摘要：随着经济的不断发展，社会的不断进步，移动式变电站在电网检修、改造、负荷变化和应急工作中的应用越来越广泛，但国内都参照常规变电站运行管理规范来对其运行管理，缺少针对其特点的专门的运维规范研究。文中根据对110kV移动式变电站的运行管理实践，总结出了适用于应用场景的移动变电站运行规范。
关键词：电力系统；移动变电站；设计；运行；维护
0 引言
移动变电站属于电力系统中的特殊变电站，作为“线路变压器组”系统，与常规变电站相比，其设备一般采用紧凑型（该产品占地仅为同容量欧式箱变的1/3）、模块化的成熟产品，通过特殊车辆来实现便捷移动，具有结构紧凑、运输快捷、装备简洁、灵活可靠、过载能力强和维护方便等特点。近年来，在电网检修、改造和临时负荷变化时，为缩短电网停电时间甚至不停电，以及在电网发生事故、灾害侵袭等应急情况出现时，为尽快恢复供电能力，移动变电站作为一个临时性、应急性的方案，得到了电力企业的青睐。但作为一个可移动、应急性的电能变换设备组合，由于其应用场景不同，无法完全套用常规变电站运行规范。而国际、国内移动变电站运行规范尚不健全，要保证移动变电站的安全、可靠运行以及经济适用，有必要对移动变电站相关运维规范进行研究。
1 高压开关设备
根据移动变电站设备选型原则，高压侧开关设备宜选用HGIS组合电器，主要原因如下：（1）设备占用空间小。在移动变电站相同规模下，采用瓷柱式AIS设计的整体尺寸比采用HGIS设计的大3~5倍，占用空间大，难以满足移动变电站的要求。通过合理设计，HGIS组合电器Ａ相和Ｃ相套管之间的距离能控制在车体宽度以内，符合交通运输条件。（2）抗震性能强。HGIS设备各相采用独立气室，一组设备与车体只有一个支撑点，震动时设备和车体发生同频同步振动，因而能防止设备因震动造成的破坏。GIS为分体多气室结构，整体体积大，设备必须有多个支撑点，震动时各点振动频率和幅度不尽相同，导致连接处受到不同程度的损坏。因此HGIS相对于GIS、瓷柱式AIS具有更强的抗震性能。（3）抗冲撞能力强。根据GB/T 13540-2009《高压开关设备和控制设备的抗震要求》，在冲撞加速度不大于3g时，HGIS采用X+Z方向、Y+Z方向地震响应谱和人工合成地震波，进行9度烈度地震区设计校核。HGIS在地面水平加速度为3g时具有足够的裕度，因此在运输中，HGIS的冲撞加速度不大于3g时，设备所有部件是安全可靠的。
2 变压器
变压器是移动变电站关键设备之一。变压器根据调压方式可分为有载调压和无载调压两种，考虑到有载调压变压器总体重量的因素，一般情况下，移动变电站不选用有载调压变压器。根据运行可靠性和操作方便性要求，110kV移动变电站的变压器中性点宜采用全绝缘。考虑到移动变电站运行环境的特殊性，其变压器应具有体积小、损耗低、噪声小、寿命长、不渗漏、抗短路、过载能力强、可靠性高等特点。在设计变压器时，需计算和分析内部的电场、磁场、温度场和冲击场，确定相应的结构和参数；同时短路容量也是变压器设计需考虑的问题，通过计算变压器各绕组及每个线圈各部分在运行时产生的机械力和发生最严重短路时的电磁力，确定合理的结构布置方案。变压器的结构要求如下：（1）公路运输要求。四级道路的机动车道宽度为3.5m，总高度不大于4.5（4.2）m，因此变压器的总宽度应不大于3m；考虑拖车的高度，变压器的高度应低于3.4m。为防止运输时的位移，应尽量采用焊接技术，减少紧固件的使用。（2）抗震要求。变压器的自振频率在1.4～6.8Hz范围内，而半挂运输车的震动频率与变压器的自振频率接近，如果两者容易发生共振，可能损坏变压器的内部结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从抗震方面考虑，变压器自振频率应避开拖车行驶震动频率，因此变压器应与车体牢固连接，必要时增设能吸收振动能量的阻尼减震器。（3）构造要求。为满足移动变电站的特殊要求，需要改进变压器的构造，主要有以下方式：①通过加大变压器铁芯直径、降低铁芯高度来降低变压器高度。由于变压器阻抗 与匝数 和高度 的关系是 ，因此在保证变压器阻抗不变的条件下要降低高度，就需要减少匝数，而加大变压器的铁芯直径能实现此要求。②变压器铁芯采用多级阶梯接缝，皇冠型铁轭，为变压器绕组提供大面积受力平台，改善绕组圆周的受力，同时能有效降低铁芯损耗和铁芯噪声。③变压器高压绕组采取纠结连续式，以改善冲击电压分布特性；低压侧绕组采用连续式，消除螺旋绕组螺旋角产生的切向电动力对绕组的危害。
3 开关柜
根据抗震要求，移动变电站中配电装置宜选用固定开关柜。固定开关柜中包括断路器、电压互感器、隔离开关、接地开关、测量仪表、继电保护、二次回路等。移动变电站中进出线均采用电缆方式。对开关柜的选择有以下注意事项：（1）开关柜中各组件及支撑绝缘件的外绝缘爬电比距按加强绝缘要求，均不应小于20mm/kV，柜内各相导体的相间距和对地距离满足相关规定。（2）回路满足GB／T 11022—2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》规定的长期工作的温升要求，柜内各组件温升不应超过相关规定，外壳和盖板的温升不超过20K。
4 防雷与接地技术
4.1 防雷技术
移动变电站通常是区域内的唯一电源，一旦遭受雷击，就可能引起变压器、断路器等电气设备绝缘的破坏，而且维修困难，甚至造成局部彻底停电。因此，移动变电站的防雷应安全可靠，需按照第一类建筑物标准要求进行雷电保护。防雷措施主要分为两种：其一，避免雷电波的进入，如装设避雷针、避雷线，通过拦截导引改变其入地路径，使雷电波不进入被保护设备；其二，利用保护装置将雷电波引入接地网，如装设避雷器，将侵入变电站的雷电波降低到电气装置绝缘强度允许的范围内。我国主要采用金属氧化物避雷器。移动变电站的防雷有如下主要事项：（1）选址时应尽量避开雷电易发的区域。（2）引下线应装设合理的避雷器，设置集中接地装置，并附在线监测仪。（3）避雷针应避免发生反击。根据计算，110kV移动变电站中选用高度为16m、可伸缩的避雷针，其与被保护物在空气中的水平间距应满足DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的相关规定。
4.2 接地技术
电力系统、装置或设备应按规定接地，按用途接地可分为系统接地、保护接地、雷电保护接地和防静电接地。移动变电站中主要涉及保护接地和雷电保护接地，其要求如下：（1）移动变电站设备支架、设备小室的金属构架、拖车本体等金属附件独立接到车体周围的环形接地铜排，铜排的接地引下线采用镀锌扁钢，截面积不小于50mm2，分别布置在车头、车中及车尾部，应具有可靠的接地。（2）避雷器、避雷针、避雷线应集中接地。独立避雷针接地电阻应控制在10Ω以内，其接地装置与被保护设备接地装置地中距离不应小于15m。
5 结语
由于道路运输受到限制，移动变电站需经过特殊设计，尤其是变压器与高压组合电器，在满足运输安全情况下，还要保证运行可靠性。移动变电站具备结构紧凑、机动性强、组装快捷、过载能力强、投运方便等优点，适用范围广，能产生巨大的经济和社会效益，如在现有变电站维修或突然新增大负荷情况下使用，能有效缩短供电中断时间、降低网络损耗、节约资源，是特殊情况下非常理想的供电模式，适用于各种恶劣环境，具有十分广阔的应用前景。
参考文献：
[1]包红旗.大型车载移动变电站[M].北京：中国水利水电出版社，2013.
论文作者:钟乐安
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/23
标签：变电站论文; 变压器论文; 设备论文; 绕组论文; 雷电论文; 避雷针论文; 车体论文; 《基层建设》2018年第14期论文;