車載移動式變電站在長大隧洞施工供電中的應用

□ 李奎濤（遼寧省參窩水庫管理局）

0 引言

隧洞施工用電為臨時用電，周期短，用電負荷大，對供電安全性要求高。而隧洞施工地點多數(shù)位于偏僻的山區(qū)，處于電網(wǎng)供電末端或電網(wǎng)沒有覆蓋地區(qū)，需要建設臨時變電所為工程施工提供施工電源。常規(guī)變電所建設周期長，建設成本高，征地范圍大，工程結束后，拆除和恢復占地費用高，已經(jīng)不能適應工程施工的需求。車載移動式變電站具有建設周期短、移動靈活快捷、占用土地少、投運快速等優(yōu)點，滿足了隧洞施工供電的要求。

1 工程概況

該工程為遼寧省重點輸水工程，也是遼寧省歷史上最大規(guī)模的水利工程項目，工程主體中隧洞全長300km，其中兩條連續(xù)的大長隧洞，分別為132km的無壓洞和110km的有壓洞，開挖洞徑均超過8m，無論是工程規(guī)模還是技術復雜程度均為世界首位。而供電工程是隧道施工的一項重要環(huán)節(jié)，供電的可靠性是保證工程順利進行及安全的重要保障，但隧道施工都是在偏遠地區(qū)，供電質量及供電可靠性都不能滿足施工用電要求，結合隧洞施工用電的特點該工程采用66kV車載移動式變電站作為工程施工用電的供電電源。

2 隧洞施工用電的特點

隧洞施工用電都是臨時用電，工程結束后，為工程施工需要建設的輸供電線路及供用電設施都要拆除并恢復原有土地使用功能。施工電源隨著隧洞施工進度的進行，要根據(jù)施工需要進行轉場遷移。

3 車載移動式變電站的優(yōu)勢

移動式變電站不同于常規(guī)變電站，它占地面積小，運輸方便，轉場快捷且具有常規(guī)變電站的一切功能，非常適合隧洞施工用電特性，還可以反復使用，減少施工轉場的設備損耗。

移動式變電站具有非常好的靈活性、整體性好、運行安全可靠、使用靈活，在野外、在山中、在路旁等，只要有電源的合適地點，就可以在極少工作量的情況下，在極短的時間里，完成變電站的連接組建，移動式變電站具有非常好的靈活性。

組建移動式變電站具有非常好的快速性。移動式變電站正常的設備連接所需要的時間規(guī)定為180min。由于所有的設備均經(jīng)過預組裝、預聯(lián)調等，且已完成出廠試驗，因此，在實際現(xiàn)場的工作量可以簡單地理解為電氣設備的重復連接。

4 車載移動式變電站設備的選型

4.1 變電站載體選型

根據(jù)隧洞施工供電對車載移動式變電站供電容量、運行維護等方面的需求，考慮到車載移動式變電站本體的設備安裝、移動運輸、變供電等技術要求，選用兩臺13m長、25t載重量的普通拖車作為平臺，加以改裝，安裝液壓支撐裝置、接地裝置、設備檢修安裝平臺等設施作為車載移動式變電站的車載平臺。兩臺車一臺用于安裝66kV開關設備及主變壓器作為變電車，一臺用于安裝10kV開關柜及綜保系統(tǒng)作為配電車。變電車為敞開式，配電車的設備安裝在封閉箱體內。在變電站需要轉場移動時，加掛普通拖車頭就可以實現(xiàn)變電站的轉場移動。

4.2 主變壓器選型

變壓器是變電站的樞紐設備，擔負著變電站的主要工作任務，根據(jù)隧洞施工對電源容量的要求，合理配置主變壓器容量，變壓器容量不能過大，滿足施工要求即可，以減少安裝空間。針對不同的隧洞施工方法對用電容量的需求不同，選擇不同的主變壓器容量，鉆爆法施工方法主變容量選擇2500kVA,TBM施工方法主變容量選擇10000kVA。為滿足車載移動式變電站的技術要求，主變壓器應選擇抗震動、低高度、體積小、便于安裝及運輸?shù)淖儔浩鳌?/p>

4.3 高壓電器（互感器、避雷器等）

互感器、避雷器是變電站計量、測控、繼電保護裝置、防雷保護裝置的重要組成設備，擔負著變電站數(shù)據(jù)、各種參數(shù)的提供任務，是計量、測控、繼電保護裝置、防雷保護裝置工作的基礎，其重要性不言而喻，針對車載移動式變電站對設備的安裝要求，易采用低式、抗震性好的高壓組合式電器，以滿足安裝高度、抗震性、安裝空間的需求。

4.4 保護設備

選用南瑞制造的HGIS智能型高壓設備狀態(tài)在線監(jiān)測及管理系統(tǒng)，為了減少安裝空間，將保護接線由盤后進線，改為盤前進線，采用前開及旋轉門嵌入技術，將保護裝置安裝在前旋門上。HGIS智能型高壓設備狀態(tài)在線監(jiān)測及管理系統(tǒng)充分利用了高電壓技術、傳感器技術、計算機技術、數(shù)字信號處理技術、網(wǎng)絡通信技術和智能技術的最新成果，實現(xiàn)了設備狀態(tài)參數(shù)的就地數(shù)字化監(jiān)測。系統(tǒng)測量的準確性、穩(wěn)定性和可靠性取得了突破性進展。

4.5 高壓開關

高壓開關是變電站運行中停、送電操作的關鍵設備，也是保護裝置的最終執(zhí)行元件，對變電站的安全運行起著至關重要的作用，選擇低高度、抗震、安裝空間小的組合集成式高壓開關系統(tǒng)。該系統(tǒng)與互感器集合形成一套集互感器、開關操作系統(tǒng)、系統(tǒng)控制和綜合網(wǎng)絡控制于一體的智能化開關組合設備（HGIS）。

4.6 其他設備的選型

根據(jù)施工需要，合理選擇配電設備的數(shù)量和容量，原則是既要滿足施工用電需求，又要滿足安裝空間小、抗震動、便于運輸?shù)臈l件。選擇集成成套低壓配電裝置，在滿足施工要求的情況下，盡量減少配電輸出回路。

5 在隧洞施工中的應用

5.1 移動變電站的選址

根據(jù)隧洞施工地點選擇距離施工現(xiàn)場較近的66kV輸電線路作為電源接引點，在接引點附近選擇移動變電站的安裝地址，以減少66kV線路的架設，降低成本，引出采用10kV架空線路或10kV電纜直埋至施工現(xiàn)場開關站。在選址的時候還要考慮場地高程高于汛期洪水位，必要時建設可靠的防洪措施。如果施工工期超過1年以上，還應對安裝場地進行地面必要的硬化處理。

5.2 供電應用

根據(jù)隧洞施工方法的不同和用電容量的差異選擇不同的出線回路數(shù)，便于合理安排供電方式。在隧洞開挖長度超過低壓（400V）供電半徑（500m）時，可以直接由移動變電站輸出10kV高壓電纜至隧洞施工掌子面附近，在掌子面附近開挖擴大洞室安裝變電設備，提供隧洞施工用電電源。如果同時供多個施工工地用電時，施工地點距離變電站安裝地點較遠工地，通過架設10kV架空輸電線路經(jīng)過終端開關臺接引電纜至施工掌子面的方式供電。

5.3 變電站的遷移

在施工結束或需要供電地點遷移時，將變電站的引入、引出線斷引，將變電站用拖車牽引至新的供電地點，重新接引就可以供電，方便快捷，保證了施工供電的連續(xù)和可靠。在“TBM”方式隧洞開挖施工中尤為適用，當“TBM”設備前進到下一個施工支洞時，可以利用“TBM”設備檢修期間，將車載移動式變電站快速移至施工洞口附近，為“TBM”提供電源，這樣就減少了變電站的建設和調試時間，也節(jié)約了建設資金，為工程施工的順利進行提供了動力保障。

5.4 運行維護

車載移動式變電站為無人值守的高智能變電站，正常的運行操作都可以實現(xiàn)遠方操控，事故處理需現(xiàn)場進行，只需配備人員對設備進行定期巡視檢查和維護保養(yǎng)。

5.5 變電站的接引及引線

根據(jù)不同地區(qū)供電公司的要求，可以采用常規(guī)的鐵塔架設線路進行接引，也可以采用移動式引線塔進行接引和引線，移動式引線塔采用高強度鋁合金型材，具有安裝和拆除方便、可反復使用的優(yōu)點。

6 結語

車載移動式變電站在隧洞施工供電中的成功使用，顯著發(fā)揮了其移動靈活、建設周期短、調試時間短、占地面積少等優(yōu)點，為工程施工用電的及時投運、用電的安全可靠提供了堅實的技術基礎，同時也節(jié)約了大量的建設資金，減少了工程建設征用土地面積和土地恢復面積，在施工臨時用電、應急搶險、電力工程施工中應用前景廣闊。

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