車載移動變電站設(shè)計

文昊 贠瑞杰 布威麥爾耶姆?麥麥提薩力 阿德力·亞森

摘要：車載移動變電站屬于電力系統(tǒng)中的特殊變電站的制造技術(shù)領(lǐng)域，是一種有效的應(yīng)急供電方案，主要用于改造類變電站，提高安全運行水平，保障不間斷供電，解決改造變電站各種帶電改造過渡施工，工作量大，施工難度高，施工周期長的問題。載移動變電站的使用將會有效縮減變電站改造停電時間，可在事故、搶修和自然災(zāi)害等情況下，迅速替代常規(guī)變電站，發(fā)揮應(yīng)急供電的作用。

關(guān)鍵詞：移動;變電站;設(shè)計方案

引言

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速增長，各種大負(fù)荷用電用戶日益增多，負(fù)荷密度增長較快，特別是一些國家和國際性活動、大型體育盛會等對供電連續(xù)性、可靠性均提出了更高的要求;在變電站改造和檢修過程中，由于變電站很少能實現(xiàn)越區(qū)供電，因此很多變電站改造費時費力，存在改造過程中有部分用戶長期停電的情況，也存在變電站改造耗費很長時間的情況;變電站在突發(fā)事故時無快速恢復(fù)能力，造成事故地區(qū)長時間停電，如何快速恢復(fù)供電成為當(dāng)務(wù)之急。為適應(yīng)用戶在特殊情況下的快速和連續(xù)性供電需要，提升電網(wǎng)的安全運行水平，車載移動變電站應(yīng)運而生。該設(shè)備能在突發(fā)情況下，最短時間內(nèi)替換故障設(shè)備掛網(wǎng)運行，快速恢復(fù)電力供應(yīng)，有效減少因電力中斷帶來的經(jīng)濟損失。

1概述

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大負(fù)荷用戶日益增多，負(fù)荷密度較快增長，用戶對供電連續(xù)性、可靠性要求越來越高。車載式移動變電站是將傳統(tǒng)變電站的電氣一次設(shè)備、電氣二次系統(tǒng)安裝在平板拖車或集裝箱中的變電站，機動靈活占地面積小，適用于多種場所，可以解決多種突發(fā)性電力需求變化。尤其是達(dá)到城市電網(wǎng)常規(guī)容量10～40MVA，35kV和110kV電壓等級的移動變電站，能極大提高供電可靠性，是降低客戶平均停電時間的有效解決方案，符合新一代智能變電站的發(fā)展趨勢。

2車載移動變電站設(shè)計

2.1設(shè)備間距離要求

變電車上設(shè)備之間的距離應(yīng)保證各種運輸過程不發(fā)生碰撞，保證設(shè)備拆卸安裝間距和簡單的巡視通道，其距離應(yīng)滿足：（1）高壓側(cè)避雷器與電纜終端中心距：≥600mm;（2）HGIS設(shè)備與防雷器套管間凈距：≥600mm;（3）變壓器與HGIS設(shè)備凈距：≥1000mm;（4）變壓器與中壓配電裝置凈距：≥1000mm。

2.2HGIS

車載移動變高壓側(cè)宜采用HGIS組合電器，使用的HGIS具有以下特點。一是具有較強的抗震性，高壓HGIS組合電器相對于GIS組合電器、磁柱式AIS具有更強的抗震性能，這是由于HGIS設(shè)備的制造是一個整體結(jié)構(gòu)，各相內(nèi)部為獨立氣室，一組設(shè)備與車體只有一個支撐點，因此發(fā)生震動時整體設(shè)備會出現(xiàn)同頻同步振動。同頻同步振動是防止大型設(shè)備震動破壞的最好措施，因為同頻同步可以預(yù)防所有鏈接件的疲勞和損壞。二是設(shè)備占用空間小。在車載移動變電站上若采用瓷柱式的AIS設(shè)計，同樣的接線要求，采用瓷柱式的AIS設(shè)計將比采用HGIS設(shè)計室，其布置尺寸大3～5倍，會造成車載移動變電站車輛尺寸的大大增加，很難滿足實際需求。

2.3移動變電站接線及拖車設(shè)計

110kV復(fù)合式組合電器HGIS接入電力系統(tǒng)，有架空線接入和電纜接線2種接入方式，能適應(yīng)多種情況下的移動變電站接入。主變壓器模塊，高壓側(cè)進出線采用架空導(dǎo)線或工廠預(yù)制的整體式電纜終端接頭與復(fù)合式組合電器HGIS模塊連接。低壓側(cè)進出線采用架空導(dǎo)線或工廠預(yù)制的整體式電纜終端接頭及電纜與低壓側(cè)的中壓開關(guān)進出線連接?？紤]到額定電流與電纜接線等問題，10kV高壓開關(guān)柜為架空進線，采用母線橋架連接，考慮到運輸途中母線受力等問題，連接部位考慮有一定的調(diào)節(jié)能力，即采用Ω彎或軟連接。10kV隔室內(nèi)開關(guān)柜采用電纜進出線方式，一回進線、六回出線、一回PT柜、一回所變柜。整個移動變電站的進出線均由電纜連接，電纜隔室與電纜溝相連接處，設(shè)有防小動物進入措施。電纜頭的安裝位置和連接方式考慮檢修、試驗時便于拆、接線。電纜接線端子下端距開關(guān)柜底面高度≥500mm。拖車設(shè)計時滿足以下要求：（1）為確保電纜進出線高度，拖車底盤距地面應(yīng)不小于1200mm;（2）為保證道路運輸，拖車寬度應(yīng)不大于3500mm，牽引環(huán)直徑、牽引點高度應(yīng)與國內(nèi)主要品牌的牽引機頭相匹配，確保牽掛可靠;（3）拖車電路系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)七孔插座，通過連接機頭尾部的電插座來實現(xiàn)拖車的轉(zhuǎn)向、制動等信號;（4）為確保制動靈敏，拖車自身氣路系統(tǒng)采用雙管路斷氣制動備有儲氣罐，與牽引機頭連接采用標(biāo)準(zhǔn)氣路自封快換接頭;（5）拖車配置的牽引掛點、插座、制動接頭不使用時應(yīng)有良好的防潮、防雨等防護措施;（6）拖車在拖運時行走方便、轉(zhuǎn)向自如，并考慮抗振及減振措施，不因運輸而損壞設(shè)備，影響正常工作、運行;（7）拖車固定用支撐采用“H”型支架，螺桿支腿，使用和停放時輪胎懸空;（8）配操作平臺，平時不用時可收起以減少空間，并配置護欄以確保操作維護人員安全;（9）安裝在線振動、加速度、定位監(jiān)測設(shè)備，對移動變電站運輸?shù)缆返恼駝印⒓铀俣忍匦赃M行動態(tài)響應(yīng)監(jiān)測，實現(xiàn)移動變電站車載穩(wěn)定性、安全性的結(jié)構(gòu)設(shè)計控制和動態(tài)監(jiān)控。

2.4110kV主變壓器

常規(guī)變電站建設(shè)按照預(yù)先規(guī)劃，通常有幾個月及以上的工期，因此對供電的緊急性要求不高，所以常規(guī)變壓器采用分解運輸?shù)哪Ｊ?，現(xiàn)場經(jīng)過一系列的組裝后經(jīng)過測試才能投入運行，因此常規(guī)變壓器一般超高超寬，不符合道路運輸條件。而車載移動變電站的目的就是實現(xiàn)快速投運、應(yīng)急供電，電站現(xiàn)場組裝模式會極大的拖慢投運時間，不符合人們對移動變電站的要求。車載移動變電站對變壓器的要求是要整體運輸，因此必須對變壓器的結(jié)構(gòu)和性能進行優(yōu)化，降低變壓器的整體尺寸，使其滿足整體運輸?shù)囊?，達(dá)到現(xiàn)場快速使用的目的。可以采用以下措施來滿足運輸要求。（1）高壓套管結(jié)構(gòu)。變壓器高壓套管結(jié)構(gòu)高，一般超出變壓器本體1米以上，為了盡量滿足運輸總高度不超過4米的要求，采用常規(guī)的方案已無法滿足整體運輸要求，因此變壓器的高壓出線套管應(yīng)采用從主變壓器腰部引出的方案或者油氣套管的方案，可有效降低變壓器的高度。同時，套管是變壓器的易損部件，在變壓器的抗震設(shè)計中須充分考慮套管的震動易損性，車載移動變電站應(yīng)使用高強瓷套管或復(fù)合絕緣套管來提高抗震能力。（2）儲油柜結(jié)構(gòu)。為滿足移動式變壓器的運輸要求，儲油柜應(yīng)進行特殊設(shè)計，在滿足儲油量的同時，盡量降低儲油柜的結(jié)構(gòu)高度，同時需增強儲油柜與變壓器本體的固定，增強其運輸時的穩(wěn)定性。儲油柜采用扁平型儲油柜，其形式可以為多邊形或橢圓形，其位置緊貼變壓器本體，可有效降低變壓器高度。

結(jié)語

車載式移動變電站整體性好，運行安全可靠，使用靈活，是“電力系統(tǒng)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案”的重要組成部分。本文主要研究了移動變站的發(fā)展現(xiàn)狀及需求分析，并設(shè)計了一款容量等級50MVA的車載式移動變電站，其供電能力更強，適應(yīng)范圍更廣，經(jīng)濟效益和社會效益更好，對推進移動變電站的建設(shè)研究做出了貢獻。

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