移動式變電站運維問題研究

馬穎

摘 要：移動式變電站在電網(wǎng)檢修、改造、負荷變化和應急工作中的應用越來越廣泛，但國內都參照常規(guī)變電站運行管理規(guī)范來對其運行管理，缺少針對其特點的專門的運維規(guī)范研究。文中根據(jù)對35 kV和110 kV移動式變電站的運行管理實踐，總結出了移動變電站應用場景的運行規(guī)范。

關鍵詞：移動變電站；運行管理；規(guī)范；運維

中圖分類號：TP39；TM63 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）01-00-03

0 引 言

移動變電站屬于電力系統(tǒng)中的特殊變電站，作為“線路變壓器組”系統(tǒng)，與常規(guī)變電站（包括室外、室內、預裝式變電站等）相比，其設備一般采用緊湊型、模塊化的成熟產(chǎn)品，通過特殊車輛來實現(xiàn)便捷移動，具有結構緊湊、運輸快捷、裝備簡潔、靈活可靠和維護方便等特點。近年來，在電網(wǎng)檢修、改造和臨時負荷變化時，為縮短電網(wǎng)停電時間甚至不停電，以及在電網(wǎng)發(fā)生事故、災害侵襲等應急情況出現(xiàn)時，為盡快恢復供電能力，移動變電站作為一個臨時性、應急性的方案，得到了電力企業(yè)的青睞。但作為一個可移動、應急性的電能變換設備組合，由于其應用場景不同，無法完全套用常規(guī)變電站運行規(guī)范。而國際、國內移動變電站運行規(guī)范尚不健全，要保證移動變電站的安全、可靠、經(jīng)濟使用，有必要對移動變電站相關運維規(guī)范進行研究。

1 移動變電站的構成和應用

移動變電站主要包括變壓器、HGIS、避雷器、10～35 kV配電裝置、自動化通信設備和終端等，一般裝載在2輛或多輛半掛車上組合而成，車輛之間由一、二次電纜連接，采用模塊化結構，具有集成度高、占地面積小、移動方便、施工安裝快捷等特點。目前，國內市場移動變電站高壓側通常為35～110 kV（以33、66、110 kV為主），主變容量一般為10～50 MVA，10 kV中壓側出線一般在4路以下。應用環(huán)境主要分為以下三種：

（1）檢修改造：適用于末端變電站整體設備更新改造、單獨的主變壓器系統(tǒng)改造、饋線系統(tǒng)改造、全站停電改造、設備異常停電檢查、全站停電清掃等，可用移動變電站臨時替代常規(guī)變電站中因改造等原因而停電的設備，縮短停電時間，提高電網(wǎng)供電可靠性[1]。

（2）臨時擴容：在常規(guī)變電站出現(xiàn)短期負荷增加且須維持一定時間的情況下，如建設臨時大型工程、出現(xiàn)重大活動和節(jié)日、農(nóng)業(yè)灌溉高峰期間，使用移動變電站來分擔新增負荷，提高供電質量，降低投資成本。

（3）應急處理：在常規(guī)變電站出現(xiàn)事故或發(fā)生自然災害的緊急情況下，原變電站雖無法及時修復供電，但必須在短時間內恢復送電時，可將該方案作為應急方案；作為對缺少電源的大型臨時性工程的解決方案；移動變電站內的設備也可以作為同類設備故障時的備品。

2 移動變電站運維

移動變電站運維主要包括移動、安置、接地、調試、運行、備用、維護等方面。在三種應用場景下，六個環(huán)節(jié)中的移動、備用和維護規(guī)范基本相同，安置、調試和運行環(huán)節(jié)的規(guī)范要求則存在差異。另外，移動變電站因其可移動、臨時性的特點，對于不同的使用周期、地理環(huán)境、氣候條件，其規(guī)范要求亦有差異。

2.1 移動

移動式變電站在制造時參照GB 50260-1996《電力設施抗震設計規(guī)范》，抗震烈度一般不低于9°，水平加速度不低于2.0g。因此，在移動時，主要應回避運輸途中的大傾斜和強沖擊。行駛速度要根據(jù)使用說明書規(guī)定的不同路況下的限速標準確定，最高不超過60 km/h；安裝沖擊記錄儀，監(jiān)控調整時速。

（1）運輸振動沖擊允許值規(guī)定：運輸前后方向為4g，橫向為1g，上下垂直方向為3g。

（2）最大傾斜角不超過30°[1]。若超過，到達現(xiàn)場需視情況全面檢查或增加檢查項目。在坡道上轉向時，應特別注意降低車速，以免發(fā)生翻車事故。制造商說明書建議在平地轉彎行駛時最高車速以不超過20 km/h為宜。

（3）為防止靜電，應安裝足夠截面的拖地線以保證靜電的釋放。

移動變電站是否載油運輸，要根據(jù)道路對運輸重量的限制來確定。容量小于31.5 MVA，則可載油運輸。若無法載油運輸，可充氮氣或干燥空氣，安裝壓力表監(jiān)測油箱內氣壓，防止氣體滲漏，保證油箱內的正壓。

2.2 安置

移動變電站如果因為常規(guī)變電站檢修改造或工程、節(jié)日等短期負荷增大需要臨時擴容，一般應盡可能安裝在常規(guī)變電站內或緊鄰站外的空曠地帶，既方便接線、管理，還可利用常規(guī)變電站的避雷針和接地網(wǎng)等設施保障安全?？梢愿鶕?jù)地形采用直線、平行和L型進行布置。

（1）安置地點應堅固、平整，不應將其直接放置在未處理的綠化地、田地中，如使用時間長達數(shù)月，則建議對放置地點地表做必要處理，具體可參照輸電線路工程“大板基礎”的有關施工要求。地面最大傾斜不超過30°；應具有防洪措施，防澇設施標高應高于歷史最高內澇水位標高0.5 m。

（2）撐腳下應鋪設枕木或鋼板等，防止地面沉降導致車輛傾斜?？刹捎霉潭ɡ€或加裝固定支撐架等方法防止移位。

具體可參照《電力設施抗震設計規(guī)范》、IEEE 《移動變電所設備安全安裝指南》、《國家電網(wǎng)110 kV變電站通用設計規(guī)范》等標準。

2.3 接地

如果移動變用于常規(guī)變的檢修改造、臨時擴容，則將安置位置設于原站防雷保護范圍內，一般可使用原站的接地網(wǎng)?？刹捎霉ぷ鹘拥亍⒈Ｗo接地、防雷接地共設一組接地體的聯(lián)合接地方式，接地引下線應采用不小于50 mm2的鍍鋅扁鋼或25 mm2的專用銅地線，接地點應不少于兩處，并在車體底部周圍對稱與接地體連接；或裝設2條與原站接地網(wǎng)采用焊接方式相連的均壓帶[2]。

如果不能被原站避雷針有效覆蓋，則應隨車安裝高25 m的避雷保護裝置防備直擊雷，并盡量遠離35 kV及以下配電裝置，以降低感應過電壓；設置專用接地網(wǎng)，接入原站接地網(wǎng)。專用接地網(wǎng)與原站主變、接地網(wǎng)連接的接地線長度應大于15m[3]。

在雷雨季節(jié)，應采取措施防止或減少近雷擊網(wǎng)絡，可考慮在1～2 km的進線段架設避雷線，在隔離開關側加裝一組避雷器。

對于在事故搶修、自然災害等應急情況下和野外工程中使用的移動變電站，往往擬安置現(xiàn)場地理、氣象條件較差，時間緊迫，不允許做充分的現(xiàn)場平整，缺少現(xiàn)成的避雷、接地網(wǎng)可借用，因此應酌情簡化防災措施，但基本的安全原則不應被簡化：

（1）安裝隨車的避雷保護裝置防備直擊雷。接地裝置應采用熱鍍鋅鋼材，水平敷設的則采用圓鋼和扁鋼，垂直敷設的采用角鋼和鋼管。接地體頂面埋深不應小于0.6 m，引出線垂直部分和焊接位置應做防腐處理[3]。

（2）根據(jù)地理環(huán)境決定采用網(wǎng)格、環(huán)形或輻射性地網(wǎng)。從移動變布置情況看，無論采用直線、平行還是L型布置，平面圖都是長方形。因此，接地網(wǎng)的包圍形狀采用環(huán)形為佳；可沿移動變埋設接地體，兩端引出扁鋼或圓鋼固定成封閉環(huán)。此舉可保障大電流時環(huán)形接地體內的電場分布均勻，降低跨步電壓危險與遭雷擊時的反擊高電壓危險。

（3）如果接地網(wǎng)電阻達不到要求，則可擴大接地網(wǎng)面積，在外圍增設1～2圈環(huán)形接地裝置。如受地形限制，無法擴大，則可采用放射狀或直線狀方式向土壤電阻率低的方向延伸。

如果應急需要架設臨時接電線路，建議使用專用的移動式引線塔（包括取電端引線塔、中間引線塔及變壓器端引線塔），其在結構上采用了萬向鉸接支座，可消除因地形導致或使用中產(chǎn)生的附加力。該線路承載能力強，重量輕，便于運輸，組立簡便快速。

移動變的高壓變電設備、中壓成套設備等內部接地干線推薦預留4～8個接地點與接地網(wǎng)連接，接地網(wǎng)與地面距離應大于0.3 m；帶電運行時，每臺車的接地點應不少于2個，嚴禁串接。

2.4 調試

對于因常規(guī)變電站檢修改造或因工程、節(jié)日等短期負荷增加而需要臨時擴容使用移動變電站的臨時行為，都屬于可預料、可計劃的行為，其規(guī)范要求應遵循與常規(guī)變電站調試驗收基本相同的電氣裝置安裝工程驗收規(guī)范，如GB 50148-2010《電氣裝置安裝工程電力變壓器、油浸電抗器、互感器施工及驗收規(guī)范》、GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準》、《電力設備預防性試驗性規(guī)程》等。不應借口時間緊急、使用移動變電站而降低現(xiàn)場驗收標準。

若在事故搶修、自然災害等應急情況下使用移動變電站，如果距離結束上一次運行時間不足3個月，則變壓器、開關、輔助設備等檢驗、試驗項目應按規(guī)范要求進行檢查。若在運輸途中無碰撞、傾覆等可能影響設備運行的情況出現(xiàn)，則可適當簡化現(xiàn)場調試。主要開展以下檢查：

（1）檢查變壓器。開展絕緣油實驗，測量繞組直流電阻，檢查分接頭電壓比，進行絕緣電阻、繞組和套管的交流耐壓試驗，與額定電壓下的沖擊合閘試驗等；如需補油，則進行混油試驗。啟動冷卻油泵30 min，檢查風扇、油泵狀況，經(jīng)放氣塞放氣。

（2）檢查各類開關。測量絕緣電阻與每相導電回路電阻，開展交流耐壓試驗、操作機構實驗、密封性試驗等；檢測接地電阻，查驗“五防”裝置動作是否靈活可靠等。

（3）檢查輔助設備。測量電抗器及消弧線圈的直流電阻、絕緣電阻，并進行額定電壓下的沖擊合閘試驗；進行互感器的局放試驗、耐壓試驗；測量電容器的絕緣電阻，進行局放試驗、耐壓試驗；進行防雷設備絕緣電阻、工頻放電電壓試驗。

（4）接地。進行接地網(wǎng)電氣完整性測試，測量接地阻抗。將電氣工頻接地電阻控制在5 Ω之內，或將地網(wǎng)等效半徑控制在20 m左右[3]。

（5）電纜線路。測量絕緣電阻，進行交直流耐壓試驗，測量金屬屏蔽層電阻，檢查兩端相位。

2.5 運行

移動變電站各模塊可以被拆分，使用多樣、靈活。在進行常規(guī)站檢修時，可以整體替換常規(guī)變電站、整體替換110/35 kV間隔和變壓器、單獨替換HGIS、單獨替換變壓器、單獨替換35/10 kV配電室，或者主變與常規(guī)站主變并聯(lián)擴容運行，為相同等級負荷供電。

（1）變壓器車與配電車同時運行?？蓪⒁苿幼冎髯兣c常規(guī)站內中性點設備連接，主變中低壓側采用柔性電纜連接配電車進線柜，HGIS接入站內系統(tǒng)。

（2）變壓器車與HGIS同時運行。移動變主變中性點與常規(guī)站內中性點設備連接，中低壓側通過柔性電纜與常規(guī)站內相應電壓等級開關柜連接，HGIS接入站內系統(tǒng)。

（3）HGIS單獨運行。將移動變HGIS單獨替換常規(guī)站HGIS，為原站主變或線路供電，以檢修更換原站HGIS設備。

（4）變壓器車單獨運行?？蓪⒁苿幼冎髯兏邏簜冉尤氤Ｒ?guī)站內設備，中性點與原站中性點設備連接，移動變主變中低壓側通過柔性電纜與常規(guī)站內相應電壓等級開關柜連接。

（5）配電車單獨運行。可以采用多種運行方式，替代原站出線。

（6）移動變電站用于臨時擴容場景下，涉及與常規(guī)變主變并聯(lián)運行的狀況，聯(lián)接組標號應一致；電壓比相同，差值不超過±0.5%；滿足阻抗電壓小于10%[2]等要求。升壓操作時，先操作負載小主變，后操作負載大主變；降壓，反之。

移動變電站無論用于何種場景、采用何種運行方式，原則上都不應超負荷運行；如必須短時間超負荷，務必保證有冷卻措施，運行時間、電流都須嚴格按規(guī)定執(zhí)行；其設備操作強度不應高于相同主變容量的常規(guī)變電站，監(jiān)測指標、巡視頻率應高于常規(guī)變電站。

2.6 維護

將退出運行暫不使用的移動變電站及時返回基地進行全面檢查，為下一次運行做全面準備。其日常及定期維護應遵循制造廠商的相關規(guī)定，保證移動變電站狀態(tài)良好，隨時可用。半掛車同樣應按照說明做好保養(yǎng)維護，檢查時除規(guī)定外均以空車狀態(tài)運行。

最好將移動變電站的基地設在某個場地開闊、交通便利、便于管理的常規(guī)變電站中，采用低負荷熱備用方式，按照常規(guī)方式進行維護，使移動變電站始終保持良好可用的狀態(tài)。

3 結 語

移動變電站的可移動、高集成特征，使設備操作的頻率、使用壽命都弱于常規(guī)變電站，導致其運行規(guī)范與常規(guī)變電站存在一定差異，需要針對其特點制訂有針對性的規(guī)范。

從實踐運行情況看，使用單位在設備安置（包括基礎、接地網(wǎng)、接地等）、運行前調試交接試驗、調度等方面存在不顧應用場景差異、一律簡化的思想，這是極其危險的。

使用管理單位應對本區(qū)域是否配置移動變的情況進行計算，明確使用條件、程序，并根據(jù)不同的使用場景編制相應的運行規(guī)程。

參考文獻

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