车载移动变电站设计与选型

车载移动变电站设计与选型

目前移动变电站在国内应用案例已有相关报导，国内外厂商均看重此块市场，投入了大量的精力，但目前现有产品还存在一些不足。车载移动变电站并不是简单的设备组合和堆砌，它的生产过程是集设计、选型、组装、运输、验收、维护于一体的变电站建设过程。而仅依靠设备制造厂商按照单一设备完成其生产还存在一些局限性，特别在设计与选型环节与现有变电站存在较大差异，从而影响了移动变电站的推广和完善。在研究车载移动变电站的连接、保护、运输等方面后，提出了设计和选型阶段的改进方法。

标签：车载移动变电站；设计；选型

1现状

国内生产车载移动变电站的厂商约有6-10家，具备市场长期使用经验的厂商约有4家，由于国内厂商起步较晚，大型移动变电站合资厂商的市场占有率略高。

依据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》对于道路运输的规定，车载移动变电站单车体积一般不宜过大，高度一般不超过4.2米，宽度小于2.5米，长度小于18米。根据车载设备额定最高电压等级划分，一般分为220千伏、110千伏、66千伏及35千伏几个规格；根据变压器容量划分，最大容量达到63 MV A，已经达到城市电网中常规变电站的容量和电压水平，变压器也有两卷和三卷两种形式。

辽宁、重庆等省份较早应用车载移动变电站，近年来宁夏、贵州、甘肃、上海等的省份也相继应用来了此类设备。

2总体设计

车载移动变电站一般由2至3辆车体组成，分为五个基本模块：进线模块、主变压器模块、中低压配电室模块、保护与控制模块、运输模块。各模块均为整体预制式结构，在工厂完成各个模块的组装、连接及调试模，出厂后即为具备完整功能的变电站。

使用车载移动变电站重点是要突出其在自然灾害、突发设备事故等紧急状况下快速投运、恢复负荷的能力。因此在选择时，供电企业应结合运维变电站的电压等级、重要变压器的容量、变电站馈线数量等因素，首先选择主变压器容量及线圈数量，一般110千伏三线圈油浸式变压器容量最大容量为20MV A；其次选择配电线路的数量，以确定中低压配电室的体积、布置形式及与变压器的连接方式；再次要结合场地条件、使用环境确定运输模块的承载形式，变压器车采用载重液压辅助转向车体，而剩余设备一般采用无专用载重车体的集装箱模块；最后考虑保护与控制系统，选择模块间的连接方式为光纤或电缆，交流供电方式为风

光互补或外接交流电源。此外，移动变电站的照明、直流蓄电池容量、

车载移动变电站的一次接线形式较为简单，高压侧一般为线变组接线方式，中、低压侧采用单母线或单母线分段结构，考虑出线借用高电压等级设备时，应增加电压互感器及站用变数量。

3设备选型

3.1变压器模块

变压器的容量和绕组数确定后，还要重点关注变压器的中性点绝缘问题。一般常规变压器中性点为半绝缘，依靠变电站内成套中性点装置完成接地过程。车载移动变电站在接入电网时，其中性点接地方式应符合电网整体调度原则，一般110千伏变压器中、低压中性点不接地，但在投运过程中运行规程一般要求变压器中性点接地。一般的移动变电站配用变压器中性点未设计成全绝缘方式，因此需要外置中性点成套装置，或将中性点绝缘提升至全绝缘。

变压器监视性仪表，如油位指示器、温控器等，在运行过程中需要特别巡视，而车载移动变电站体积受限，此类仪表应将监视表头引至变压器本体下方，以便进行观察。同时变压器取样阀等，也应引置本体底部，以便运行时检测取样。

在资金充裕时，应考虑在变压器本体安装有色谱在线监测装置。常规在线监测装置体积较大，若无法布置在变压器本体所在车体上，还可以选择“燃料电池”型监测装置，监测功能也应重点放在对于设备运行状态及趋势的判断。

3.2进线模块

110千伏进线模块设备配置较为统一，一般为HGIS设备，其体积小、应用灵活的特点在车载移动变电站上得到了充分的发挥。为了实现进线电压的监视，一般配置线路侧电压互感器，HGIS“外插式”互感器时比较好的选择。

由于HGIS壳体属于压力容器，在运输时需要降压运行，在设备附近需配置SF6气体回收装置，设计时应注意回收装置储气瓶的体积与设备额定使用量配套。

3.3中低压配电室模块

中低压配电设备一般采用充气式开关柜，以节省设备体积，部分厂家尝试使用C-GIS设备，也能很好的满足应用需求。

在选用多绕组变压器时，中低压侧设备应使用“以大代小”的策略，即按照中压设备的技术参数选择低压侧设备，这样通过分段开关或隔离开关可以实现，出线设备数量可调整的灵活运行方式。

为了实现此种灵活方式，还需在每段母线上配置两组电压互感器，一组与中压侧设备匹配使用；另一组与低压侧设备匹配使用。特别要注意，电压互感器应选用全绝缘互感器，防止在母线试验时误击穿互感器。电压互感器避免直接与母线连接，应设置保险或隔离开关。

电缆出线方向的选择也很重要。

3.4保护与控制模块

车载移动变电站的保护与自动化装置与常规变电站基本一致，选择国内较为成熟、稳定的产品即可满足运行需求。当移动变电站接入电网运行时，为适应调控一体化的要求，需要将“四遥”信号上传，因此在车内配置具备信息安全传输要求的自动化、通信装置是十分必要的。

“微机五防系统”也是车载移动变电站容易忽略的环节，在拟定设备清单时一定要单独表述，防止与设备本体机械防误装置混淆。选用“在线微机五防系统”可以节省屏位，简化操作。

计量表计等亦是车载移动变电站较为薄弱的环节，特别是在供电企业计量表计实行统一采购、统一管理后，表计在使用前需要有统一的标示代码，这需要提前进行申请。

部分生产厂家还在车体周围设置了视频监控装置，可以运行减轻巡视的压力。但视频装置应能满足使用企业统一视频监控的需求，主要是遵循协议的统一，具备视频信号远程控制的功能。

在电源系统设计时，应充分考虑运行方式，除常规的移动变电站使用外部电源、移动变电站自给自足外，还要充分考虑移动变电站配出所用电源为其他变电站使用的情况。配用的蓄电池容量不应过小，一般选择100A·h的，在布置时无法满足，可选择容量为75A·h的蓄电池。

3.5运输模块

运输模块是整个车载移动变电站的基础，一般变压器、进线模块位于1号车，剩余设备布置在2号车上。一些电压等级较低，出线间隔数量较少的移动变电站也可将设备布置在1辆车上。

1号车一般使用液压辅助专项的特种载重车架，车体重量甚至超过100吨，因此在进行牵引时要对车体的稳定性进行监测，一般在车身重要设备附近配置三维冲撞记录仪，每次运输后均需监测记录仪数据是否满足设备运输的设计要求。

2号车可以采用载重车架，亦可采用集装箱式，这主要取决于电缆的出线方向以及使用场地。采用集装箱车体模式除正常的牵引运输就位外，还可进行吊装就位上，场地适应性更好。但此种方式的液压支腿必须选用稳定性较高、余量充