预装式移动智能开关站的研究和实践

徐耀辉，朱英伟，钱肖

（国网浙江省电力公司金华供电公司，浙江金华321017）

预装式移动智能开关站的研究和实践

徐耀辉，朱英伟，钱肖

（国网浙江省电力公司金华供电公司，浙江金华321017）

为满足某些地区或季节性急速增长的用电负荷，以及电网故障应急、电网改造期间负荷转供等特殊情况，需要行之有效的稳定负荷转供技术。预装式移动智能开关站具有设备模块化、预装化、移动方便等特点，整体性好，运行安全可靠，使用灵活。只要在有合适电源的地方，就可以较少的工作量、在较短时间里完成移动开关站的建设，以实现负荷转供，确保用户不间断供电。

预装式；移动性；智能化；开关站

社会用电容量在某些地区或季节会出现临时性的增长，如迎峰度夏（冬）期间负荷急剧上升、电网故障、变电站设备检修导致主变压器满负荷或超负荷运行等，都需要进行负荷限制或临时将负荷转供。目前应对此类情况的措施较少，大多数情况仅能进行负荷限制或者通过调整检修计划来保供电。

国网金华供电公司根据多年的电网运营、管理和建设经验，提出了构建预装式移动智能开关站（简称移动开关站）的设想，并研制了预装式、模块化、移动式的开关站，为局部变电站超载、电网故障应急、检修期间负荷转供等提供技术解决方案。移动开关站占地面积小，可短期或长期提供负荷转供解决方案，具有巨大的经济和社会效益。

1 移动开关站的功能配置

移动开关站的可靠性和安全性必须满足《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》[1]和《电气装置安装工程质量检验及评定规程》[2]的相关要求，具有稳定的负荷转供技术。移动开关站分别由一次智能设备及在线监测系统、移动式智能开关站的继电保护及自动化系统、智能辅助设施及管理单元等组成。

一次智能设备由智能变压器、智能高压断路器（开关柜）组成，开关柜采用气体绝缘柜，一次主回路连接使用插拔式结构。在线监测系统由信号变送系统和信号采集、处理、诊断系统组成，通过两者高度集成，实现对设备的实时监控。

继电保护及自动化系统和智能辅助设施及管理单元由继电保护装置、测控、远动、后台、交换机、二次回路等构成，实现继电保护和设备的监控。其结构主要分为过程（设备）层、间隔层和站控层，各结构模块的组成和主要功能如下：

（1）过程（设备）层包含变压器、断路器、隔离/接地开关、电流/电压互感器、避雷器及相应的在线监测系统。

（2）间隔层包含电量计量系统、电能质量管理系统、故障录波管理系统、储能设备及管理系统、3G接口设备及终端管理系统、继电保护系统和测控装置。

（3）站控层设备主要包括主机兼操作员工作站、远动通信装置、网络通信记录分析系统，具备远程调度信息交互功能。

（4）智能辅助设备及管理系统，包括温度监测与报警、防潮和通风系统、消防管理系统、火灾自动报警系统、防火封堵、站用电源系统、安防系统、视频监控、照明系统。

2 移动开关站的设计

预装式移动开关站的设备模块要做到便于拆装和移动、使用方便、机动性强，所以移动开关站的主要实施关键是将电容器、开关柜等一次设备模块及继保小室以集装箱形式装载，便于现场安装、移动，方便使用。通过设备集成化、模块化、预装化、移动性和智能化设计，使开关站的现场安装调试时间明显缩短（建设周期短），并可作为独立的系统运行（满足短期、临时或者长期稳定运行的需求）。

2.1 设备（电缆）集成化

在每个模块箱体内设置1只电缆转接箱，各模块内的电缆均集中到电缆转接箱内，转接箱内对不同的功能进行划分，电缆则在出厂前连接完成，所有保护调试也可在出厂前完成，无需现场配线，提高现场安装速度、缩短调试时间。

2.2 设备模块化

设备采用模块化设计，各设备模块可重复利用（标准化设计），以满足移动开关站不同地点、不同时间重复使用的要求。开关站中除主变压器固定安装外，其他所有设备都集中安装在标准尺寸的箱体内，箱体具有保温性好、强度高、防水性好、耐腐蚀性等特点。由于设备体积小，因此运输方便，在现场安装时对场地的要求也不高。整个系统按相应电压等级标准设计，可以作为独立系统运行。

（1）装配式围栏模块：开关站采用快速装配式围栏，围栏可在现场卡扣式（插接式）快速安装，围栏底部部分与平置钢板在出厂前完成连接，并满足连续可靠闭锁（加锁）功能。

（2）接地模块：移动开关站的接地网可采用复合式接地网，即水平接地极和垂直接地极结合，使各个接地引出端均满足接地电阻的设计要求。

（3）10 kV及35 kV开关柜设备模块：开关站的10 kV及35 kV开关柜设备模块可选择C-GIS（柜式气体绝缘金属封闭开关设备），是高压GIS产品在中压领域的拓展。采用低气压的SF6气体、N2气体或混合气体作为开关设备的绝缘介质，用真空或SF6为灭弧介质，将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中密闭在箱体中。C-GIS气体绝缘柜比普通开关柜能减少约1/3的空间及占地面积，具有免维护、体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、能适应恶劣环境条件下使用的特点。

（4）继保小室模块：继保小室设置直流系统和所用电，供保护和操作使用，同时设置主变压器及线路保护功能和后台系统，可以与调度保持通信，达到实时监控目的。

2.3 设备预装化

移动开关站采用快速装配、调试、启动关键技术，实现了开关站建设工厂化和设备模块设计标准化，并在工厂内完成预装、调试。

2.4 开关站的移动性

若移动开关站短时间使用，可以选择车载式，将开关站各模块直接置于拖车上拖至现场使用。若开关站运行时间较长，则可以选择固定式，在平整的地面上平铺钢板，将各功能模块直接置于钢板上。

2.5 开关站的智能化

智能开关站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站和电网调度的互动。

3 移动开关站的应用模式

3.1 35kV-10 kV模式

35 kV电源进线，通过35 kV主变压器降压，以10 kV线路出线，可广泛用于解决负荷临时性增长和供电能力不足的问题。35 kV-10 kV模式的主接线如图1所示，主要应用于：在短期内某区域或某项目供电容量增加时，某些行业或某些季节负荷急剧上升时，可临时增大变电站容量，提高系统供电可靠性；可替代某一片区域变电站的备用变压器，使新建变电站投资费用减少，同时降低变电站管理成本。

图1 35 kV-10 kV模式主接线

3.2 10kV-10 kV模式

10 kV电源进线-10 kV线路出线模式可广泛应用于检修或改造时的负荷转供，确保连续供电。10 kV-10 kV模式的主接线如图2所示，主要应用于：突发性紧急事故或设备更换时，可替代固定变电站恢复供电，减少突发性事故损失，缩短故障停电时间；设备检修或技术改造、设备更换期间，可减少因计划性停电带来的损失。

图2 10 kV-10 kV模式主接线

3.3 10kV-380 V模式

10 kV电源进线，通过设备模块中的所用变压器（接地变压器），以380 V送出，广泛应用于低压配电网的供电、应急低压用电、发生自然灾害或紧急事故时的低压供电。10 kV-380 V模式的主接线如图3所示。

图3 10 kV-380 V模式主接线

4 移动开关站的工程应用

金华110 kV水晶变电站由于当地经济快速发展、负荷急速增长，变电站主变压器容量已接近超负荷运行，如果新建1个常规变电站，从可研、选址、征地，到设备安装投运，需要几年时间。为解决燃眉之急，于2013年在浦江220 kV丰安变电站外侧安装了河山移动开关站，1回35 kV进线由丰安变电站引入，10 kV出线T接至水晶变电站的两回重要负荷线路，转供容量达8 000 kVA，经济效益显著。

5 结语

移动开关站具有完整的一次设备和二次设备的智能化功能，设备安装具有非常好的灵活性、快速性，为局部电网供电瓶颈的负荷转供和电网故障应急提供了可行的解决方案。

[1]GB 50147-2010电气装置安装工程高压电器施工及验收规范[S].北京：中国计划出版社，2010.

[2]DL/T 5161.2-2002电气装置安装工程质量检验及评定规程[S].北京：中国电力出版社，2002.

（本文编辑：龚皓）

Research and Practice of Prefabricated Mobile Intelligent Switching Station

XU Yaohui，ZHU Yingwei，QIAN Xiao
（State Grid Jinhua Power Supply Company，Jinhua Zhejiang 321017，China）

An effective and stable load transfer technology is needed to meet rapidly growing electrical load in some area and seasonal fast growing load as well as special circumstances such as fault emergency of power grid and load transfer during power grid transformation.Prefabricated mobile intelligent switching station is characterized by equipment modularization，prefabrication，easy mobility as well as nice integrity，operation safety and reliability and utilization flexibility.As long as in places with suitable power source，the mobile switching station can be built in short time with less workload to achieve load transfer and ensure uninterrupted power supply to users.

prefabricated；mobile；intelligent；switching station

TM564

：B

：1007-1881（2014）10-0018-03

2014-06-03

徐耀辉（1985-），男，浙江金华人，工程师，从事变电设备检修、安装和调试等工作。