車載移動變電站設(shè)計與選型

摘要：目前移動變電站在國內(nèi)應(yīng)用案例已有相關(guān)報導(dǎo)，國內(nèi)外廠商均看重此塊市場，投入了大量的精力，但目前現(xiàn)有產(chǎn)品還存在一些不足。車載移動變電站并不是簡單的設(shè)備組合和堆砌，它的生產(chǎn)過程是集設(shè)計、選型、組裝、運輸、驗收、維護于一體的變電站建設(shè)過程。而僅依靠設(shè)備制造廠商按照單一設(shè)備完成其生產(chǎn)還存在一些局限性，特別在設(shè)計與選型環(huán)節(jié)與現(xiàn)有變電站存在較大差異，從而影響了移動變電站的推廣和完善。在研究車載移動變電站的連接、保護、運輸?shù)确矫婧螅岢隽嗽O(shè)計和選型階段的改進方法。

關(guān)鍵詞：車載移動變電站； 設(shè)計； 選型

中圖分類號：TB

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：16723198（2015）22024002

1現(xiàn)狀

國內(nèi)生產(chǎn)車載移動變電站的廠商約有6-10家，具備市場長期使用經(jīng)驗的廠商約有4家，由于國內(nèi)廠商起步較晚，大型移動變電站合資廠商的市場占有率略高。

依據(jù)《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》對于道路運輸?shù)囊?guī)定，車載移動變電站單車體積一般不宜過大，高度一般不超過4.2米，寬度小于2.5米，長度小于18米。根據(jù)車載設(shè)備額定最高電壓等級劃分，一般分為220千伏、110千伏、66千伏及35千伏幾個規(guī)格；根據(jù)變壓器容量劃分，最大容量達到63 MVA，已經(jīng)達到城市電網(wǎng)中常規(guī)變電站的容量和電壓水平，變壓器也有兩卷和三卷兩種形式。

遼寧、重慶等省份較早應(yīng)用車載移動變電站，近年來寧夏、貴州、甘肅、上海等的省份也相繼應(yīng)用來了此類設(shè)備。

2總體設(shè)計

車載移動變電站一般由2至3輛車體組成，分為五個基本模塊：進線模塊、主變壓器模塊、中低壓配電室模塊、保護與控制模塊、運輸模塊。各模塊均為整體預(yù)制式結(jié)構(gòu)，在工廠完成各個模塊的組裝、連接及調(diào)試模，出廠后即為具備完整功能的變電站。

使用車載移動變電站重點是要突出其在自然災(zāi)害、突發(fā)設(shè)備事故等緊急狀況下快速投運、恢復(fù)負(fù)荷的能力。因此在選擇時，供電企業(yè)應(yīng)結(jié)合運維變電站的電壓等級、重要變壓器的容量、變電站饋線數(shù)量等因素，首先選擇主變壓器容量及線圈數(shù)量，一般110千伏三線圈油浸式變壓器容量最大容量為20MVA；其次選擇配電線路的數(shù)量，以確定中低壓配電室的體積、布置形式及與變壓器的連接方式；再次要結(jié)合場地條件、使用環(huán)境確定運輸模塊的承載形式，變壓器車采用載重液壓輔助轉(zhuǎn)向車體，而剩余設(shè)備一般采用無專用載重車體的集裝箱模塊；最后考慮保護與控制系統(tǒng)，選擇模塊間的連接方式為光纖或電纜，交流供電方式為風(fēng)光互補或外接交流電源。此外，移動變電站的照明、直流蓄電池容量、

車載移動變電站的一次接線形式較為簡單，高壓側(cè)一般為線變組接線方式，中、低壓側(cè)采用單母線或單母線分段結(jié)構(gòu)，考慮出線借用高電壓等級設(shè)備時，應(yīng)增加電壓互感器及站用變數(shù)量。

3設(shè)備選型

3.1變壓器模塊

變壓器的容量和繞組數(shù)確定后，還要重點關(guān)注變壓器的中性點絕緣問題。一般常規(guī)變壓器中性點為半絕緣，依靠變電站內(nèi)成套中性點裝置完成接地過程。車載移動變電站在接入電網(wǎng)時，其中性點接地方式應(yīng)符合電網(wǎng)整體調(diào)度原則，一般110千伏變壓器中、低壓中性點不接地，但在投運過程中運行規(guī)程一般要求變壓器中性點接地。一般的移動變電站配用變壓器中性點未設(shè)計成全絕緣方式，因此需要外置中性點成套裝置，或?qū)⒅行渣c絕緣提升至全絕緣。

變壓器監(jiān)視性儀表，如油位指示器、溫控器等，在運行過程中需要特別巡視，而車載移動變電站體積受限，此類儀表應(yīng)將監(jiān)視表頭引至變壓器本體下方，以便進行觀察。同時變壓器取樣閥等，也應(yīng)引置本體底部，以便運行時檢測取樣。

在資金充裕時，應(yīng)考慮在變壓器本體安裝有色譜在線監(jiān)測裝置。常規(guī)在線監(jiān)測裝置體積較大，若無法布置在變壓器本體所在車體上，還可以選擇“燃料電池”型監(jiān)測裝置，監(jiān)測功能也應(yīng)重點放在對于設(shè)備運行狀態(tài)及趨勢的判斷。

3.2進線模塊

110千伏進線模塊設(shè)備配置較為統(tǒng)一，一般為HGIS設(shè)備，其體積小、應(yīng)用靈活的特點在車載移動變電站上得到了充分的發(fā)揮。為了實現(xiàn)進線電壓的監(jiān)視，一般配置線路側(cè)電壓互感器，HGIS“外插式”互感器時比較好的選擇。

由于HGIS殼體屬于壓力容器，在運輸時需要降壓運行，在設(shè)備附近需配置SF6氣體回收裝置，設(shè)計時應(yīng)注意回收裝置儲氣瓶的體積與設(shè)備額定使用量配套。

3.3中低壓配電室模塊

中低壓配電設(shè)備一般采用充氣式開關(guān)柜，以節(jié)省設(shè)備體積，部分廠家嘗試使用C-GIS設(shè)備，也能很好的滿足應(yīng)用需求。

在選用多繞組變壓器時，中低壓側(cè)設(shè)備應(yīng)使用“以大代小”的策略，即按照中壓設(shè)備的技術(shù)參數(shù)選擇低壓側(cè)設(shè)備，這樣通過分段開關(guān)或隔離開關(guān)可以實現(xiàn)，出線設(shè)備數(shù)量可調(diào)整的靈活運行方式。

為了實現(xiàn)此種靈活方式，還需在每段母線上配置兩組電壓互感器，一組與中壓側(cè)設(shè)備匹配使用；另一組與低壓側(cè)設(shè)備匹配使用。特別要注意，電壓互感器應(yīng)選用全絕緣互感器，防止在母線試驗時誤擊穿互感器。電壓互感器避免直接與母線連接，應(yīng)設(shè)置保險或隔離開關(guān)。

電纜出線方向的選擇也很重要。

3.4保護與控制模塊

車載移動變電站的保護與自動化裝置與常規(guī)變電站基本一致，選擇國內(nèi)較為成熟、穩(wěn)定的產(chǎn)品即可滿足運行需求。當(dāng)移動變電站接入電網(wǎng)運行時，為適應(yīng)調(diào)控一體化的要求，需要將“四遙”信號上傳，因此在車內(nèi)配置具備信息安全傳輸要求的自動化、通信裝置是十分必要的。

“微機五防系統(tǒng)”也是車載移動變電站容易忽略的環(huán)節(jié)，在擬定設(shè)備清單時一定要單獨表述，防止與設(shè)備本體機械防誤裝置混淆。選用“在線微機五防系統(tǒng)”可以節(jié)省屏位，簡化操作。

計量表計等亦是車載移動變電站較為薄弱的環(huán)節(jié)，特別是在供電企業(yè)計量表計實行統(tǒng)一采購、統(tǒng)一管理后，表計在使用前需要有統(tǒng)一的標(biāo)示代碼，這需要提前進行申請。

部分生產(chǎn)廠家還在車體周圍設(shè)置了視頻監(jiān)控裝置，可以運行減輕巡視的壓力。但視頻裝置應(yīng)能滿足使用企業(yè)統(tǒng)一視頻監(jiān)控的需求，主要是遵循協(xié)議的統(tǒng)一，具備視頻信號遠(yuǎn)程控制的功能。

在電源系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)充分考慮運行方式，除常規(guī)的移動變電站使用外部電源、移動變電站自給自足外，還要充分考慮移動變電站配出所用電源為其他變電站使用的情況。配用的蓄電池容量不應(yīng)過小，一般選擇100A·h的，在布置時無法滿足，可選擇容量為75A·h的蓄電池。

3.5運輸模塊

運輸模塊是整個車載移動變電站的基礎(chǔ)，一般變壓器、進線模塊位于1號車，剩余設(shè)備布置在2號車上。一些電壓等級較低，出線間隔數(shù)量較少的移動變電站也可將設(shè)備布置在1輛車上。

1號車一般使用液壓輔助專項的特種載重車架，車體重量甚至超過100噸，因此在進行牽引時要對車體的穩(wěn)定性進行監(jiān)測，一般在車身重要設(shè)備附近配置三維沖撞記錄儀，每次運輸后均需監(jiān)測記錄儀數(shù)據(jù)是否滿足設(shè)備運輸?shù)脑O(shè)計要求。

2號車可以采用載重車架，亦可采用集裝箱式，這主要取決于電纜的出線方向以及使用場地。采用集裝箱車體模式除正常的牽引運輸就位外，還可進行吊裝就位上，場地適應(yīng)性更好。但此種方式的液壓支腿必須選用穩(wěn)定性較高、余量充裕的產(chǎn)品，防止人員在箱體下部作業(yè)時出線危險。

3.6其他附件

車載移動變電站一般使用柔性電纜作為高壓連接電纜，停運狀態(tài)時將電纜纏繞在電動滾軸上保存。二次設(shè)備連接使用安裝好航空插頭二次電纜或具備防護功能的鎧裝多模光纖。

為實現(xiàn)快速接入電源，還可根據(jù)使用場景配置高壓電纜或接引塔等。接引塔可使用絕緣搶修塔，但其拉線的位置在電源點選擇時必須進行考慮。也可選擇使用便于組裝的管型塔，制作臨時基礎(chǔ)完成已有線路的接入。

參考文獻

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