（国网宁夏电力公司银川供电公司）
摘要：随着我国大负荷和临时负荷的日益增多，负荷密度增长较快，用户对供电的连续性、可靠性提出了更高要求；另外，突发性自然灾害出现时，抢险救灾和灾后重建需要设置应急临时电源。车载移动式变电站陆续在国内供电系统中开始应用。本文针对移动式变电站进行了分析与探讨。
关键词：配网；移动式；变电站
1移动式变电站简述
移动式变电站，顾名思义，就是移动的变电站，作用相当于移动的电源供给中心。移动式变电站，是集高压开关、变压器、低压开关为一体的可灵活移动的配电装置，是当前配电系统相对比较经济、安全和科学的一种配电装置，在智能电网的建设中得到了越来越多的应用，在抢险救灾、项目施工和变电站维修等应用领域发挥了强大的作用。
不同于传统的固定变电站，移动式变电站具有灵活机动、移动方便、施工方便、供电周期短、可靠性高等特点，可以适用于恶劣的环境，可作为电网的智能补充电源，在智能电网的建设中得到了越来越多的应用。就像是当前在使用智能手机的同时，需要配备充电宝等移动电源，在智能电网的建设和应用领域，往往需要配备移动式变电站来解决临时用电问题。
移动式变电站的主要应用场合包括以下几个方面：①故障替代。紧急情况下，常规变电站发生设备故障或是遭受人为、天气的破坏而不能正常工作，又不能短时间恢复。为了满足原有的用电负荷的正常用电需求，利用移动式变电站替代常规变电站，恢复正常供电。②工程施工。一些临时性的工程施工项目，如隧洞施工、桥梁建设等，需要大量的电力供应，可以利用移动式变电站快速投人、灵活方便的特点，满足施工项目的用电需求。③抢险救灾。在发生地震、雨雪、泥石流、地质滑坡等自然灾害，或是战争等人为灾害时，在灾区需要大量的电力供应，移动式变电站可以承担起临时电源的作用。④电力补充。在电力需求快速增长超出预期，之前传统式变电站容量不能满足用电需求时，采用移动式变电站作为临时变电站投运，作为电力的重要补充，缓解当地电力供应紧张。⑤电力调度。电力系统用电量随时间会有高峰和低谷，在用电高峰期时，通过移动式变电站转带部分重载负荷，缓解原有变电站的主变负载率，提高电力系统供电的可靠性。
2移动式变电站设计
移动式变电站的基本组成结构和常规变电站并没有很大的差别，在设计上多考虑便于安装和运输。一般由载体、高压开关设备、变压器、中压开关设备、变电站备用部件等硬件部分和综合控制系统、通信系统等控制部分而成。
移动式变电站一般设计由3个部分组成。其中高压开关设备为一个模块；主变压器由于体积和重量都相对较大，可以成为一个独立的模块；二次侧开关设备为一个模块。图1所示为移动式变电站的组成结构示意图。本文以110kV电压等级为例，对移动式变电站的各个部分进行设计。
2.1载体设计
目前移动变电站主要是有车载式和装配式2种方式。
装配式是将移动变电站的各个部件和接线设备配备好，运至应用场合，按照既定的安装方案，进行实地的安装、连接和调试。装配式可以实现流水、批量作业，但是现场安装调试需要很长的时间，应急性较差。
车载式是指将完整的移动变电站固定安装在车上，在需要时，直接将车开至应用场所，可以大大减少运行现场的安装工作，节省时间，具有很强的便捷性和应急性。车载式最大的问题是载体的选择和维护。由图1可知，移动式变电站从左到右，依次为高压开关设备、变压器和中压开关设备，不仅占据较大的面积，而且体积较重，整体长度较长，一般为13～16m。因此对于载体，需要具有较大面积、较长的长度和较强的支撑性能。单个的普通拖车很难兼顾这些性能，因此需要使用加长拖车或是两节拖车，来满足长度的要求。由于过长的拖车在运输过程会有转弯半径等问题，采用较多的是2节拖车的结构。一般将变电站设备一分为二，高压开关设备和变压器安装在一辆车上，将二次侧的开关柜和辅助设备安装在另一辆车上。两车分开同时到达应用现场，这样就避免了相当大一部分的安装工作量。另外在拖车的下面需要配备格外的支撑设备，避免拖车的轮胎长期承受压力受损。
2.2高压开关部分设计
高压开关设备，相当于变压器的原边，主要功能是引入高压交流电至变压器。开关设备的电压等级要与电力系统母线电压的电压等级匹配。高压开关设备要尽量小型化，以适应运输要求。由于电压较高，要充分考虑安全性，具体参考产品使用场合的安全标准，并且要做好防雷措施。移动式变电站容量较小时，一般可以采用熔断器作为主变保护，并配以隔离开关和避雷器作为高压侧主接线。移动式变电站容量较大时，一般采用复合式断路器和避雷器的组合，作为高压侧主接线。
2.3变压器设计
主变压器的主要作用是将母线上引人的110kV的高压电转为10kV的低压电。考虑到运输的需求，变压器同样应尽量结构紧凑，以减轻重量，减少占用空间。变压器一般采用一体化、自冷的变压器。变压器的容量要根据实际的负荷需要进行确定，并考虑允许的正常过负荷能力。
考虑移动式变电站对于体积要求较高，又由于移动式变电站的负载大小不确定，因此在对变压器设计时，主要考虑紧凑型的绕组设计方式，而对变压器负载损耗不做过高的限定。
变压器可以采用NOMEX纸混合绝缘方式，来实现变压器体积和重量的大幅下降，在损耗上升不多的情况下，可以满足移动式变电站的运输要求。NOMEX纸混合绝缘方式，绕组的电流密度增大，导致绕组温升上升，需要结合应用场合的温度和负载功率，合理计算变压器的温升保证在合理范围内。另外，为了应对温升，绝缘材料应采用耐高温绝缘材料。
2.4中压开关部分设计
中压开关设备位于变压器的二次侧，电压一般为10kV的中压，主要由开关柜和二次辅助设备组成，一般需要安装在防雨防风的防护箱体内。防护箱一般具有保温、防水性好、耐腐蚀性的特点，并且满足运输尺寸上要求，可以实现方便运输。
移动式变电站低压侧的配备，一般按照预期应用需求，灵活地设置绕组输出形式，满足各类负载的使用需求，一般为2～18回路居多。
二次设备主要由真空断路器、隔离开关和避雷器等部分组成。另外还包括一些计量、保护及控制装置，如各类保护装置、计量仪器仪表和开关控制回路等装置，这些装置一般都布置在独立的控制柜内，该控制柜装设在变电站低压侧便于人员操作的部位。
3移动式变电站的连接方式
3.1高压开关设备与电网
若移动式箱式变电站所处的应用场合，有架空线路可以使用，则高压开关设备与电网之间，可以采用架空线路连接的方式。采用电缆的连接方式，可能会出现连接不便、通用性不强和适用性不高的现象，而且终端容易出现故障，不便于维修。与电缆连接方式相比，此种连接方式具有简单、方便和灵活的特点，但有时根据施工需要，需要另外搭建临时的终端杆。
3.2主变压器和高压开关设备
高压开关设备与主变压器之间也可以采用导线连接，如果导线连接受限，也可以考虑配备临时电缆实现连接。对于主变压器和高压开关设备同在一辆车上，可以采用油气套管连接，以减小体积，适应运输需求。
3.3主变压器与中压开关设备
主变压器与二次侧的中压开关设备的连接采用电缆的连接方式。选择的电缆的芯数和截面积需要根据具体的容量需求进行选择，根据实际的容量，可以灵活地采用单芯或3芯电缆。电缆长度的选择，应充分考虑到在各种条件下的通用要求。
3.4二次部分的连接
为了避免现场配线浪费时间，同时提高安装的质量，二次线可以采用插接方式连接。插头的两端导线提前固定好，并依次进行标号，到了现场只需要简单地按号码进行插接，可以大幅地减少现场安装的时间。
结语
总之，移动式变电站可以作为常规变电站的补充，为灾难地区或是工程施工提供临时的电能供应，具有占地面积较小，布置方式灵活方便，可以快速地投入使用等一系列优点，在智能电网的建设中得到了越来越多的应用。
参考文献
[1]孙玉华, 杨波. 移动配网运行保障平台应用发展趋势[J]. 商业故事, 2015(16).
[2]许艳阳. 110kV车载移动式变电站在银川电网应用的可行性研究[J]. 中国电力教育, 2013(11).
作者简介
杨熠鑫（1984.01-），男，汉，单位：国网宁夏电力公司银川供电公司，宁夏吴忠人，副高级工程师，本科（在职研究生），电力系统及其自动化，主要从事电力系统设备检修、继电保护、电力系统调度控制专业。
论文作者:杨熠鑫,梅华,王剑
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：变电站论文; 移动式论文; 变压器论文; 高压论文; 开关设备论文; 方式论文; 拖车论文; 《电力设备》2017年第6期论文;