車載移動(dòng)式變電站在長(zhǎng)大隧洞施工供電中的應(yīng)用

□ 李奎濤（遼寧省參窩水庫(kù)管理局）

0 引言

隧洞施工用電為臨時(shí)用電，周期短，用電負(fù)荷大，對(duì)供電安全性要求高。而隧洞施工地點(diǎn)多數(shù)位于偏僻的山區(qū)，處于電網(wǎng)供電末端或電網(wǎng)沒有覆蓋地區(qū)，需要建設(shè)臨時(shí)變電所為工程施工提供施工電源。常規(guī)變電所建設(shè)周期長(zhǎng)，建設(shè)成本高，征地范圍大，工程結(jié)束后，拆除和恢復(fù)占地費(fèi)用高，已經(jīng)不能適應(yīng)工程施工的需求。車載移動(dòng)式變電站具有建設(shè)周期短、移動(dòng)靈活快捷、占用土地少、投運(yùn)快速等優(yōu)點(diǎn)，滿足了隧洞施工供電的要求。

1 工程概況

該工程為遼寧省重點(diǎn)輸水工程，也是遼寧省歷史上最大規(guī)模的水利工程項(xiàng)目，工程主體中隧洞全長(zhǎng)300km，其中兩條連續(xù)的大長(zhǎng)隧洞，分別為132km的無(wú)壓洞和110km的有壓洞，開挖洞徑均超過(guò)8m，無(wú)論是工程規(guī)模還是技術(shù)復(fù)雜程度均為世界首位。而供電工程是隧道施工的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，供電的可靠性是保證工程順利進(jìn)行及安全的重要保障，但隧道施工都是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，供電質(zhì)量及供電可靠性都不能滿足施工用電要求，結(jié)合隧洞施工用電的特點(diǎn)該工程采用66kV車載移動(dòng)式變電站作為工程施工用電的供電電源。

2 隧洞施工用電的特點(diǎn)

隧洞施工用電都是臨時(shí)用電，工程結(jié)束后，為工程施工需要建設(shè)的輸供電線路及供用電設(shè)施都要拆除并恢復(fù)原有土地使用功能。施工電源隨著隧洞施工進(jìn)度的進(jìn)行，要根據(jù)施工需要進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)遷移。

3 車載移動(dòng)式變電站的優(yōu)勢(shì)

移動(dòng)式變電站不同于常規(guī)變電站，它占地面積小，運(yùn)輸方便，轉(zhuǎn)場(chǎng)快捷且具有常規(guī)變電站的一切功能，非常適合隧洞施工用電特性，還可以反復(fù)使用，減少施工轉(zhuǎn)場(chǎng)的設(shè)備損耗。

移動(dòng)式變電站具有非常好的靈活性、整體性好、運(yùn)行安全可靠、使用靈活，在野外、在山中、在路旁等，只要有電源的合適地點(diǎn)，就可以在極少工作量的情況下，在極短的時(shí)間里，完成變電站的連接組建，移動(dòng)式變電站具有非常好的靈活性。

組建移動(dòng)式變電站具有非常好的快速性。移動(dòng)式變電站正常的設(shè)備連接所需要的時(shí)間規(guī)定為180min。由于所有的設(shè)備均經(jīng)過(guò)預(yù)組裝、預(yù)聯(lián)調(diào)等，且已完成出廠試驗(yàn)，因此，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的工作量可以簡(jiǎn)單地理解為電氣設(shè)備的重復(fù)連接。

4 車載移動(dòng)式變電站設(shè)備的選型

4.1 變電站載體選型

根據(jù)隧洞施工供電對(duì)車載移動(dòng)式變電站供電容量、運(yùn)行維護(hù)等方面的需求，考慮到車載移動(dòng)式變電站本體的設(shè)備安裝、移動(dòng)運(yùn)輸、變供電等技術(shù)要求，選用兩臺(tái)13m長(zhǎng)、25t載重量的普通拖車作為平臺(tái)，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(tái)等設(shè)施作為車載移動(dòng)式變電站的車載平臺(tái)。兩臺(tái)車一臺(tái)用于安裝66kV開關(guān)設(shè)備及主變壓器作為變電車，一臺(tái)用于安裝10kV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)備安裝在封閉箱體內(nèi)。在變電站需要轉(zhuǎn)場(chǎng)移動(dòng)時(shí)，加掛普通拖車頭就可以實(shí)現(xiàn)變電站的轉(zhuǎn)場(chǎng)移動(dòng)。

4.2 主變壓器選型

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)，根據(jù)隧洞施工對(duì)電源容量的要求，合理配置主變壓器容量，變壓器容量不能過(guò)大，滿足施工要求即可，以減少安裝空間。針對(duì)不同的隧洞施工方法對(duì)用電容量的需求不同，選擇不同的主變壓器容量，鉆爆法施工方法主變?nèi)萘窟x擇2500kVA,TBM施工方法主變?nèi)萘窟x擇10000kVA。為滿足車載移動(dòng)式變電站的技術(shù)要求，主變壓器應(yīng)選擇抗震動(dòng)、低高度、體積小、便于安裝及運(yùn)輸?shù)淖儔浩鳌?/p>

4.3 高壓電器（互感器、避雷器等）

互感器、避雷器是變電站計(jì)量、測(cè)控、繼電保護(hù)裝置、防雷保護(hù)裝置的重要組成設(shè)備，擔(dān)負(fù)著變電站數(shù)據(jù)、各種參數(shù)的提供任務(wù)，是計(jì)量、測(cè)控、繼電保護(hù)裝置、防雷保護(hù)裝置工作的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻，針對(duì)車載移動(dòng)式變電站對(duì)設(shè)備的安裝要求，易采用低式、抗震性好的高壓組合式電器，以滿足安裝高度、抗震性、安裝空間的需求。

4.4 保護(hù)設(shè)備

選用南瑞制造的HGIS智能型高壓設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)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(cè)及管理系統(tǒng)充分利用了高電壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)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?cái)?shù)字化監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性取得了突破性進(jìn)展。

4.5 高壓開關(guān)

高壓開關(guān)是變電站運(yùn)行中停、送電操作的關(guān)鍵設(shè)備，也是保護(hù)裝置的最終執(zhí)行元件，對(duì)變電站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，選擇低高度、抗震、安裝空間小的組合集成式高壓開關(guān)系統(tǒng)。該系統(tǒng)與互感器集合形成一套集互感器、開關(guān)操作系統(tǒng)、系統(tǒng)控制和綜合網(wǎng)絡(luò)控制于一體的智能化開關(guān)組合設(shè)備（HGIS）。

4.6 其他設(shè)備的選型

根據(jù)施工需要，合理選擇配電設(shè)備的數(shù)量和容量，原則是既要滿足施工用電需求，又要滿足安裝空間小、抗震動(dòng)、便于運(yùn)輸?shù)臈l件。選擇集成成套低壓配電裝置，在滿足施工要求的情況下，盡量減少配電輸出回路。

5 在隧洞施工中的應(yīng)用

5.1 移動(dòng)變電站的選址

根據(jù)隧洞施工地點(diǎn)選擇距離施工現(xiàn)場(chǎng)較近的66kV輸電線路作為電源接引點(diǎn)，在接引點(diǎn)附近選擇移動(dòng)變電站的安裝地址，以減少66kV線路的架設(shè)，降低成本，引出采用10kV架空線路或10kV電纜直埋至施工現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)站。在選址的時(shí)候還要考慮場(chǎng)地高程高于汛期洪水位，必要時(shí)建設(shè)可靠的防洪措施。如果施工工期超過(guò)1年以上，還應(yīng)對(duì)安裝場(chǎng)地進(jìn)行地面必要的硬化處理。

5.2 供電應(yīng)用

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)，便于合理安排供電方式。在隧洞開挖長(zhǎng)度超過(guò)低壓（400V）供電半徑（500m）時(shí)，可以直接由移動(dòng)變電站輸出10kV高壓電纜至隧洞施工掌子面附近，在掌子面附近開挖擴(kuò)大洞室安裝變電設(shè)備，提供隧洞施工用電電源。如果同時(shí)供多個(gè)施工工地用電時(shí)，施工地點(diǎn)距離變電站安裝地點(diǎn)較遠(yuǎn)工地，通過(guò)架設(shè)10kV架空輸電線路經(jīng)過(guò)終端開關(guān)臺(tái)接引電纜至施工掌子面的方式供電。

5.3 變電站的遷移

在施工結(jié)束或需要供電地點(diǎn)遷移時(shí)，將變電站的引入、引出線斷引，將變電站用拖車牽引至新的供電地點(diǎn)，重新接引就可以供電，方便快捷，保證了施工供電的連續(xù)和可靠。在“TBM”方式隧洞開挖施工中尤為適用，當(dāng)“TBM”設(shè)備前進(jìn)到下一個(gè)施工支洞時(shí)，可以利用“TBM”設(shè)備檢修期間，將車載移動(dòng)式變電站快速移至施工洞口附近，為“TBM”提供電源，這樣就減少了變電站的建設(shè)和調(diào)試時(shí)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(dòng)力保障。

5.4 運(yùn)行維護(hù)

車載移動(dòng)式變電站為無(wú)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(chǎng)進(jìn)行，只需配備人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期巡視檢查和維護(hù)保養(yǎng)。

5.5 變電站的接引及引線

根據(jù)不同地區(qū)供電公司的要求，可以采用常規(guī)的鐵塔架設(shè)線路進(jìn)行接引，也可以采用移動(dòng)式引線塔進(jìn)行接引和引線，移動(dòng)式引線塔采用高強(qiáng)度鋁合金型材，具有安裝和拆除方便、可反復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

車載移動(dòng)式變電站在隧洞施工供電中的成功使用，顯著發(fā)揮了其移動(dòng)靈活、建設(shè)周期短、調(diào)試時(shí)間短、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，為工程施工用電的及時(shí)投運(yùn)、用電的安全可靠提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)也節(jié)約了大量的建設(shè)資金，減少了工程建設(shè)征用土地面積和土地恢復(fù)面積，在施工臨時(shí)用電、應(yīng)急搶險(xiǎn)、電力工程施工中應(yīng)用前景廣闊。

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