110/10kV车载移动式变电站设计方案探讨

孙树兴 牛素萍 牟君

摘要：车载移动式变电站是解决大修技改、应急保电等在短时间内提供临时过渡供电解决方案的新技术。車载移动式变电站是将变电站的一、二次设备及其它附件有机的整合到移动车载平台上，实现变电站可便捷移动，采用架空进出线或电缆侧进出等方式，现场无需制作基础，现场就位后，完成进出线及模块间连线的施工后即可调试验收投运。在保证安全可靠的前提下，具备使用灵活，占地小，施工简单等特点，整站投运快，当有供电需求时，只需要较小的安置场地，便可很快形成临时性供电，可有效解决临时或其他过渡性的供电需求。本文结合110/10kV车载移动式变电站的应用场景，对车载移动式变电站的设计原则和设计方案进行分析探讨。

关键词：车载式  变电站  智能化

1.前言

随着国民经济的发展，对供电可靠性的要求不断提高。电网建设在高速发展的同时，存在部分地区电力供应不足，变电站检修，设备改造和临时供电的情况，传统的固定式变电站不能满足上述应急供电紧迫性和灵活性的要求，急需要一直新型电力设备解决上述问题。车载移动式变电站应运而生，其具安全可靠、机动灵活、快捷投运等特点，快速恢复供电，减少因电力中断造成的损失。

2.概述

车载移动式变电站是将变电站的一、二次设备及其它附件有机的整合到移动车载平台上，实现变电站可便捷移动，满足其方便性和可靠性。

车载变电站现场无需做基础，运抵到现场后，进行少量的电缆连接和调试即可送电，从而变电站实现了：无房、无围墙、无电缆沟、无架构、无人值守。与传统土建的变电所相比，省去了土建工程，省去了现场大量的人力物力资源。

3.适用条件和应用领域

1）故障替代：紧急情况下，常规变电站发生设 备故障或是遭受人为、天气的破坏而不能正常工作，又不能短时间恢复。为了满足原有的用电负荷 的正常用电需求，利用移动变电站替代常规变电站，恢复正常供电。

2）工程施工：一些临时性的工程施工项目，如隧洞施工、桥梁建设等，需要大量的电力供应，可利用移动式变电站快速投入、灵活方便的特点，满足施工项目的用电需求。

3）抢险救灾：在发生地震、雨雪、泥石流、地质 滑坡等自然灾害，在灾区需要大量的电力供应，移动式变电站可以承担起临时电源的作用。

4）电力补充：在电力需求快速增长超出预期，之前传统式变电站容量不能满足用电需求时，采用移动变电站作为临时变电站投运，作为电力的重要补充，缓解当地电力供应紧张。

5）电力调度：电力系统用电量随时间会有高峰和低谷，在用电高峰期时，通过移动变电站转带部分重载负荷，缓解原有变电站的主变负载率，提高电力系统供电的可靠性。

4.车载移动式变电站的设计方案

4.1车载移动式变电站的建设规模

车载移动式变电站属于电力系统特殊变电站的制造技术领域，一般由两个以上车载设备组成，包括高压车载变电站设备、中压车载成套设备、综合自动化设备等。由于国内道路运输的实际情况，国内车载移动式变电站一般做到110kV，容量最大做到63000kVA，包括1台高压开关、1台变压器、若干路10kV出线。110kV部分采用线变组接线，变压器选用有载调压油浸式变压器，10kV部分单母线接线。

4.2移动式变电站的模块划分

4.2.1 110kV部分

110kV配电装置采用户外型HGIS组合电器，110kV部分采用线变组接线方式，可同时满足架空进线和电缆进线的要求。HGIS方案结合了AIS和GIS的特点可靠性高，性价比高，可以实现工厂化预制。

4.2.2 变压器部分

主变压器一般均根据用户要求并结合其所服务区域的供电系统和道路情况灵活选择容量和电压组合，在容量已确定的前提下，主变应尽可能结构紧凑以减轻重量和压缩其占用空间。在变电站整体运输尺寸或重量被地区道路情况所限定时，紧凑的整体设计可以获得最大可能的主变容量。

4.2.3 10kV部分

10kV部分采用小型化固定式开关柜，其内部设备真空断路器装有完善的机械/电气联锁，可靠性高。电流、电压互感器选择环氧树脂浇注产品，避雷器选择无间隙氧化锌避雷器，硅橡胶外套，安装在电缆进线侧做线路保护和母线PT柜做母线保护，同时还具备防止操作过电压的功能。10kV总路开关箱采用紧凑型XGN□-12焊接单元柜，进线柜上侧设置户外穿墙套管，采用绝缘管母线与主变连接，同时在柜底侧设置出线电缆孔，采用柔性电缆与10kV配电车连接。10kV配电车内部开关柜选用XGN口-12一体式焊接单元柜，单列布置，柜间主母排贯穿连接，出线柜全部采用侧面电缆出线方式，采用快速连接金具现场连接快捷。

4.2.4 辅助系统

4.2.4.1户外照明系统

移动式变电站应用在露天煤矿中时，为了在夜晚能明确其所在位置，防止和运输车辆发生碰撞，特设户外照明。通过经纬度控制器进行控制，根据当地的天气变化来启停户外照明。

4.2.4.2温控及烟雾报警系统

移动式变电站内装设高灵敏度温度控制器，实时监测移动变运行温度，用于防止移动变温度过高或过低，影响设备运行。设置烟雾报警装置，将事故信号传至微机保护装置，后台监控界面发出报警信号（灯光或者声音），使监控人员及时发现故障，切断回路，防止事故的扩大。

4.2.4.3警示系统

移动式变电站每路出线配备户外高压带电显示灯，使用超高亮纯色LED灯珠，信号醒目、穿透力强，安装在移动变外壳上，灯的信号直接从带电显示器采集，当每一回路带电时红灯闪，不带电时绿灯闪，可直接在箱体外观察带电情况。

5.设计原理与特点

1）高强度预制舱结构制造技术。加强型的底座和一体式框架焊接结构设计，通过有限元分析校核，有效地保证了结构强度和寿命，为保护和支撑箱变内部的各种电器元件提供可靠的工作环境，满足不同工况运行要求及频繁移动、运输的要求。

2）舱柜一体化集成技术。根据项目规模进行规划设计，对舱内设备布局安装、走线路径、辅控系统等进行有效的集成设计，结合工业设计和人机工程学使设备布局最合理，占地面积最小同时设备运行操作方便且运行环境良好。

3）内环境控制技术。舱体壁板采用冰箱保温工艺，双层隔板夹心一体式充注发泡技术，有效阻断热桥，减少舱体内外热量传导，舱体具备良好保温隔热性能。舱内配置空调、通风、照明等系统，保证舱内良好运行环境。

4）防腐技术。防腐处理遵循ISO 12944《色漆和清漆 防护漆体系对钢结构的腐蚀防护》标准及JTS 153-3-2007《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》等相关标准规范中的要求，六道工艺防腐技术可保证预制舱外壳在高盐雾环境中30年不锈蚀。

6结论

车载移动式变电站的应用打破了传统固定式变电站的概念，实现预装式变电站在高电压、高技术领域的重大突破。具备普通变电站的所有功能，产品具有结构紧凑、机动灵活、环境适应性强、现场工作量极少等优点。此外，该变电站在自然灾害、突发设备事故等紧急状况下能迅速替代某一常规变电站并恢复供电，在高负荷季节投入运行可以克服该区域供电容量的不足，在电力需求高速增长或超出预先电力建设规划的地区作为临时变电站投入运行，以缓解电力供应的紧张局面，对电力行业的发展起到了不可替代的作用。