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，現場無需制作基礎，現場就位后，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

隨著國民經濟的發展，對供電可靠性的要求不斷提高。電網建設在高速發展的同時，存在部分地區電力供應不足，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，實現變電站可便捷移動，滿足其方便性和可靠性。

車載變電站現場無需做基礎，運抵到現場后，進行少量的電纜連接和調試即可送電，從而變電站實現了：無房、無圍墻、無電纜溝、無架構、無人值守。與傳統土建的變電所相比，省去了土建工程，省去了現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，常規變電站發生設 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：在發生地震、雨雪、泥石流、地質 滑坡等自然災害，在災區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模

車載移動式變電站屬于電力系統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域的供電系統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/電氣聯鎖，可靠性高。電流、電壓互感器選擇環氧樹脂澆注產品，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場連接快捷。

4.2.4 輔助系統

4.2.4.1戶外照明系統

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

移動式變電站內裝設高靈敏度溫度控制器，實時監測移動變運行溫度，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，后臺監控界面發出報警信號（燈光或者聲音），使監控人員及時發現故障，切斷回路，防止事故的擴大。

4.2.4.3警示系統

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。根據項目規模進行規劃設計，對艙內設備布局安裝、走線路徑、輔控系統等進行有效的集成設計，結合工業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境良好。

3）內環境控制技術。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，保證艙內良好運行環境。

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范》等相關標準規范中的要求，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固定式變電站的概念，實現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、環境適應性強、現場工作量極少等優點。此外，該變電站在自然災害、突發設備事故等緊急狀況下能迅速替代某一常規變電站并恢復供電，在高負荷季節投入運行可以克服該區域供電容量的不足，在電力需求高速增長或超出預先電力建設規劃的地區作為臨時變電站投入運行，以緩解電力供應的緊張局面，對電力行業的發展起到了不可替代的作用。