新型智能車載移動變電站在長大隧洞中的應(yīng)用

韓明友

（遼寧省水文局，遼寧 沈陽110003）

1 概 況

長大隧洞施工是隧洞施工中一種比較特殊的工程，一般隧洞長度都是幾千米至十幾千米左右，隧洞施工供電是工程順利進(jìn)行的基本條件和保障。

新型智能車載移動變電站是具有車載均壓接地網(wǎng)、防震動、抗沖擊設(shè)備安裝裝置、大噸位智能平板拖車支撐裝置、翻板式檢修平臺車廂的多功能平板拖車作為智能車載移動式變電站的集設(shè)備安裝、運(yùn)輸于一體的工作平臺。

2 新型智能車載移動變電站技術(shù)

根據(jù)隧洞施工方法的不同和用電容量的差異選擇不同的出線回路數(shù)，便于施工中的實(shí)驗(yàn)和合理安排供電方式。在隧洞開挖長度超過低壓（400 V）供電半徑（500 m)時，可以直接由移動變電站輸出10 kV高壓電纜至隧洞施工掌子面附近，在掌子面附近開挖擴(kuò)大洞身安裝變電設(shè)備，提供隧洞施工用電電源。在“TBM”方式隧洞開挖施工時，當(dāng)“TBM”設(shè)備前進(jìn)到下一個施工支洞時，可以利用“TBM”設(shè)備檢修期間，將車載移動式變電站移至施工洞口附近，為“TBM”提供電源，這樣就減少了變電站的建設(shè)和調(diào)試時間，也節(jié)約了建設(shè)資金，為工程施工的順利進(jìn)行提供了動力保障。車載移動式變電站為無人值守的高智能變電站，正常的運(yùn)行操作都可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操控，事故處理需現(xiàn)場進(jìn)行，只需配備人員對設(shè)備進(jìn)行定期巡視檢查和維護(hù)保養(yǎng)。

2.1 入網(wǎng)技術(shù)

由于車載移動式變電站在國內(nèi)沒有接網(wǎng)先例，對接入電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)沒有成熟的技術(shù)依據(jù)和規(guī)范，需與電力管理、勘察設(shè)計等單位合作研發(fā)電網(wǎng)接入方案，就保護(hù)配合、變電站接引、通訊、控制等相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)達(dá)成共識，為車載移動式變電站接入電網(wǎng)做好了前期工作，為車載移動式變電站接入電網(wǎng)提供了技術(shù)依據(jù)。

2.2 車載平臺研制

根據(jù)新型智能車載移動式變電站設(shè)備安裝、移動運(yùn)輸、變供電、運(yùn)行維護(hù)等方面的技術(shù)需求，經(jīng)過市場調(diào)研、技術(shù)分析，選用兩臺長13 m，載重量25 t的普通拖車作為平臺，加以改裝，安裝液壓支撐裝置、接地裝置、設(shè)備檢修安裝平臺等設(shè)施作為車載移動式變電站的安裝平臺，液壓支撐裝置的每個支腿都可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，在變電站使用時由支撐裝置將車身頂起，保持車體的穩(wěn)定及調(diào)節(jié)平衡，減輕車板的負(fù)載；接地裝置布置在車板上，預(yù)留集中接地連接點(diǎn)，便于與使用現(xiàn)場的地下接地網(wǎng)連接。2臺車1組，1臺用于安裝66 kV開關(guān)設(shè)備及主變壓器作為變電車；1臺用于安裝10 kV開關(guān)柜及綜保系統(tǒng)作為配電車。變電車為敞開式，配電車的設(shè)備安裝在封閉式車廂內(nèi)。在變電站需要移動運(yùn)輸時，加掛普通拖車頭就可以實(shí)現(xiàn)變電站的轉(zhuǎn)場移動運(yùn)輸。

2.3 設(shè)備研發(fā)

變壓器是變電站的樞紐設(shè)備，擔(dān)負(fù)著變電站的主要工作任務(wù)，新型智能車載移動式變電站對變壓器的安裝高度、抗震動性要求又很高。常規(guī)的變壓器不能滿足設(shè)備安裝、運(yùn)輸要求，經(jīng)項目組深入調(diào)研和試驗(yàn)，研制了一款抗震動、低高度、便于安裝于運(yùn)輸?shù)淖儔浩?，用于車載移動式變電站，以滿足車載移動式變電站的使用要求。該變壓器采用無儲油柜全密封式油箱，箱內(nèi)油面以上空間充以氮?dú)?，并通過可自動充氣和釋放氮?dú)獾挠捅Ｗo(hù)裝置保持一定的正壓力。高壓套管布置于油箱的下部可降低整體高度；采用強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷卻散熱方式以盡可能壓縮整體體積；應(yīng)用耐高溫絕緣材料和混合絕緣系統(tǒng)，將繞組平均溫升提高至95-115 K以達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊之目的；采用低壓側(cè)有載調(diào)壓和油箱外置式有載調(diào)壓開關(guān)以節(jié)省引線對地絕緣距離和縮小整體體積；內(nèi)部器身定位及引線夾持等相應(yīng)加強(qiáng)以適應(yīng)頻繁運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

2.4 保護(hù)裝置及智能監(jiān)控

采用HGIS智能型高壓設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測及管理系統(tǒng)，為了減少安裝空間，將保護(hù)接線由盤后進(jìn)線，改為盤前進(jìn)線，采用前開及旋轉(zhuǎn)門嵌入技術(shù)，將保護(hù)裝置安裝在前旋門上。HGIS智能型高壓設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測及管理系統(tǒng)充分利用了高電壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和智能技術(shù)的最新成果，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的就地數(shù)字化監(jiān)測。在系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性和可靠性方面取得了突破性進(jìn)展。與外部通訊網(wǎng)連接就可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控?zé)o人值守。

3 新型智能車載移動變電站特點(diǎn)

1）靈活性。新型智能車載移動變電站整體性好，運(yùn)行安全可靠，使用靈活，接入系統(tǒng)方便。只要有合適電源＂T＂接點(diǎn)，就可以將其拖到現(xiàn)場。

2）快速性。新型智能車載移動變電站正常的設(shè)備連接所需要的時間僅有數(shù)小時。由于所有的設(shè)備均經(jīng)過預(yù)組裝、預(yù)聯(lián)調(diào)，且已完成出廠試驗(yàn)。因此，在實(shí)際現(xiàn)場的工作量可以簡單地理解為電氣設(shè)備的重復(fù)連接。

3）便捷性。運(yùn)輸便捷性，加掛普通拖車頭就可以實(shí)現(xiàn)變電站的整體運(yùn)輸，到施工現(xiàn)場后，不受場地條件限制，可以任意布置變電站車體。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

1）工程投資減少。生產(chǎn)1臺66 kV智能移動式變電站投資平均為325萬元，建設(shè)1座66 kV常規(guī)施工變電站投資平均為997萬元，投資減少672萬元。

2）占地面積減少，節(jié)省占地補(bǔ)償費(fèi)用。1臺66 kV智能移動式變電站平均占地面積550 m2，1座66 kV常規(guī)施工變電站平均占地面積2250 m2，占地補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為54萬元/hm2，則占地補(bǔ)償費(fèi)可節(jié)省9.18萬元。

3）運(yùn)行成本減少。智能移動式變電站無需專人維護(hù)，常規(guī)施工變電站需要專人維護(hù)，每座常規(guī)施工變電站每年維護(hù)人員工資及福利費(fèi)21萬元，運(yùn)行期按2年計算，運(yùn)行成本減少42萬元。

4）生產(chǎn)周期短，可節(jié)省電費(fèi)。1臺智能移動式變電站生產(chǎn)周期2個月，1座常規(guī)施工變電站建設(shè)工期4.5個月，生產(chǎn)周期縮短2.5個月，即可提前2.5個月采用大工業(yè)電價0.75元/kW·h，否則將采用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電以滿足施工用電所需。柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電電價為2.21元/kW·h，在此時間段內(nèi)施工所需電量為182400 kW·h，可節(jié)省電費(fèi)26.63萬元。

4.2 經(jīng)濟(jì)社會效益

智能移動式變電站的開發(fā)應(yīng)用，符合國家技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展政策，滿足工程施工對大負(fù)荷、歷時短、轉(zhuǎn)移頻繁的變電設(shè)施的需求，運(yùn)用領(lǐng)域廣泛；智能移動式變電站的研究和應(yīng)用是綜合利用水利（隧洞）工程、電力工程、自動化、電子信息技術(shù)、通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)的一套綜合、實(shí)用的科學(xué)技術(shù)成果，引領(lǐng)行業(yè)科技發(fā)展；智能移動式變電站占地面積少，對周邊環(huán)境無污染、無破壞，保護(hù)了自然資源及生態(tài)環(huán)境；智能移動式變電站提高了工程用電的安全性、可靠性，保障了周邊人群的人身安全；智能移動式變電站具有投資小、生產(chǎn)周期短、無需專人維護(hù)的特點(diǎn)，具有良好的市場經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

5 結(jié) 語

由于新型智能車載移動變電站具有的大容量、快速性、靈活性、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，在其它領(lǐng)域的工程施工、大客戶大容量臨時用電、電力應(yīng)急搶險、水利防汛等諸多方面具有廣泛的推廣價值。