故的擴大。

4.2.4.3警示系統(tǒng)

移動式變電站每路出線配備戶外高壓帶電顯示燈，使用超高亮純色LED燈珠，信號醒目、穿透力強，安裝在移動變外殼上，燈的信號直接從帶電顯示器采集，當每一回路帶電時紅燈閃，不帶電時綠燈閃，可直接在箱體外觀察帶電情況。

5.設計原理與特點

1）高強度預制艙結構制造技術。加強型的底座和一體式框架焊接結構設計，通過有限元分析校核，有效地保證了結構強度和壽命，為保護和支撐箱變內部的各種電器元件提供可靠的工作環(huán)境，滿足不同工況運行要求及頻繁移動、運輸的要求。

2）艙柜一體化集成技術。根據項目規(guī)模進行規(guī)劃設計，對艙內設備布局安裝、走線路徑、輔控系統(tǒng)等進行有效的集成設計，結合工業(yè)設計和人機工程學使設備布局最合理，占地面積最小同時設備運行操作方便且運行環(huán)境良好。

3）內環(huán)境控制技術。艙體壁板采用冰箱保溫工藝，雙層隔板夾心一體式充注發(fā)泡技術，有效阻斷熱橋，減少艙體內外熱量傳導，艙體具備良好保溫隔熱性能。艙內配置空調、通風、照明等系統(tǒng)，保證艙內良好運行環(huán)境。

4）防腐技術。防腐處理遵循ISO 12944《色漆和清漆 防護漆體系對鋼結構的腐蝕防護》標準及JTS 153-3-2007《海港工程鋼結構防腐蝕技術規(guī)范》等相關標準規(guī)范中的要求，六道工藝防腐技術可保證預制艙外殼在高鹽霧環(huán)境中30年不銹蝕。

6結論

車載移動式變電站的應用打破了傳統(tǒng)固定式變電站的概念，實現(xiàn)預裝式變電站在高電壓、高技術領域的重大突破。具備普通變電站的所有功能，產品具有結構緊湊、機動靈活、環(huán)境適應性強、現(xiàn)場工作量極少等優(yōu)點。此外，該變電站在自然災害、突發(fā)設備事故等緊急狀況下能迅速替代某一常規(guī)變電站并恢復供電，在高負荷季節(jié)投入運行可以克服該區(qū)域供電容量的不足，在電力需求高速增長或超出預先電力建設規(guī)劃的地區(qū)作為臨時變電站投入運行，以緩解電力供應的緊張局面，對電力行業(yè)的發(fā)展起到了不可替代的作用。