孫樹興 牛素萍 牟君

摘要：車載移動(dòng)式變電站是解決大修技改、應(yīng)急保電等在短時(shí)間內(nèi)提供臨時(shí)過渡供電解決方案的新技術(shù)。車載移動(dòng)式變電站是將變電站的一、二次設(shè)備及其它附件有機(jī)的整合到移動(dòng)車載平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)變電站可便捷移動(dòng)，采用架空進(jìn)出線或電纜側(cè)進(jìn)出等方式，現(xiàn)場(chǎng)無需制作基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)就位后，完成進(jìn)出線及模塊間連線的施工后即可調(diào)試驗(yàn)收投運(yùn)。在保證安全可靠的前提下，具備使用靈活，占地小，施工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，整站投運(yùn)快，當(dāng)有供電需求時(shí)，只需要較小的安置場(chǎng)地，便可很快形成臨時(shí)性供電，可有效解決臨時(shí)或其他過渡性的供電需求。本文結(jié)合110/10kV車載移動(dòng)式變電站的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)車載移動(dòng)式變電站的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：車載式? 變電站? 智能化

1.前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)供電可靠性的要求不斷提高。電網(wǎng)建設(shè)在高速發(fā)展的同時(shí)，存在部分地區(qū)電力供應(yīng)不足，變電站檢修，設(shè)備改造和臨時(shí)供電的情況，傳統(tǒng)的固定式變電站不能滿足上述應(yīng)急供電緊迫性和靈活性的要求，急需要一直新型電力設(shè)備解決上述問題。車載移動(dòng)式變電站應(yīng)運(yùn)而生，其具安全可靠、機(jī)動(dòng)靈活、快捷投運(yùn)等特點(diǎn)，快速恢復(fù)供電，減少因電力中斷造成的損失。

2.概述

車載移動(dòng)式變電站是將變電站的一、二次設(shè)備及其它附件有機(jī)的整合到移動(dòng)車載平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)變電站可便捷移動(dòng)，滿足其方便性和可靠性。

車載變電站現(xiàn)場(chǎng)無需做基礎(chǔ)，運(yùn)抵到現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)行少量的電纜連接和調(diào)試即可送電，從而變電站實(shí)現(xiàn)了：無房、無圍墻、無電纜溝、無架構(gòu)、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(chǎng)大量的人力物力資源。

3.適用條件和應(yīng)用領(lǐng)域

1）故障替代：緊急情況下，常規(guī)變電站發(fā)生設(shè) 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(shí)間恢復(fù)。為了滿足原有的用電負(fù)荷 的正常用電需求，利用移動(dòng)變電站替代常規(guī)變電站，恢復(fù)正常供電。

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

3）搶險(xiǎn)救災(zāi)：在發(fā)生地震、雨雪、泥石流、地質(zhì) 滑坡等自然災(zāi)害，在災(zāi)區(qū)需要大量的電力供應(yīng)，移動(dòng)式變電站可以承擔(dān)起臨時(shí)電源的作用。

4）電力補(bǔ)充：在電力需求快速增長超出預(yù)期，之前傳統(tǒng)式變電站容量不能滿足用電需求時(shí)，采用移動(dòng)變電站作為臨時(shí)變電站投運(yùn)，作為電力的重要補(bǔ)充，緩解當(dāng)?shù)仉娏?yīng)緊張。

5）電力調(diào)度：電力系統(tǒng)用電量隨時(shí)間會(huì)有高峰和低谷，在用電高峰期時(shí)，通過移動(dòng)變電站轉(zhuǎn)帶部分重載負(fù)荷，緩解原有變電站的主變負(fù)載率，提高電力系統(tǒng)供電的可靠性。

4.車載移動(dòng)式變電站的設(shè)計(jì)方案

4.1車載移動(dòng)式變電站的建設(shè)規(guī)模

車載移動(dòng)式變電站屬于電力系統(tǒng)特殊變電站的制造技術(shù)領(lǐng)域，一般由兩個(gè)以上車載設(shè)備組成，包括高壓車載變電站設(shè)備、中壓車載成套設(shè)備、綜合自動(dòng)化設(shè)備等。由于國內(nèi)道路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，國內(nèi)車載移動(dòng)式變電站一般做到110kV，容量最大做到63000kVA，包括1臺(tái)高壓開關(guān)、1臺(tái)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(diào)壓油浸式變壓器，10kV部分單母線接線。

4.2移動(dòng)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(shí)滿足架空進(jìn)線和電纜進(jìn)線的要求。HGIS方案結(jié)合了AIS和GIS的特點(diǎn)可靠性高，性價(jià)比高，可以實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制。

4.2.2 變壓器部分

主變壓器一般均根據(jù)用戶要求并結(jié)合其所服務(wù)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(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)緊湊以減輕重量和壓縮其占用空間。在變電站整體運(yùn)輸尺寸或重量被地區(qū)道路情況所限定時(shí)，緊湊的整體設(shè)計(jì)可以獲得最大可能的主變?nèi)萘俊?/p>

4.2.3 10kV部分

10kV部分采用小型化固定式開關(guān)柜，其內(nèi)部設(shè)備真空斷路器裝有完善的機(jī)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(chǎn)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(jìn)線側(cè)做線路保護(hù)和母線PT柜做母線保護(hù)，同時(shí)還具備防止操作過電壓的功能。10kV總路開關(guān)箱采用緊湊型XGN□-12焊接單元柜，進(jìn)線柜上側(cè)設(shè)置戶外穿墻套管，采用絕緣管母線與主變連接，同時(shí)在柜底側(cè)設(shè)置出線電纜孔，采用柔性電纜與10kV配電車連接。10kV配電車內(nèi)部開關(guān)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(cè)面電纜出線方式，采用快速連接金具現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)式變電站應(yīng)用在露天煤礦中時(shí)，為了在夜晚能明確其所在位置，防止和運(yùn)輸車輛發(fā)生碰撞，特設(shè)戶外照明。通過經(jīng)緯度控制器進(jìn)行控制，根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶鞖庾兓瘉韱⑼敉庹彰鳌?/p>

4.2.4.2溫控及煙霧報(bào)警系統(tǒng)

移動(dòng)式變電站內(nèi)裝設(shè)高靈敏度溫度控制器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)移動(dòng)變運(yùn)行溫度，用于防止移動(dòng)變溫度過高或過低，影響設(shè)備運(yùn)行。設(shè)置煙霧報(bào)警裝置，將事故信號(hào)傳至微機(jī)保護(hù)裝置，后臺(tái)監(jiān)控界面發(fā)出報(bào)警信號(hào)（燈光或者聲音），使監(jiān)控人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，切斷回路，防止事故的擴(kuò)大。

4.2.4.3警示系統(tǒng)

移動(dòng)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(hào)醒目、穿透力強(qiáng)，安裝在移動(dòng)變外殼上，燈的信號(hào)直接從帶電顯示器采集，當(dāng)每一回路帶電時(shí)紅燈閃，不帶電時(shí)綠燈閃，可直接在箱體外觀察帶電情況。

5.設(shè)計(jì)原理與特點(diǎn)

1）高強(qiáng)度預(yù)制艙結(jié)構(gòu)制造技術(shù)。加強(qiáng)型的底座和一體式框架焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過有限元分析校核，有效地保證了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和壽命，為保護(hù)和支撐箱變內(nèi)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(yùn)行要求及頻繁移動(dòng)、運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

2）艙柜一體化集成技術(shù)。根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)艙內(nèi)設(shè)備布局安裝、走線路徑、輔控系統(tǒng)等進(jìn)行有效的集成設(shè)計(jì)，結(jié)合工業(yè)設(shè)計(jì)和人機(jī)工程學(xué)使設(shè)備布局最合理，占地面積最小同時(shí)設(shè)備運(yùn)行操作方便且運(yùn)行環(huán)境良好。

3）內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)。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(shù)，有效阻斷熱橋，減少艙體內(nèi)外熱量傳導(dǎo)，艙體具備良好保溫隔熱性能。艙內(nèi)配置空調(diào)、通風(fēng)、照明等系統(tǒng)，保證艙內(nèi)良好運(yùn)行環(huán)境。

4）防腐技術(shù)。防腐處理遵循ISO 12944《色漆和清漆 防護(hù)漆體系對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)及JTS 153-3-2007《海港工程鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的要求，六道工藝防腐技術(shù)可保證預(yù)制艙外殼在高鹽霧環(huán)境中30年不銹蝕。

6結(jié)論

車載移動(dòng)式變電站的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)固定式變電站的概念，實(shí)現(xiàn)預(yù)裝式變電站在高電壓、高技術(shù)領(lǐng)域的重大突破。具備普通變電站的所有功能，產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)靈活、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)工作量極少等優(yōu)點(diǎn)。此外，該變電站在自然災(zāi)害、突發(fā)設(shè)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(fù)供電，在高負(fù)荷季節(jié)投入運(yùn)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(yù)先電力建設(shè)規(guī)劃的地區(qū)作為臨時(shí)變電站投入運(yùn)行，以緩解電力供應(yīng)的緊張局面，對(duì)電力行業(yè)的發(fā)展起到了不可替代的作用。