隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，社會各界對供電可靠性、不間斷供電的要求越來越高，自然災害、突發設備事故應急響應、高負荷季節電網的應急負荷接入等方面的要求倒逼電力企業進一步提升電網應急供電和防災減災能力，以建立更加堅強的電網。車載移動式變電站作為一種快速靈活的變電站運行模式，將市場上現有的設備進行集成優化，并開始推廣和普及，越來越受到市場的關注。

目前，移動式變電站設計的關鍵與難點在于：①高壓設備在車板上的緊湊布置方式；②移動式變電站在工程現場的防雷接地設計；③設備的成套及繼電保護及通信設備調試。本文以實際工程為例，對其設計難點及應用前景進行探討分析。

1 車載移動式變電站的設計

某工廠35kV車載移動式變電站項目，主要由35kV/10kV主變壓器、35kV復合式氣體絕緣金屬封閉開關設備（hybrid gas insulated switchgear, HGIS）線變組、10kV固定式開關柜、主變保護、測控裝置，交直流一體化電源、視頻監控和綜合自動化系統等組成。為了滿足國內道路運輸對車輛尺寸的要求，項目采用兩車方案：變電車與配電車兩大部分，通過預制電纜連接保證兩大模塊的正常運行。

1.1 35kV移動式變電站總體布置方案

35kV車載移動式變電站由兩車組成，變電車車板布置主變壓器、35kV HGIS、匯控柜、鵝頸布置10kV總路開關箱等裝置。變電車的尺寸為（長×寬×高）13.5m×3m×4.5m，根據設備的外形尺寸、重量及運行方式將主變壓器布置在車板中部，35kV側HGIS及主變測控屏和保護屏的預制艙分別布置在變壓器兩側，如圖1所示。

配電車車板布置配電開關柜預制艙，鵝頸部分布置綜合自動化系統、一體化電源、視頻監控等設備預制艙。布置方案如圖2所示。配電車的尺寸為（長×寬×高）12.5m×3m×4.5m，開關柜與二次屏柜雙列布置，艙體全部設計成設備后開檢修門方式，如圖2所示。

圖1 變電車布置圖

圖2 配電車布置圖

1.2 電氣主接線

35kV側采用線變組接線，10kV側采用單母線接線，按8回10kV出線。移動式變電站應用于不同的場合，由于負荷相對較少，且無法確定負荷量，故暫不考慮配置無功補償裝置。

1.3 主要設備配置

35kV車載移動式變電站部分參數如下。

1）主變壓器選型。采用容量為10MVA的油浸式有載調壓變壓器，電壓等級為35±3×2.5%/ 10.5kV，接線組別為YNd11。

2）35kV高壓設備。采用戶外緊湊型HGIS。為節省空間，高壓側設計為線變組型式，由于HGIS為戶外產品，能夠滿足絕大部分現場的使用條件，不再考慮將35kV做預制艙型式。

3）10kV低壓開關柜。采用緊湊型固定柜。充氣柜成本較高，在特殊要求下，可選擇充氣柜，國內手車柜的深度一般為2.8m，考慮到檢修通道0.6m，車體寬度至少在3.4m以上，不能滿足道路運輸的要求。

4）二次設備。包括：①主變測控屏配置主變測控裝置、檔位控制器等；②主變保護屏配置差動保護裝置、高后備保護裝置、低后備保護裝置、非電量保護裝置等；③一體化電源屏配置不間斷供電（uninterruptible power supply, UPS）電源、雙電源切換裝置、綜合測量模塊、在線監測等主要裝置等；④后臺監控和遠動通信屏采用一體化主機、視頻監控系統、遠動通信裝置和對時裝置等。二次設備布置于10kV配電艙的獨立隔室內，保證人員的安全操作。

1.4 防雷接地的典型設計（計算略）

1）接地網設計

配電艙內夾層設置兩圈環網接地銅排，分別為一次、二次接地環網。變電車體配置環網接地銅排，規格50mm× 4mm，視為主接地網的延伸，將變壓器、艙體、35kV復合式組合電器、避雷器、電壓互感器全部接到該接地排上，單側預留兩個接地點，作為對外接引點。實際投入中，為了配合供應部門標準化管理，最終使用的為50mm×4mm規格銅排。

2）防雷設計

避雷針為獨立式避雷針，當兩車間距≥3m，避雷針可安裝于距離車體≥5m的位置。按照以上位置對避雷針高度進行計算。避雷針的保護范圍參照GB/T 50064—2014交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范進行設計，如圖3所示。

計算可得，避雷針高度應＞18.6m，最終選擇20m高避雷針。

圖3 避雷針保護范圍

2 工程應用

35kV/10kV-10MVA車載移動式變電站在廠內完成安裝、調試、試驗后，采用半掛車頭將變電車與配電車運輸至工程現場，如圖4所示。

圖4 車載移動式變電站工程應用

2.1 設備檢查

車體到達現場后，檢查車輛狀態，提取運輸記錄，并檢查附件、消防等設備是否完好，待檢驗完后接通臨時電源檢查電器設備基本性能。檢查現場車體就位基礎，然后將支撐腿搖出，支撐整個車體，避免輪胎長期受力。車體所有支撐腿支撐完成后，配合車板的水平儀進行調平，保證各設備處于水平位置，如圖5所示。

圖5 車體支腿支撐與調平

2.2 設備連接

車載移動式變電站采用模塊化設計、全工廠內預制，現場連接簡單。

• 首先，需要將現場接地網連接至車體預制接地點，為確保可靠接地，車載移動式變電站根據設備不同一般會至少提供兩處接地點，現場用戶可以自由選擇；每個接地點分為一次預制接地點、二次預制接地點。
• 其次，安裝一次電纜進出線，進線能夠滿足架空、電纜兩種方式；出線則通常包括側出、下出兩種方式供用戶選擇，戶外電纜采用波紋管進行保護，嚴禁電纜繞圈盤放運行。
• 最后，完成外部臨時站用電源接線，配合車載移動式變電站自配的站用變壓器，可以實現380V雙路電源切換功能，提高用電可靠性。

除兩車體之間一次電纜外，二次電纜、網線也需要連接。包括UPS電源電纜、交流供電電纜、直流供電電纜及網線。連接位置為車體前段配電箱，具體接線，隨車二次圖紙及配電箱內部標識，最后完成外部臨時站用電源接線、站用變壓器等接線。外部互聯電纜接線如圖6所示。

圖6a 外部互聯電纜接線圖

圖6b 外部互聯電纜接線圖

2.3 一次系統試驗

車載移動變現場試驗的主要程序和傳統電站系統調試試驗相似，因受現場條件的制約，現場試驗時以單個產品的試驗為主，系統整體調試作為輔助手段驗證車載移動變各主要模塊的功能及系統整體功能，其中還包括保護定值設定等。將產品調整到最佳狀態，保證送電的成功率。一般來講，系統一次試驗可以分為以下幾類：

1）絕緣類試驗

絕緣類試驗主要指變壓器、HGIS、開關柜、連接電纜等部件的自身的絕緣以及設備之間的絕緣，現場試驗的主要監測手段是耐壓試驗。另外，各產品絕緣介質也歸于絕緣類試驗。如變壓器油樣分析、色譜分析，SF6氣體的水分測定等實驗。

2）精度試驗

車載移動變的精度試驗主要包含電流互感器、電壓互感器以及各采集電源的計量器具的試驗，同時也包含計數器、溫度表等設備的精度。現場試驗時盡量選用直接測試法通過一次設備施加量進行試驗，也可利用繼電保護從二次施加小信號進行試驗。

3）操作類試驗

一般情況下車載移動變所用的開關設備主要有HGIS和開關柜等，現場需要對各種情況下開關的動作進行調試，并保證開關狀態量及時、正確地上傳到后臺。

4）其他類試驗

除以上試驗之外，還需根據各產品自身具體情況進行試驗或調試，如變壓器繞組溫度及油面溫度的采集、HGIS氣體泄漏情況、開關柜電纜的密封及接地等試驗均需根據實際需求進行檢測或調試。部分現場試驗如圖7所示。

圖7 一次系統試驗

2.4 二次系統調試

1）二次信號回路檢查

以就地綜保裝置為核心，排查斷路器、刀閘、地刀等控制信號回路在綜保裝置的正確性。斷路器控制回路的調試，主要檢查控制回路和位置指示是否正確，若發現斷路器控制回路和位置指示異常，應立即斷開控制回路電源，并查找原因；刀閘控制回路通過就地操作、遠動操作，觀察刀閘的動作情況，若發現刀閘電機不動，應立即關閉控制回路電源，從主回路查起，避免問題的掩蓋造成更大的事故；主變控制回路通過有載調壓檔位控制器，就地進行動作操作，后臺遠動控制，檢查檔位顯示是否與實際位置相同。

2）繼電保護調試

在監控后臺對保護裝置定值、精度，監控裝置信號和遠動控制及通信功能進行調試，若出現調試錯誤的過程，需進行就地的再調試過程，再對問題進行定位查找。

對于主變壓器，重瓦斯保護信號只能反映變壓器油箱內部的異常情況，對變壓器油箱及油枕外部故障配置快速差動保護，以保證對油箱外部電源側套管及引出線故障的及時響應，兩者互相配合，相輔相成；變壓器配置高后備和低后備保護裝置來保護變壓器因內部或外部短路引起的過電流故障，以上設置共同組成變壓器的保護系統。

部分二次系統調試如圖8所示。

圖8 二次系統調試

總結

車載移動式變電站具有集成度高、建設周期短、運行費用低、性能可靠、占地面積小、安裝組合靈活、移動方便等特點，特別能滿足工業用戶供電系統技術改造、設備檢修、搶險救災的臨時供電、事故搶修以及自然災害情況下的特殊需要。

本文介紹了車載移動式變電站兩車方案的具體設計和關鍵設備選型，并且對其工程現場的檢查、連接、一次系統試驗及二次系統調試作了詳細描述，給出了注意事項及處理辦法，為其他設計人員提供參考。