高 宏

(中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 404100)

車載移動變電站在吉圖琿客運專線項目施工供電中的應用

高 宏

(中鐵隧道集團一處有限公司，重慶 404100)

采用固定變電站審批程序復雜、構(gòu)筑物多、建設(shè)工期長，不能滿足工程項目施工電力快速供應的需要，車載移動變電站克服了這些缺點。以吉圖琿客運專線項目施工供電為背景，對車載移動變電站在吉圖琿客運專線項目施工供電中的應用進行監(jiān)測和分析。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：1)通過研究車載移動變電站技術(shù)在吉圖琿客運專線施工供電中的使用情況，證明車載移動變電站完全滿足吉圖琿客運專線施工需要；2)與傳統(tǒng)供電技術(shù)進行對比和分析，可以據(jù)此判定車載移動變電站技術(shù)在施工、使用過程中遠優(yōu)于傳統(tǒng)供電技術(shù)；3)車載移動變電站技術(shù)在吉圖琿客運專線的成功使用，是符合當前快速施工建設(shè)需要的新技術(shù)，對未來施工供電具有指導作用。

吉圖琿客運專線；車載移動變壓器；施工用電

0 引言

在當前的鐵路施工工程中，機械化程度越來越高，機械設(shè)備逐步取代了人工，伴隨著大量機械設(shè)備的投入，對能源的依賴越來越強烈，其中以電力為動力的設(shè)備是主要趨勢。從經(jīng)濟、環(huán)保、效率及穩(wěn)定性的角度，結(jié)合施工機械化配套施工的發(fā)展趨勢，工程施工中，電動設(shè)備已經(jīng)成為施工機械化的主力流設(shè)備，如：盾構(gòu)、鑿巖臺車、噴射機械手、空壓機、通風機等。內(nèi)燃設(shè)備主要集中于行走設(shè)備。如何快速地形成穩(wěn)定的供電系統(tǒng)保障，成為目前項目施工的一大難題。

目前，國內(nèi)能源企業(yè)已經(jīng)開展了車載移動變電站技術(shù)在供電系統(tǒng)中應用的研究。文獻[1-2]介紹了供電系統(tǒng)中的通信技術(shù)；文獻[3-4]是電力系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范文件；文獻[5]介紹了區(qū)域性66 kV供電所設(shè)備選型和施工技術(shù)；文獻[6]介紹了丹東市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)66 kV供電所的設(shè)計方案；文獻[7]介紹了車載移動變電站的發(fā)展史、生產(chǎn)工藝流程、產(chǎn)品各種規(guī)程型號、設(shè)備的選型、產(chǎn)品的運行維護，并對關(guān)鍵產(chǎn)品進行詳細說明，分析了車載變電站技術(shù)對供電系統(tǒng)的影響；文獻[8]通過車載變電站在供電系統(tǒng)中的應用，對比傳統(tǒng)的供電施工技術(shù)，分析了車載移動變電站在電力設(shè)施基礎(chǔ)完善、簡化供電公司程序、縮短供電周期、用于不可預知事故應急供電的可行性。以上文獻在論述車載移動變電站應用于客運專線施工中比較少，本文主要對車載移動變電站技術(shù)用于客運專線項目施工進行一系列論證和檢測，并對其在運行中所采取的一系列監(jiān)控措施進行分析和評估，認為車載移動變電站技術(shù)是符合吉圖琿客運專線施工供電需求的新技術(shù)。

1 工程概況

中鐵隧道集團承建的吉圖琿JHSK-I標，線路總長89.868 km，全線結(jié)構(gòu)物多、施工環(huán)境惡劣，其中本標段隧道共31座，橋梁27座，分布散亂。根據(jù)施工組織設(shè)計和安排，本標段主要施工設(shè)備累計進場2 819臺套(不含小型設(shè)備)，電動設(shè)備功率約95 400 kW。為保障施工現(xiàn)場快速供電，在經(jīng)過現(xiàn)場實地勘查以后，采取新建部分66 kV線路、10 kV農(nóng)網(wǎng)線路改造、新建部分10 kV線路、投入車載變電站的方式進行施工臨時供電。車載移動變電站大規(guī)模在客運專線鐵路臨時施工供電中使用尚屬首次。

2 總體施工供電方案

本標段施工線路較長，施工工期短(12個月)，分別屬于吉林蛟河市、延邊安圖縣、龍井市3個轄區(qū)，工點多、占線長、跨度大。若采用傳統(tǒng)的供電方式，審批程序復雜，建設(shè)、安裝工期較長。為保障本標段快速施工供電，經(jīng)過數(shù)次實地考察，研究各工點施工用電荷載情況，經(jīng)建設(shè)單位、供電管理部門、電力勘察設(shè)計院、施工單位、電力安裝單位多次論證和探討后，確定由車載移動變電站方案取代傳統(tǒng)固定變壓器供電方案。

經(jīng)多次修訂完善后，吉圖琿JHSK-I標最終供電方案為：新建66 kV線路72.2 km、10 kV線路95.8 km、新增車載移動變電站8座。本文根據(jù)施工供電情況和車載移動變電站運行情況，對其在客運專線臨時施工供電中安裝、維護、性能及維護的應用方面進行研究和探討。吉圖琿JHSK-I標供電方案見表1。

表1 吉圖琿JHSK-I標供電方案Table 1 Power supply options for JHSK-I bid section of Jinlin-Tumen-Hunchun passenger-dedicated railway

3 車載移動變電站

3.1 車載移動變電站的發(fā)展趨勢

近年來，車載移動變電站在北美及歐洲供電系統(tǒng)中得到廣泛使用，在國內(nèi)隨著公路、鐵路、水利等基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，車載移動變電站在施工供電中體現(xiàn)了其整體性好、運行安全可靠、使用靈活及安裝簡便快捷等特點，但尚未在國內(nèi)電力系統(tǒng)中廣泛使用。

3.2 車載移動變電站的構(gòu)造和主要優(yōu)點

車載移動變電站是在出廠前經(jīng)過預組裝、預聯(lián)調(diào)、預送電等，且已完成出廠試驗并安裝完成在半掛車上的變電站(如圖1所示)。通過車頭直接拖至現(xiàn)場，到現(xiàn)場后可以快速接入電網(wǎng)，用后可以快速移動至其他場地，現(xiàn)場導線連接簡單，節(jié)省占地，組裝調(diào)試便捷，響應速度快。

車載移動變電站由2個車載設(shè)備組成，分別稱為高壓車載變電站和中壓車載成套設(shè)備。高壓車載成套設(shè)備由戶外交流金屬封閉開關(guān)及控制設(shè)備，移動變壓器及二次配套控制設(shè)備以及中壓出口開關(guān)、自備直流電源、變壓器保護設(shè)備和承重車組成；中壓移動車載成套設(shè)備由全密封的開關(guān)柜與戶內(nèi)手車式真空斷路器、自動化設(shè)備及微機成套保護裝置和承重車組成；2車間由一、二次電纜連接，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有集成度高、性能可靠、占地面積小、移動方便、施工安裝快捷等特點。

與傳統(tǒng)固定式變電站(同等級別)進行對比分析，車載移動變電站具有如下優(yōu)勢。

1)占用土地少。車載移動變電站的占用土地僅為傳統(tǒng)固定式變電站的1/3，根據(jù)車載移動變電站使用時間的長短，僅需對拖車支撐處進行簡單處理即可投入使用(見圖1和圖2)。

(a)傳統(tǒng)的供電所

(b)車站移動變電站

(a)夏季運行中的車載變電站

(b)冬季運行中的車載移動變電站

2)建設(shè)周期短。車載移動變電站的建設(shè)周期是傳統(tǒng)固定變電站的1/5。

3)安裝調(diào)試便捷。車載移動變電站在出廠前已經(jīng)經(jīng)過預組裝、預聯(lián)調(diào)、預送電等環(huán)節(jié)，由牽引車拖至現(xiàn)場固定后，現(xiàn)場僅需簡單地測試后即可進行試送電，縮短了送電時間，操作更加便捷。

4)維護保養(yǎng)簡單。車載移動變電站采用模塊化結(jié)構(gòu)，集成度高，性能可靠，維護保養(yǎng)簡單便捷。

3.3 車載移動變電站選型和主要參數(shù)指標

車載移動變電站的主要參數(shù)指標見表2。在本標段臨時施工供電方案中，經(jīng)過現(xiàn)場查勘以后，根據(jù)本標段項目實際情況，主要從如下方面選擇設(shè)備。

表2車載移動變電站常用主要參數(shù)指標
Table 2 Main parameters of vehicle-mounted mobile substation

項 目設(shè)備參數(shù)參考選擇變壓容量/MVA31．5201510高壓側(cè)電壓/kV14572．572．540．5中低壓側(cè)電壓/kV40．520100．38出線回路數(shù)/回13610車輛寬度/m32．72．52．3車輛長度/m1715139車輛高度/m4．54．34．03．5單車總質(zhì)量/t55504030自動化水平綜合自動化變電站 數(shù)字化變電站行駛公路一級二級三級四級主要使用目的緊急救援變電站技改臨時用戶野外施工計費方式高壓計費低壓計費網(wǎng)內(nèi)核算對側(cè)計費調(diào)度通信方式光纖載波有線無線值班方式無人(遠控)集控(近控)在家值班有人值班站用低壓站內(nèi)高壓站內(nèi)低壓市電380V市電220V環(huán)境溫度/℃-40～22-20～320～385～43最高環(huán)境濕度/%30406085最高海拔/m500150035005500噪音極限/dB80756555運行管理電力行業(yè)鐵路供電委托代管企業(yè)自管供貨時間2個月3個月4個月5個月

3.3.1 電壓等級

本項目地處吉林省，電網(wǎng)電壓等級為66 kV，高壓側(cè)電壓選用72.5 kV。根據(jù)供電方案和擬投入變壓器情況，中低壓側(cè)電壓為10 kV。

3.3.2 容量

根據(jù)每個移動變電站供電范圍所供電功率，秉著合理選擇、滿足供電需要和降低成本的原則，通過站用變壓器公式進行計算。車載變壓站選用情況見表1。

3.3.3 溫度和濕度

車載移動變壓站均設(shè)置在吉林省蛟河市、延邊州，冬季室外溫度最低達到-40 ℃。為保障車載移動變電站在極端嚴寒天氣下投入使用，所有的變電站經(jīng)過特別工藝處理，中低壓配電柜均增加保暖措施和取暖措施，以保障設(shè)備的正常運行。

4 車載移動變電站應用

4.1 車載移動變電站的安裝

1)車載移動變電站的安裝應符合GB 50059—2011《35～110 kV變電所設(shè)計規(guī)范》。

2)車載移動變電站選址應選擇最高內(nèi)澇水位位置，遠離危險場所(滑坡、泥石流等)。

3)車載移動變電站根據(jù)使用時長的不同而對場地的處理要求也不同，由于本項目使用時間較長(1年以上)，對場地進行了處理。根據(jù)半掛車支腿位置，下方均采用混凝土澆筑，以免沉降。

4)車載移動變電站的避雷措施和接地應滿足規(guī)范和設(shè)備的使用要求。

4.2 車載移動變電站的運行維護

根據(jù)車載移動變電站在本項目的使用，結(jié)合廠家技術(shù)人員的指導，編制了本項目臨時用電維護方案。針對車載移動變電站的使用情況，主要從以下方面對變電站進行運行期間維護保養(yǎng)。

4.2.1 車載移動變電站HGIS 組合電器

HGIS產(chǎn)品除套管外工作狀況基本不受大氣和環(huán)境的影響，而硅橡膠復合絕緣套管具有更強的耐污能力，所以HGIS 組合電器的維護較少，基本免于維護。為防患于未然，根據(jù)車載移動變電站技術(shù)要求，本項目對HGIS 組合電器的維護基本以目測檢查為主。

運行第1年后，重新緊固所有螺栓連接。

每年一次的檢查，設(shè)備不退出運行，檢查下列項目：套管、SF6壓力表外觀；匯控箱門密封墊；記錄斷路器操作次數(shù)；加熱器功能；繼電器是否過熱；目視檢查多極插頭、接地連接等，以及設(shè)備是否有變形、腐蝕、損傷。

每2年一次的檢查：除上述項目外，對于操作次數(shù)很少的設(shè)備，建議進行就地和遠方操作各1次。

每5年一次的檢查：SF6壓力表動作值校核；氣室SF6氣體水分測量；操作機構(gòu)潤滑及罩子密封情況檢查；機械操作檢查；主回路電阻測量；根據(jù)環(huán)境條件確定是否需清潔套管；檢查多極插頭、接地連接等，以及設(shè)備是否有變形、腐蝕、損傷。

4.2.2 車載移動變電站變壓器運行維護

車載移動變電站在運抵工地前，經(jīng)現(xiàn)場一系列檢查，變壓器各部件完好，與專業(yè)檢查機構(gòu)聯(lián)系對變壓器進行交接試驗，檢驗合格并確定合格證書后入網(wǎng)試運行。在運行過程中，對變壓器主要進行以下維護：

1)定期檢查溫度指示、油面指示和保護裝置、冷卻器系統(tǒng)，以保證正常運行，經(jīng)常查看各密封處是否有滲漏現(xiàn)象，并及時處理。

2)定期查看、視聽變壓器運行聲音是否正常，有無爆裂等雜音和冷卻系統(tǒng)運轉(zhuǎn)是否正常，散熱器、冷卻器、輔助冷卻器、備用冷卻器是否均能按規(guī)定整定值自動投入和切除。

3)變壓器鐵心的接地套管在運行狀態(tài)下應有效接地；定期測量鐵心接地電流不應超過0.1 A，注意避免鐵心多點接地和瞬間開路。

4)定期檢查裝配螺栓是否松動，密封襯墊有無老化及滲漏情況。

4.2.3 車載移動變電站中壓開關(guān)運行維護

車載移動變電站中壓開關(guān)主要由真空斷路器組成，為保障設(shè)備運行正常，本項目主要從以下方面進行維護：

1)定期對投入運行后的真空斷路器檢查，頻率不小于1次/周。

2)定期對分合指示器、絕緣子、真空滅弧室、金屬框架或底座、連接螺栓、軸銷、接地、引線接觸部位或有示溫蠟片部位進行目測檢查。

5 結(jié)論與討論

1)車載移動變電站是為滿足吉圖琿鐵路施工工期要求，結(jié)合當?shù)毓╇娗闆r而選用的新型供電設(shè)備，安裝、調(diào)試及施工周期約5 d，是傳統(tǒng)普通固定變電站施工周期的5%。車載移動變電站為吉圖琿工程施工提供了強有力的供電保障，其整體性好、運行安全可靠、使用靈活、安裝簡便快捷的特點在本項目使用過程得到完美的詮釋；同時其良好的設(shè)備性能也為不間斷供電奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2)車載移動變電站在吉圖琿鐵路施工供電的成功使用，為大型鐵路項目的快速施工供電開拓了一條新的途徑，為快速推進鐵路建設(shè)建立了一種新的供電方式。車載移動變電站技術(shù)在吉圖琿工程的成功使用，證明了其完全能夠滿足現(xiàn)有大型公路、鐵路項目快速推進的供電需求，對推進公路、鐵路施工供電技術(shù)具有指導意義。

3)車載移動變電站作為電力系統(tǒng)改進的一項重要新技術(shù)，目前設(shè)備的研發(fā)已逐漸成熟，但在電力系統(tǒng)的使用還未形成規(guī)模。目前各大電力公司正逐步引用該項技術(shù)，相信在不遠的將來，車載移動變電站技術(shù)將廣泛用于電力系統(tǒng)的供電。

[1]李正家.通信電源技術(shù)手冊[ M ].北京：人民郵電出版社,2009.

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濟青高鐵有限公司即將成立鐵總地方共建將投資522億元

濟青高鐵項目有了新動向。日前山東鐵路建設(shè)投資有限公司發(fā)布的《濟青高速鐵路有限公司(籌)引進戰(zhàn)略投資者公告》顯示，濟青高速鐵路有限公司即將注冊成立，并將面向國內(nèi)外引進戰(zhàn)略投資者共同投資建設(shè)濟青高鐵項目，這意味著濟青高鐵吸引社會資本正式拉開序幕。該項目近日進行了首次環(huán)評，計劃年底前部分控制性工程開工。

計劃投資522億元

濟青高鐵項目的一大亮點是鐵路建設(shè)投融資改革以來第1條以地方投資為主的高鐵項目。該項目計劃投資522億元，采取何種方式成功融資備受關(guān)注。公開資料顯示，濟青高鐵由山東省政府和中國鐵路總公司合資建設(shè)，中鐵占20%的股份，剩余80%由山東高速集團代表山東省政府出面籌資，山東高速將控股濟青高鐵。而在80%的地方自籌資金中，山東省管企業(yè)和省國土廳所屬土地儲備中心以土地開發(fā)收益金為依托出資30%;高鐵沿線各地政府以土地和拆遷費用入股出資30%;國內(nèi)各類企業(yè)、包括民間資本和社會資本、金融機構(gòu)等出資20%;余下的20%希望能引入外資參與投資。此次發(fā)布的《公告》，意味著濟青高鐵吸引社會資本正式拉開序幕，也為全國高鐵項目吸引社會資本注資建設(shè)開辟出了一條路。

工期預計42個月

會議要求沿線各市要按照省政府確定的項目建設(shè)資金籌集方案，抓緊落實征遷資金，確保項目資金需求，同時盡快確定項目線位、站位，為項目可研報告編制報批奠定基礎(chǔ)。強調(diào)沿線各市要高度重視濟青高鐵項目工作，確保完成今年濟青高鐵項目建設(shè)任務目標。

在7月28日召開的山東省人大常委會第九次會議第一次全體會議上，省發(fā)改委有關(guān)負責人介紹說，下半年，山東省將把資金集中投向一批重大交通基礎(chǔ)設(shè)施項目，其中提到濟青高鐵控制性工程年內(nèi)開工。

由山東鐵路建設(shè)投資有限公司委托，鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司承擔“新建濟南至青島高速鐵路”的環(huán)境影響評價工作。8月5日，以上單位發(fā)布了《新建濟南至青島高速鐵路環(huán)境影響評價第一次公示》。根據(jù)環(huán)評公示內(nèi)容，新建濟南至青島高速鐵路位于山東半島，線路西端起自山東省會濟南市，自石濟客專濟南東站引出，沿既有膠濟鐵路北側(cè)向東經(jīng)鄒平、淄博、青州，過濰坊后折向東南，經(jīng)高密、膠州至青島，引入青島樞紐紅島車站，線路正線長度308.5 km。濟青高鐵速度目標值350 km/h，項目工期預計42個月。

高鐵規(guī)劃建設(shè)的9個站點分別為濟南新東站、鄒平南站、淄博北站、青州北站、濰坊北站、高密北站、膠州北站、青島機場站、紅島站。

濟青高鐵將是繼2007年開通運營的濟青客運專線之后，連接濟南與青島的第2條快速鐵路通道。濟青高鐵建成后，將接入青島北站與膠濟客專、青煙威榮城際鐵路相連，大大縮短濟南至濰坊、青島、煙臺、威海的時空距離。屆時，濟南至青島只需1 h，濟南至煙臺、威海的高鐵運行時間將壓縮至2～3 h。

新聞背景建“三縱三橫”快速鐵路網(wǎng)

4月28日國家發(fā)改委正式批復了《環(huán)渤海地區(qū)山東省城際軌道交通網(wǎng)規(guī)劃(調(diào)整)》，《規(guī)劃》共批復濟南—青島、濰坊—萊西、濟南—泰安、濟南—萊蕪、濟南—聊城、青島—海陽等21個城際鐵路項目，這標志著山東省拉開了新一輪“三縱三橫”快速鐵路網(wǎng)建設(shè)的序幕，這其中就包括濟青高鐵項目。

上述《公告》內(nèi)容顯示，2014年6月10日，國家相關(guān)部門正式批復新建濟南至青島高速鐵路項目建議書。濟青高速鐵路有限公司(籌)將負責濟南至青島高速鐵路的融資、建設(shè)和經(jīng)營，濟青高鐵公司正式注冊成立之前，由山東鐵路建設(shè)投資有限公司代行部分職能。按照國家相關(guān)文件精神，遵循多元投資、市場運作、公平公開的原則，濟青高鐵公司現(xiàn)面向國內(nèi)外引進戰(zhàn)略投資者共同投資建設(shè)濟青高鐵項目。

(摘自 中國隧道網(wǎng) http://www.chinatunnel.net/announce/122.html 2014-08-12)

ApplicationofVehicle-mountedMobileSubstationinConstructionofJilin-Tumen-HunchunPassenger-dedicatedRailway

GAO Hong

(TheFirstEngineeringCo.,Ltd.ofChinaRailwayTunnelGroup,Chongqing404100,China)

Conventional fixed substation has such disadvantages as complex approval procedure,numerous structures and long construction period,therefore it cannot meet the requirement of rapid power supply.As a result,vehicle-mounted mobile substation is used.The application of the vehicle-mounted mobile substation in the construction of Jilin-Tumen-Hunchun passenger-dedicated railway is monitored and analyzed.The main study contents and conclusions drawn are as follows: 1)The application of the vehicle-mounted mobile substation in the construction of Jinlin-Tumen-Hunchun passenger-dedicated railway is studied,which shows that the vehicle-mounted mobile substation adopted can meet the requirement of the power supply;2)Comparison and contrast is made between the vehicle-mounted mobile substation and the conventional fixed substation,which shows that the vehicle-mounted mobile substation is superior to the conventional fixed substation;3)The successful application of the vehicle-mounted mobile substation in the construction of Jilin-Tumen-Hunchun passenger-dedicated railway shows that the vehicle-mounted mobile substation technology is a kind of new technology that can meet the requirement of rapid construction,which can provide reference for the construction power supply of similar projects in the future.

Jinlin-Tumen-Hunchun passenger-dedicated railway;vehicle-mounted mobile substation;construction power supply

2013-07-15;

2014-02-12

高宏(1985—)，男，重慶人，2007年畢業(yè)于重慶交通大學，機械設(shè)計及其自動化專業(yè)，本科，工程師，從事設(shè)備管理工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.08.016

U 45

A

1672-741X(2014)08-0802-05