新型智能车载移动变电站在长大隧洞中的应用

韩明友

（辽宁省水文局，辽宁 沈阳110003）

1 概 况

长大隧洞施工是隧洞施工中一种比较特殊的工程，一般隧洞长度都是几千米至十几千米左右，隧洞施工供电是工程顺利进行的基本条件和保障。

新型智能车载移动变电站是具有车载均压接地网、防震动、抗冲击设备安装装置、大吨位智能平板拖车支撑装置、翻板式检修平台车厢的多功能平板拖车作为智能车载移动式变电站的集设备安装、运输于一体的工作平台。

2 新型智能车载移动变电站技术

根据隧洞施工方法的不同和用电容量的差异选择不同的出线回路数，便于施工中的实验和合理安排供电方式。在隧洞开挖长度超过低压（400 V）供电半径（500 m)时，可以直接由移动变电站输出10 kV高压电缆至隧洞施工掌子面附近，在掌子面附近开挖扩大洞身安装变电设备，提供隧洞施工用电电源。在“TBM”方式隧洞开挖施工时，当“TBM”设备前进到下一个施工支洞时，可以利用“TBM”设备检修期间，将车载移动式变电站移至施工洞口附近，为“TBM”提供电源，这样就减少了变电站的建设和调试时间，也节约了建设资金，为工程施工的顺利进行提供了动力保障。车载移动式变电站为无人值守的高智能变电站，正常的运行操作都可以实现远方操控，事故处理需现场进行，只需配备人员对设备进行定期巡视检查和维护保养。

2.1 入网技术

由于车载移动式变电站在国内没有接网先例，对接入电网的相关技术没有成熟的技术依据和规范，需与电力管理、勘察设计等单位合作研发电网接入方案，就保护配合、变电站接引、通讯、控制等相关技术环节达成共识，为车载移动式变电站接入电网做好了前期工作，为车载移动式变电站接入电网提供了技术依据。

2.2 车载平台研制

根据新型智能车载移动式变电站设备安装、移动运输、变供电、运行维护等方面的技术需求，经过市场调研、技术分析，选用两台长13 m，载重量25 t的普通拖车作为平台，加以改装，安装液压支撑装置、接地装置、设备检修安装平台等设施作为车载移动式变电站的安装平台，液压支撑装置的每个支腿都可以单独调节，在变电站使用时由支撑装置将车身顶起，保持车体的稳定及调节平衡，减轻车板的负载；接地装置布置在车板上，预留集中接地连接点，便于与使用现场的地下接地网连接。2台车1组，1台用于安装66 kV开关设备及主变压器作为变电车；1台用于安装10 kV开关柜及综保系统作为配电车。变电车为敞开式，配电车的设备安装在封闭式车厢内。在变电站需要移动运输时，加挂普通拖车头就可以实现变电站的转场移动运输。

2.3 设备研发

变压器是变电站的枢纽设备，担负着变电站的主要工作任务，新型智能车载移动式变电站对变压器的安装高度、抗震动性要求又很高。常规的变压器不能满足设备安装、运输要求，经项目组深入调研和试验，研制了一款抗震动、低高度、便于安装于运输的变压器，用于车载移动式变电站，以满足车载移动式变电站的使用要求。该变压器采用无储油柜全密封式油箱，箱内油面以上空间充以氮气，并通过可自动充气和释放氮气的油保护装置保持一定的正压力。高压套管布置于油箱的下部可降低整体高度；采用强油循环风冷却散热方式以尽可能压缩整体体积；应用耐高温绝缘材料和混合绝缘系统，将绕组平均温升提高至95-115 K以达到结构紧凑之目的；采用低压侧有载调压和油箱外置式有载调压开关以节省引线对地绝缘距离和缩小整体体积；内部器身定位及引线夹持等相应加强以适应频繁运输的要求。

2.4 保护装置及智能监控

采用HGIS智能型高压设备状态在线监测及管理系统，为了减少安装空间，将保护接线由盘后进线，改为盘前进线，采用前开及旋转门嵌入技术，将保护装置安装在前旋门上。HGIS智能型高压设备状态在线监测及管理系统充分利用了高电压技术、传感器技术、计算机技术、数字信号处理技术、网络通信技术和智能技术的最新成果，实现了设备状态参数的就地数字化监测。在系统测量的准确性，稳定性和可靠性方面取得了突破性进展。与外部通讯网连接就可实现设备状态参数数据的传输，实现远方监控无人值守。

3 新型智能车载移动变电站特点

1）灵活性。新型智能车载移动变电站整体性好，运行安全可靠，使用灵活，接入系统方便。只要有合适电源＂T＂接点，就可以将其拖到现场。

2）快速性。新型智能车载移动变电站正常的设备连接所需要的时间仅有数小时。由于所有的设备均经过预组装、预联调，且已完成出厂试验。因此，在实际现场的工作量可以简单地理解为电气设备的重复连接。

3）便捷性。运输便捷性，加挂普通拖车头就可以实现变电站的整体运输，到施工现场后，不受场地条件限制，可以任意布置变电站车体。

4 经济效益分析

4.1 经济效益

1）工程投资减少。生产1台66 kV智能移动式变电站投资平均为325万元，建设1座66 kV常规施工变电站投资平均为997万元，投资减少672万元。

2）占地面积减少，节省占地补偿费用。1台66 kV智能移动式变电站平均占地面积550 m2，1座66 kV常规施工变电站平均占地面积2250 m2，占地补偿标准为54万元/hm2，则占地补偿费可节省9.18万元。

3）运行成本减少。智能移动式变电站无需专人维护，常规施工变电站需要专人维护，每座常规施工变电站每年维护人员工资及福利费21万元，运行期按2年计算，运行成本减少42万元。

4）生产周期短，可节省电费。1台智能移动式变电站生产周期2个月，1座常规施工变电站建设工期4.5个月，生产周期缩短2.5个月，即可提前2.5个月采用大工业电价0.75元/kW·h，否则将采用柴油发电机发电以满足施工用电所需。柴油发电机发电电价为2.21元/kW·h，在此时间段内施工所需电量为182400 kW·h，可节省电费26.63万元。

4.2 经济社会效益

智能移动式变电站的开发应用，符合国家技术产品发展政策，满足工程施工对大负荷、历时短、转移频繁的变电设施的需求，运用领域广泛；智能移动式变电站的研究和应用是综合利用水利（隧洞）工程、电力工程、自动化、电子信息技术、通讯网络技术研发的一套综合、实用的科学技术成果，引领行业科技发展；智能移动式变电站占地面积少，对周边环境无污染、无破坏，保护了自然资源及生态环境；智能移动式变电站提高了工程用电的安全性、可靠性，保障了周边人群的人身安全；智能移动式变电站具有投资小、生产周期短、无需专人维护的特点，具有良好的市场经济效益和社会效益。

5 结 语

由于新型智能车载移动变电站具有的大容量、快速性、灵活性、可重复使用等特点，在其它领域的工程施工、大客户大容量临时用电、电力应急抢险、水利防汛等诸多方面具有广泛的推广价值。