過銳 吳佳

摘要 近些年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)也同步高速發(fā)展，對社會經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了強有力的支撐作用，但是在電網(wǎng)建設(shè)過程中，還大量存在變電站檢修改造、緊急故障、臨時性負荷需求等需要應(yīng)急供電和臨時供電的情況，常規(guī)的固定變電站囿于自身特點，無法很好的解決應(yīng)急供電和臨時供電的要求，能夠滿足應(yīng)急供電緊迫性和靈活性要求的車載移動變電站應(yīng)運而生。但是由于移動變電站需要經(jīng)常頻繁移動，對運輸過程中抗震動性能要求很高，因此需要對車載移動變電站的抗震方案展開設(shè)計研究。

【關(guān)鍵詞】車載移動 應(yīng)急供電 臨時供電 運輸抗震

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速增長，電網(wǎng)建設(shè)也同步高速發(fā)展，原有的變電站存在著升級和更新，在變電站改造和檢修過程中，常規(guī)的改造方案費時費力，存在改造過程中有部分用戶長期停電的情況，也存在變電站改造耗費很長時間的情況，造成不好的社會影響;常規(guī)變電站在遭遇暴雨、雪災(zāi)及突發(fā)事故時無快速恢復(fù)能力，會造成事故地區(qū)長時間停電，如何快速恢復(fù)供電成為當(dāng)務(wù)之急;當(dāng)固定變電站由于計劃變更等原因長時間延誤時，會對該地區(qū)用電造成嚴重影響，影響社會經(jīng)濟的發(fā)展。車載移動變電站具有高度集成，機動靈活、節(jié)省占地、快速并網(wǎng)等多種優(yōu)勢，能夠在緊急情況下解決電力供應(yīng)難題，使其成為電力行業(yè)應(yīng)急保障體系中的重要力量。

1 車載移動變電站的概念

車載移動變電站，簡而言之就是會移動的變電站，其移動的概念通過半掛車的移動體現(xiàn)出來，車載移動變電站可配備完善的一二次設(shè)備，是一個完整的小型變電站，但“麻雀雖小、五臟俱全”，其具有常規(guī)變電站所具有的的所有功能，且可根據(jù)需要將相應(yīng)的設(shè)備投入運行，使用非常靈活。車載移動變電站一次設(shè)備配備完善的狀態(tài)監(jiān)測功能，二次系統(tǒng)基于IE C 61850標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足智能變電站的要求，將變電站自動化系統(tǒng)按照三層設(shè)備、二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方式，實現(xiàn)變電站信息化、自動化和互動化。

國內(nèi)現(xiàn)有的110kV（66kV）車載移動變電站一般由兩輛半掛車組成，1#高壓變電車安裝110kV高壓組合電器和110kV主變壓器，2#中壓配電車包括中壓配電箱體及安裝在箱體內(nèi)部的中壓開關(guān)柜和二次設(shè)備。

2 車載移動變電站的使用

一臺完整的車載移動變電站包含主變壓器、高壓組合電器、lOkV開關(guān)柜、站用變壓器、二次系統(tǒng)、一體化電源系統(tǒng)、半掛車等設(shè)備，所有電氣設(shè)備安裝在半掛車上，其占地面積很小，最小可達到200m2左右，為常規(guī)變電站的五分之一到十分之一，對建設(shè)場地的要求非常低，因此，只要有合適的電源點，車載移動變電站都可以快速抵達并迅速并網(wǎng)運行，其既可以作為一個變電站整體使用，也可作為變電站組成設(shè)備分開使用，使用方式非常靈活，可有效提高設(shè)備使用效率。

2.1 作為完整變電站整體投入使用的場合

（1）當(dāng)常規(guī)固定變電站的建設(shè)由于種種原因延誤，如征地、計劃變更等因素，車載移動變電站可整體投入進行臨時供電。

（2）個別地區(qū)發(fā)生突然性的負荷增加時，如大型活動和會議、迎峰度夏等情況，車載移動變電站可整體投入進行臨時供電。

（3）地區(qū)發(fā)生突然性的自然災(zāi)害時，如暴雨，雪災(zāi)等導(dǎo)致變電站損毀的情況，車載移動變電站可整體投入進行應(yīng)急供電。

2.2 作為變電站組成部分使用的場合

（1）當(dāng)變電站設(shè)備檢修或改造時，如變壓器檢修、開關(guān)柜改造等，車載移動變電站的相應(yīng)設(shè)備可投入運行。

（2）以及變電站設(shè)備突發(fā)事故時，如變壓器起火爆炸等，車載移動變電站的相應(yīng)設(shè)備可投入運行。

由于車載移動變電站主要應(yīng)用在臨時供電和應(yīng)急供電的場合，保證現(xiàn)場的快速恢復(fù)供電，在使用完畢后會運輸至下個地點繼續(xù)使用，這個特點決定了車載移動變電站需要經(jīng)常頻繁移動，對運輸過程中抗震動性能要求很高，因此需要對各電氣設(shè)備與車體的連接方式進行研究，設(shè)計出牢固可靠的連接方式，保證車載移動變電站的安全可靠運行。

3 車載移動變電站抗震設(shè)計

3.1 車載移動變電站抗震設(shè)計

雖然車載移動變電站對運輸中抗震要求很高，但是目前國內(nèi)車載移動變電站處于初級階段，還沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對生產(chǎn)廠家及用戶缺乏約束，在運輸使用過程中存在著一定的安全隱患，因此，需要對車載移動變電站各大型設(shè)備與車體的連接方案進行優(yōu)化設(shè)計，保證在運輸中的安全可靠性。

車載移動變電站在設(shè)計時，各類配電裝置與半掛車之間主要采用螺栓連接，當(dāng)車載移動變電站車輛急停時，會對設(shè)備產(chǎn)生沖擊及對連接件的剪切應(yīng)力，會對連接螺栓主要受到橫向剪切載荷。通過測算，主變壓器質(zhì)量約32000kg，高壓組合電器質(zhì)量約3000kg，箱體質(zhì)量約10000kg。假設(shè)車上設(shè)備受到最大加速度a為3g（抗震烈度9度時，加速度約0.4-0.5g，考慮一定的安全裕量和可靠系數(shù)，取加速度為3g）時，連接固定螺栓受到的沖擊力為：

變壓器：F=mxa=32000x30=960kN

高壓組合電器：F=mxa=3000x30=90kN

中壓箱體：F=mxa=10000x30=300kN

受橫向載荷鉸制孔螺栓連接的基本計算公式：

3.2 110kV變壓器安裝固定方案

變壓器在選型和布置方面，一方面要進行變壓器優(yōu)化設(shè)計，盡量降低變壓器高度，以滿足運輸過程中對總體運輸?shù)囊螅⑶铱梢蕴岣哌\輸時的車輛穩(wěn)定性。固定變壓器的基礎(chǔ)與支撐平臺連接應(yīng)牢固可靠，防止震動移位。

110kV車載移動變電站變壓器采用某公司產(chǎn)品，型號為SF211-20000/110，重量約為32000kg，采用M42xl00螺栓連接，其抗剪切力強度計算分析如下：

螺栓許用壓應(yīng)力為864MPa

螺栓許用切應(yīng)力432MPa

車載移動變電站運輸急停時，在3g加速度下，螺栓計算壓應(yīng)力為762MPa，計算切應(yīng)力約為44MPa，均小于相應(yīng)的許用應(yīng)力，設(shè)

計均滿足要求。

3.3 高壓組合電器安裝固定方案

110kV車載移動變電站110kV組合電器，采用某公司HGIS產(chǎn)品，其進出線套管采用復(fù)合絕緣套管來提高抗震強度。其重量約為3000kg，采用M24x60螺栓連接，抗剪切力強度計算分析如下：

螺栓許用壓應(yīng)力為512MPa

螺栓許用切應(yīng)力256MPa

車載移動變電站運輸急停時，在3g加速度下，螺栓計算壓應(yīng)力為375MPa.切應(yīng)力約為25MPa，均小于相應(yīng)的許用應(yīng)力，設(shè)計均滿足要求。

3.4 中壓配電箱體安裝固定方案

中壓配電箱箱體骨架采用一體化焊接模式，底部由型鋼焊接而成，內(nèi)部安裝6--8面lOkV開關(guān)柜、站用變壓器及一套二次系統(tǒng)，重量約lOOOOkG，箱體采用M24x60螺栓連接，抗剪切力強度計算分析如下：

螺栓許用壓應(yīng)力為512MPa

螺栓許用切應(yīng)力256MPa

車載移動變電站運輸急停時，在3g加速度下，螺栓計算壓應(yīng)力為416MPa，切應(yīng)力約為84MPa，均小于相應(yīng)的許用應(yīng)力，設(shè)計均滿足要求。

根據(jù)以上計算結(jié)果，可以看到，車載移動變電站的變壓器、高壓組合電器、中壓配電箱體的安裝固定方式是可靠的，可以滿足移動車載移動變電站長期頻繁運輸?shù)囊蟆?/p>

另外，車載移動變電站需要配備運輸三維振動沖撞記錄儀，在實際運輸過程中承受的震動大于安全震動工況時，必須對所有設(shè)備進行全面的檢查，并進行必要的機械和電氣試驗，保證移動變電站的安全可靠。

4 結(jié)論

車載移動變電站作為應(yīng)急供電的解決方案，對國內(nèi)的經(jīng)濟建設(shè)發(fā)揮著重要的保障作用，在變電站改造、臨時供電、重要活動保電、重大自然災(zāi)害等情況發(fā)生時，可以對電力供應(yīng)提供強有力的支援。因此車載變電站在國內(nèi)外市場前景十分廣闊。通過對移動變電站抗震方案研究，可以進一步提高移動變電站的可靠性，對于普及移動變電站起到了十分重要的作用。

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