摘要：相较于传统固定式的变电站，移动式变电站能够通过车载的方式，实现变电控制灵活性的大幅度提升，是智能化变电站建设发展的主要方向。本文结合智能变电站的建设思路，对目前国内电网结构当中110KV电网下的移动式变电站设计方式进行总结，提出适用于智能电网环境的变电站设计思路，打造智能型、自动化、灵活度高的变电工作方式。
关键词：智能电网；移动式变电站；变电运行；自动化
在目前电网环境当中，常见的移动变电站模式主要集成避雷装置、电源屏幕、变压器、高压开关、测量监控保护装置等多个环节，这些环节通过信息技术进行整合，再借助车载的方式完成移动变电工作。对于智能电网环境来说，移动变电站可以根据变电需求，实时赶往变电现场，通过现场连接的方式完成快速接入，完成变电控制工作。
一、110KV智能移动式变电站的配电类型设置
（一）车载智能移动式变电站的基本形态
智能移动式变电站既要满足变电站自身的移动运行需求，同时还应当满足110KV电网环境下对于变电站变压器的应用要求。因此在配电类型设计方面，车载便电闸的变压器需要同时控制承重水平、变电站高度乃至于防震性能[1]。在配电类型设计方面，本文将车载环节当中的变压器与车体之间进行了联合固定，并设置了专门的链接螺栓，使其内部的中控保护装置、车体以及组合电器等部分都能够拥有稳定形态，避免在车辆运行过程中受到震动发生移位。图1为现代车载智能移动式变电站的基本形态。
图1 车载智能移动式变电站的基本形态
（二）移动变电站各个环节的车载设计
在车体当中，各个变电环节需要利用集成方式进行连接。例如高压开关、中压开关、控制室以及主变压器等，根据其使用规则，需要在统一的车载环境当中完成整体连接，因此在车体内部，这几个部分主要采用槽钢和支撑架两个强度单元，完成了车内架构；而避雷针等设备，由于其整体形态较为细长，则主要以高度安装方式，控制重心位置，保证其稳定性；而对于断路器、操动机构等，作为变电站的控制环节，则应当设计在车内底板当中，利用统一底板的设计方式，避免断路器与操动机构之间发生相对位移。例如可以采用空间框架体系，将构架和金属支架作为断路器、操动机构的固定主体，以此来实现防震能力。
二、智能移动式变电站的电气一次设计
一次电气机构主要包含主变设备和开关设备等部分，在车载移动变电站当中需要对这两个环节进行结构调整。
（一）车载变压器设计
车载变压器应当满足我国公路行驶的一般规定，通过控制高度、宽度、载重等数值，使移动变电站能够拥有公路运输条件。结合目前我国颁布的《公路运输管理条例》，车载变压器的总高度应当低于450cm，总宽度不得超过300cm，加速度则低于3g[2]。
此外，为了满足车载变电站的实际使用要求，在变压器的可靠性方面还应当进行一系列的设计规范。首先,车载变压器的供电方式主要以临时供电为主，在保证其输出功率和使用能力的前提之下，尽可能多地进行体积的缩减，从而提高其耐热能力，避免变压器在使用过程中出现老化问题。
同时，车载变压器的阻抗应当与其内部的匝数成正比，而与变压器自身的高度成反比。这种控制方式下要求车载变压器需要加大铁芯直径来获取电动力。相较于一般固定变电站的变压器，车载移动变压器铁芯直径需要增加三个等级以上。对于部分采用铁轭进行螺杆结构设置的变压器来说，这种结构变压器噪声得到大幅度降低，可以提高车载运行的可靠性。在设计当中，可以转变原有的变压器绕组方式，改变绕组应力环境，从而达到更为理想的变压器运行效果。其铁芯设置方式可参考图2进行设置。
图2 铁轭螺杆结构中变压器铁芯设置结构
（二）车载开关柜设计
车载智能移动式变电站的开关柜需要具备一般变电站的功能单元，其中母线室、低压室、开关室等单元齐备，提高其正常运行能力，同时方便后续检修。
其中母线室当中，需要考虑母线的截面情况，母线自身需要具备良好的散热性能和机械强度，因此本文在设计当中选用了具有性能优势的单极绝缘插入式母线，并通过螺栓进行固定。开关室当中，应当具备较为详尽的开关单元，以此满足变电站的实际变电运行控制要求。其中断路器、接触器、隔离开关和负荷开关，应当具备优异功能，满足变电需求。
三、智能移动式变电站的电气二次设计
本文在进行电气二次设计当中，主要将控制中心和挂车系统作为主要的设计单元，开展了设计分析。
（一）控制中心设计
信息技术发展、变电运行的客观要求，引导智能变电站需要借助信息共享和自动化控制建设的方式，打造智能变电运行能力。车载移动式变电站应当遵循智能化的信息共享根本要求，利用分布式结构完成操作体系和信息共享机制的建设。本文结合系统平台建设的要求，设定了智能化信息共享结构，其中包括变电层、间隔层和控制层三个阶段。间隔层和控制层主要借助国际通信协议进行控制通信，再利用以太网架构与变电层进行连接，形成以太网传输下的信息控制方案模型。在控制模型当中，电子装置发挥主要的控制功能，其中智能终端设备、MU设备、电气保护装置设备等，均装设在智能组件柜当中，利用统一直流电源完成供电，进行控制层指令动作的有效执行。
（二）挂车系统设计
作为车载运行公路运输当中的动力单元，挂车设计应当满足移动式变电站的实际运输需求，同时还应当具有美观、大方等外观特色。目前常见的变电站挂车为了满足户外运行需求，通常采用集装箱机构，利用集装箱打造防盗、防损耗、美观等要求。集装箱外观采用外露的钢结构，能够满足在大气腐蚀环境下长期运行工作的要求，达到二十五年不生锈的标准。同时在挂车运行过程中，集装箱内部采用的金属框架焊接模式能够与碳钢板之间完成协同，通过中间注入橡胶的方式，实现减震运行，保证内部变电站各个机组的实际使用安全。
结论
综上所述，作为智能电网建设当中的一个环节，智能移动式变电站需要借助挂车车载的方式，完成变电运行灵活性的提升。变电站内部的变压器、开关装置以及中央控制系统等，需要依托车载公路运输的根本需求进行重新设计，以满足移动变电的根本需要，从而实现智能变电工作。
参考文献
[1]王军,张英,黄永烈等.面向智能变电站仿真技术的移动可视化监控系统设计与研究[J].通信电源技术,2018,35(02):89-90.
[2]李晓峰,张焕青,江渊等.移动便携终端在智能变电站二次系统集成测试中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(19):96-97.
论文作者:何嘉杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：变电站论文; 变压器论文; 智能论文; 移动式论文; 方式论文; 电网论文; 挂车论文; 《电力设备》2018年第29期论文;