移動(dòng)式變電站運(yùn)維問題研究

引 言

移動(dòng)變電站屬于電力系統(tǒng)中的特殊變電站，作為 線路變壓器組 系統(tǒng)，與常規(guī)變電站（包括室外、室內(nèi)、預(yù)裝式變電站等）相比，其設(shè)備一般采用緊湊型、模塊化的成熟產(chǎn)品，通過特殊車輛來實(shí)現(xiàn)便捷移動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)輸快捷、裝備簡潔、靈活可靠和維護(hù)方便等特點(diǎn)。近年來，在電網(wǎng)檢修、改造和臨時(shí)負(fù)荷變化時(shí)，為縮短電網(wǎng)停電時(shí)間甚至不停電，以及在電網(wǎng)發(fā)生事故、災(zāi)害侵襲等應(yīng)急情況出現(xiàn)時(shí)，為盡快恢復(fù)供電能力，移動(dòng)變電站作為一個(gè)臨時(shí)性、應(yīng)急性的方案，得到了電力企業(yè)的青睞。但作為一個(gè)可移動(dòng)、應(yīng)急性的電能變換設(shè)備組合，由于其應(yīng)用場景不同，無法完全套用常規(guī)變電站運(yùn)行規(guī)范。而國際、國內(nèi)移動(dòng)變電站運(yùn)行規(guī)范尚不健全，要保證移動(dòng)變電站的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)使用，有必要對移動(dòng)變電站相關(guān)運(yùn)維規(guī)范進(jìn)行研究。

1 移動(dòng)變電站的構(gòu)成和應(yīng)用

移動(dòng)變電站主要包括變壓器、HGIS、避雷器、10～35 kV配電裝置、自動(dòng)化通信設(shè)備和終端等，一般裝載在 2輛或多輛半掛車上組合而成，車輛之間由一、二次電纜連接，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有集成度高、占地面積小、移動(dòng)方便、施工安裝快捷等特點(diǎn)。目前，國內(nèi)市場移動(dòng)變電站高壓側(cè)通常為 35～110kV（以 33、66、110kV為主），主變?nèi)萘恳话銥?10～50MVA，10kV中壓側(cè)出線一般在 4路以下。應(yīng)用環(huán)境主要分為以下三種：

(1) 檢修改造 ：適用于末端變電站整體設(shè)備更新改造、單獨(dú)的主變壓器系統(tǒng)改造、饋線系統(tǒng)改造、全站停電改造、設(shè)備異常停電檢查、全站停電清掃等，可用移動(dòng)變電站臨時(shí)替代常規(guī)變電站中因改造等原因而停電的設(shè)備，縮短停電時(shí)間， 提高電網(wǎng)供電可靠性[1]。

(2) 臨時(shí)擴(kuò)容 ：在常規(guī)變電站出現(xiàn)短期負(fù)荷增加且須維持一定時(shí)間的情況下，如建設(shè)臨時(shí)大型工程、出現(xiàn)重大活動(dòng)和節(jié)日、農(nóng)業(yè)灌溉高峰期間，使用移動(dòng)變電站來分擔(dān)新增負(fù)荷， 提高供電質(zhì)量，降低投資成本。

(3) 應(yīng)急處理 ：在常規(guī)變電站出現(xiàn)事故或發(fā)生自然災(zāi)害的緊急情況下，原變電站雖無法及時(shí)修復(fù)供電，但必須在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)送電時(shí)，可將該方案作為應(yīng)急方案 ；作為對缺少電源的大型臨時(shí)性工程的解決方案；移動(dòng)變電站內(nèi)的設(shè)備也可以作為同類設(shè)備故障時(shí)的備品。

2 移動(dòng)變電站運(yùn)維

移動(dòng)變電站運(yùn)維主要包括移動(dòng)、安置、接地、調(diào)試、運(yùn)行、備用、維護(hù)等方面。在三種應(yīng)用場景下，六個(gè)環(huán)節(jié)中的移動(dòng)、備用和維護(hù)規(guī)范基本相同，安置、調(diào)試和運(yùn)行環(huán)節(jié)的規(guī)范要求則存在差異。另外，移動(dòng)變電站因其可移動(dòng)、臨時(shí)性的特點(diǎn)，對于不同的使用周期、地理環(huán)境、氣候條件，其規(guī)范要求亦有差異。

2.1 移動(dòng)

移動(dòng)式變電站在制造時(shí)參照GB 50260-1996《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，抗震烈度一般不低于 9 ，水平加速度不低于2.0g。因此，在移動(dòng)時(shí)，主要應(yīng)回避運(yùn)輸途中的大傾斜和強(qiáng)沖擊。行駛速度要根據(jù)使用說明書規(guī)定的不同路況下的限速標(biāo)準(zhǔn)確定，最高不超過 60 km/h ；安裝沖擊記錄儀，監(jiān)控調(diào)整時(shí)速。

(1) 運(yùn)輸振動(dòng)沖擊允許值規(guī)定 ：運(yùn)輸前后方向?yàn)?4g，橫向?yàn)?g，上下垂直方向?yàn)?3g。

(2) 最大傾斜角不超過 30[1]。若超過，到達(dá)現(xiàn)場需視情況全面檢查或增加檢查項(xiàng)目。在坡道上轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)特別注意降低車速，以免發(fā)生翻車事故。制造商說明書建議在平地轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)最高車速以不超過 20 km/h為宜。

(3) 為防止靜電，應(yīng)安裝足夠截面的拖地線以保證靜電的釋放。

移動(dòng)變電站是否載油運(yùn)輸，要根據(jù)道路對運(yùn)輸重量的限制來確定。容量小于 31.5 MVA，則可載油運(yùn)輸。若無法載油運(yùn)輸，可充氮?dú)饣蚋稍锟諝猓惭b壓力表監(jiān)測油箱內(nèi)氣壓，防止氣體滲漏，保證油箱內(nèi)的正壓。

2.2 安置

移動(dòng)變電站如果因?yàn)槌Ｒ?guī)變電站檢修改造或工程、節(jié)日等短期負(fù)荷增大需要臨時(shí)擴(kuò)容，一般應(yīng)盡可能安裝在常規(guī)變電站內(nèi)或緊鄰站外的空曠地帶，既方便接線、管理，還可利用常規(guī)變電站的避雷針和接地網(wǎng)等設(shè)施保障安全?？梢愿鶕?jù)地形采用直線、平行和L 型進(jìn)行布置。

(1) 安置地點(diǎn)應(yīng)堅(jiān)固、平整，不應(yīng)將其直接放置在未處理的綠化地、田地中，如使用時(shí)間長達(dá)數(shù)月，則建議對放置地點(diǎn)地表做必要處理，具體可參照輸電線路工程 大板基礎(chǔ)的有關(guān)施工要求。地面最大傾斜不超過 30；應(yīng)具有防洪措施， 防澇設(shè)施標(biāo)高應(yīng)高于歷史最高內(nèi)澇水位標(biāo)高 0.5 m。

(2) 撐腳下應(yīng)鋪設(shè)枕木或鋼板等，防止地面沉降導(dǎo)致車輛傾斜?？刹捎霉潭ɡ€或加裝固定支撐架等方法防止移位。

具體可參照《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、IEEE《移動(dòng)變電所設(shè)備安全安裝指南》、《國家電網(wǎng) 110kV變電站通用設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 接地

如果移動(dòng)變用于常規(guī)變的檢修改造、臨時(shí)擴(kuò)容，則將安置位置設(shè)于原站防雷保護(hù)范圍內(nèi)，一般可使用原站的接地網(wǎng)?？刹捎霉ぷ鹘拥?、保護(hù)接地、防雷接地共設(shè)一組接地體的聯(lián)合接地方式，接地引下線應(yīng)采用不小于 50mm2的鍍鋅扁鋼或25mm2的專用銅地線，接地點(diǎn)應(yīng)不少于兩處，并在車體底部周圍對稱與接地體連接 ；或裝設(shè) 2 條與原站接地網(wǎng)采用焊接方式相連的均壓帶[2]。

如果不能被原站避雷針有效覆蓋，則應(yīng)隨車安裝高 25m 的避雷保護(hù)裝置防備直擊雷，并盡量遠(yuǎn)離 35kV及以下配電裝置，以降低感應(yīng)過電壓；設(shè)置專用接地網(wǎng)，接入原站接地網(wǎng)。專用接地網(wǎng)與原站主變、接地網(wǎng)連接的接地線長度應(yīng)大于15m[3] 。

在雷雨季節(jié)，應(yīng)采取措施防止或減少近雷擊網(wǎng)絡(luò)，可考慮在 1～2km的進(jìn)線段架設(shè)避雷線，在隔離開關(guān)側(cè)加裝一組避雷器。

對于在事故搶修、自然災(zāi)害等應(yīng)急情況下和野外工程中使用的移動(dòng)變電站，往往擬安置現(xiàn)場地理、氣象條件較差， 時(shí)間緊迫，不允許做充分的現(xiàn)場平整，缺少現(xiàn)成的避雷、接地網(wǎng)可借用，因此應(yīng)酌情簡化防災(zāi)措施，但基本的安全原則不應(yīng)被簡化：

(1) 安裝隨車的避雷保護(hù)裝置防備直擊雷。接地裝置應(yīng)采用熱鍍鋅鋼材，水平敷設(shè)的則采用圓鋼和扁鋼，垂直敷設(shè)的采用角鋼和鋼管。接地體頂面埋深不應(yīng)小于 0.6 m，引出線垂直部分和焊接位置應(yīng)做防腐處理[3]。

(2) 根據(jù)地理環(huán)境決定采用網(wǎng)格、環(huán)形或輻射性地網(wǎng)。從移動(dòng)變布置情況看，無論采用直線、平行還是 L型布置， 平面圖都是長方形。因此，接地網(wǎng)的包圍形狀采用環(huán)形為佳； 可沿移動(dòng)變埋設(shè)接地體，兩端引出扁鋼或圓鋼固定成封閉環(huán)。此舉可保障大電流時(shí)環(huán)形接地體內(nèi)的電場分布均勻，降低跨步電壓危險(xiǎn)與遭雷擊時(shí)的反擊高電壓危險(xiǎn)。

(3) 如果接地網(wǎng)電阻達(dá)不到要求，則可擴(kuò)大接地網(wǎng)面積， 在外圍增設(shè)1～2圈環(huán)形接地裝置。如受地形限制，無法擴(kuò)大， 則可采用放射狀或直線狀方式向土壤電阻率低的方向延伸。

如果應(yīng)急需要架設(shè)臨時(shí)接電線路，建議使用專用的移動(dòng)式引線塔（包括取電端引線塔、中間引線塔及變壓器端引線塔），其在結(jié)構(gòu)上采用了萬向鉸接支座，可消除因地形導(dǎo)致或使用中產(chǎn)生的附加力。該線路承載能力強(qiáng)，重量輕，便于運(yùn)輸，組立簡便快速。

移動(dòng)變的高壓變電設(shè)備、中壓成套設(shè)備等內(nèi)部接地干線推薦預(yù)留 4 ～8 個(gè)接地點(diǎn)與接地網(wǎng)連接，接地網(wǎng)與地面距離應(yīng)大于 0.3 m ；帶電運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)車的接地點(diǎn)應(yīng)不少于 2 個(gè)，嚴(yán)禁串接。

2.4 調(diào)試

對于因常規(guī)變電站檢修改造或因工程、節(jié)日等短期負(fù)荷增加而需要臨時(shí)擴(kuò)容使用移動(dòng)變電站的臨時(shí)行為，都屬于可預(yù)料、可計(jì)劃的行為，其規(guī)范要求應(yīng)遵循與常規(guī)變電站調(diào)試驗(yàn)收基本相同的電氣裝置安裝工程驗(yàn)收規(guī)范，如 GB 50148- 2010《電氣裝置安裝工程電力變壓器、油浸電抗器、互感器施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》、《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)性規(guī)程》等。不應(yīng)借口時(shí)間緊急、使用移動(dòng)變電站而降低現(xiàn)場驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

若在事故搶修、自然災(zāi)害等應(yīng)急情況下使用移動(dòng)變電站， 如果距離結(jié)束上一次運(yùn)行時(shí)間不足3 個(gè)月，則變壓器、開關(guān)、輔助設(shè)備等檢驗(yàn)、試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行檢查。若在運(yùn)輸途中無碰撞、傾覆等可能影響設(shè)備運(yùn)行的情況出現(xiàn)，則可適當(dāng)簡化現(xiàn)場調(diào)試。主要開展以下檢查：

(1) 檢查變壓器。開展絕緣油實(shí)驗(yàn)，測量繞組直流電阻， 檢查分接頭電壓比，進(jìn)行絕緣電阻、繞組和套管的交流耐壓試驗(yàn)，與額定電壓下的沖擊合閘試驗(yàn)等；如需補(bǔ)油，則進(jìn)行混油試驗(yàn)。啟動(dòng)冷卻油泵 30min，檢查風(fēng)扇、油泵狀況，經(jīng)放氣塞放氣。

(2) 檢查各類開關(guān)。測量絕緣電阻與每相導(dǎo)電回路電阻， 開展交流耐壓試驗(yàn)、操作機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、密封性試驗(yàn)等；檢測接地電阻，查驗(yàn) 五防 裝置動(dòng)作是否靈活可靠等。

(3) 檢查輔助設(shè)備。測量電抗器及消弧線圈的直流電阻、絕緣電阻，并進(jìn)行額定電壓下的沖擊合閘試驗(yàn)；進(jìn)行互感器的局放試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)；測量電容器的絕緣電阻，進(jìn)行局放試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)；進(jìn)行防雷設(shè)備絕緣電阻、工頻放電電壓試驗(yàn)。

(4) 接地。進(jìn)行接地網(wǎng)電氣完整性測試，測量接地阻抗。將電氣工頻接地電阻控制在 5Ω 之內(nèi)，或?qū)⒌鼐W(wǎng)等效半徑控制在 20 m左右[3]。

(5) 電纜線路。測量絕緣電阻，進(jìn)行交直流耐壓試驗(yàn)， 測量金屬屏蔽層電阻，檢查兩端相位。

2.5 運(yùn)行

移動(dòng)變電站各模塊可以被拆分， 使用多樣、靈活。在進(jìn)行常規(guī)站檢修時(shí)，可以整體替換常規(guī)變電站、整體替換110/35 kV 間隔和變壓器、單獨(dú)替換HGIS、單獨(dú)替換變壓器、單獨(dú)替換 35/10 kV 配電室，或者主變與常規(guī)站主變并聯(lián)擴(kuò)容運(yùn)行，為相同等級負(fù)荷供電。

(1) 變壓器車與配電車同時(shí)運(yùn)行?？蓪⒁苿?dòng)變主變與常規(guī)站內(nèi)中性點(diǎn)設(shè)備連接，主變中低壓側(cè)采用柔性電纜連接配電車進(jìn)線柜，HGIS接入站內(nèi)系統(tǒng)。

(2) 變壓器車與HGIS同時(shí)運(yùn)行。移動(dòng)變主變中性點(diǎn)與常規(guī)站內(nèi)中性點(diǎn)設(shè)備連接，中低壓側(cè)通過柔性電纜與常規(guī)站內(nèi)相應(yīng)電壓等級開關(guān)柜連接，HGIS接入站內(nèi)系統(tǒng)。

(3) HGIS 單獨(dú)運(yùn)行。將移動(dòng)變 HGIS 單獨(dú)替換常規(guī)站HGIS，為原站主變或線路供電，以檢修更換原站HGIS設(shè)備。

(4) 變壓器車單獨(dú)運(yùn)行?？蓪⒁苿?dòng)變主變高壓側(cè)接入常規(guī)站內(nèi)設(shè)備，中性點(diǎn)與原站中性點(diǎn)設(shè)備連接，移動(dòng)變主變中低壓側(cè)通過柔性電纜與常規(guī)站內(nèi)相應(yīng)電壓等級開關(guān)柜連接。

(5) 配電車單獨(dú)運(yùn)行。可以采用多種運(yùn)行方式，替代原站出線。

(6) 移動(dòng)變電站用于臨時(shí)擴(kuò)容場景下，涉及與常規(guī)變主變并聯(lián)運(yùn)行的狀況，聯(lián)接組標(biāo)號應(yīng)一致；電壓比相同，差值不超過 0.5％ ；滿足阻抗電壓小于10%[2] 等要求。升壓操作時(shí)， 先操作負(fù)載小主變，后操作負(fù)載大主變；降壓，反之。

移動(dòng)變電站無論用于何種場景、采用何種運(yùn)行方式，原則上都不應(yīng)超負(fù)荷運(yùn)行；如必須短時(shí)間超負(fù)荷，務(wù)必保證有冷卻措施，運(yùn)行時(shí)間、電流都須嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行；其設(shè)備操作強(qiáng)度不應(yīng)高于相同主變?nèi)萘康某Ｒ?guī)變電站，監(jiān)測指標(biāo)、巡視頻率應(yīng)高于常規(guī)變電站。

2.6 維護(hù)

將退出運(yùn)行暫不使用的移動(dòng)變電站及時(shí)返回基地進(jìn)行全面檢查，為下一次運(yùn)行做全面準(zhǔn)備。其日常及定期維護(hù)應(yīng)遵循制造廠商的相關(guān)規(guī)定，保證移動(dòng)變電站狀態(tài)良好，隨時(shí)可用。半掛車同樣應(yīng)按照說明做好保養(yǎng)維護(hù)，檢查時(shí)除規(guī)定外均以空車狀態(tài)運(yùn)行。

最好將移動(dòng)變電站的基地設(shè)在某個(gè)場地開闊、交通便利、便于管理的常規(guī)變電站中，采用低負(fù)荷熱備用方式，按照常規(guī)方式進(jìn)行維護(hù)，使移動(dòng)變電站始終保持良好可用的狀態(tài)。

3 結(jié) 語

移動(dòng)變電站的可移動(dòng)、高集成特征，使設(shè)備操作的頻率、使用壽命都弱于常規(guī)變電站，導(dǎo)致其運(yùn)行規(guī)范與常規(guī)變電站存在一定差異，需要針對其特點(diǎn)制訂有針對性的規(guī)范。

從實(shí)踐運(yùn)行情況看，使用單位在設(shè)備安置（包括基礎(chǔ)、接地網(wǎng)、接地等）、運(yùn)行前調(diào)試交接試驗(yàn)、調(diào)度等方面存在不顧應(yīng)用場景差異、一律簡化的思想，這是極其危險(xiǎn)的。

使用管理單位應(yīng)對本區(qū)域是否配置移動(dòng)變的情況進(jìn)行計(jì)算，明確使用條件、程序，并根據(jù)不同的使用場景編制相應(yīng)的運(yùn)行規(guī)程。