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                移动变电站

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                移动式变电站运维问题研究

                发布日期:2021-08-16 作者: 点击:

                  移动式变电站运维问题研究

                  移动式变电站在电网检修、改造、负荷变化和应急工作中的应用越来越广泛,但国内都参照常规变电站运行管理规范来对其运行管理,缺少针对其特点的专门的运维规范研究。文中根据对35 kV和110kV移动式变电站的运行管理实践,总结出了移动变电站应用场景的运行规范。

                  移动变电站属于电力系统中的特殊变电站,作为“线路变压器组”系统,与常规变电站(包括室外、室内、预装式变电站等)相比,其设备一般采用紧凑型、模块化的成熟产品,通过特殊车辆来实现便捷移动,具有结构紧凑、运输快捷、装备简洁、灵活可靠和维护方便等特点。近年来,在电网检修、改造和临时负荷变化时,为缩短电网停电时间甚至不停电,以及在电网发生事故、灾害侵袭等应急情况出现时,为尽快恢复供电能力,移动变电站作为一个临时性、应急性的方案,得到了电力企业的青睐。但作为一个可移动、应急性的电能变换设备组合,由于其應用场景不同,无法完全套用常规变电站运行规范。而国际、国内移动变电站运行规范尚不健全,要保证移动变电站的安全、可靠、经济使用,有必要对移动变电站相关运维规范进行研究。

                  1 移动变电站的构成和应用

                  移动变电站主要包括变压器、HGIS、避雷器、10~35 kV配电装置、自动化通信设备和终端等,一般装载在2辆或多辆半挂车上组合而成,车辆之间由一、二次电缆连接,采用模块化结构,具有集成度高、占地面积小、移动方便、施工安装快捷等特点。目前,国内市场移动变电站高压侧通常为35~110 kV(以33、66、110 kV为主),主变容量一般为10~50 MVA,10 kV中压侧出线一般在4路以下。应用环境主要分为以下三种:

                  (1)检修改造:适用于末端变电站整体设备更新改造、单独的主变压器系统改造、馈线系统改造、全站停电改造、设备异常停电检查、全站停电清扫等,可用移动变电站临时替代常规变电站中因改造等原因而停电的设备,缩短停电时间,提高电网供电可靠性。

                  (2)临时扩容:在常规变电站出现短期负荷增加且须维持一定时间的情况下,如建设临时大型工程、出现重大活动和节日、农业灌溉高峰期间,使用移动变电站来分担新增负荷,提高供电质量,降低投资成本。

                  (3)应急处理:在常规变电站出现事故或发生自然灾害的紧急情况下,原变电站虽无法及时修复供电,但必须在短时间内恢复送电时,可将该方案作为应急方案;作为对缺少电源的大型临时性工程的解决方案;移动变电站内的设备也可以作为同类设备故障时的备品。

                  2 移动变电站运维

                  移动变电站运维主要包括移动、安置、接地、调试、运行、备用、维护等方面。在三种应用场景下,六个环节中的移动、备用和维护规范基本相同,安置、调试和运行环节的规范要求则存在差异。另外,移动变电站因其可移动、临时性的特点,对于不同的使用周期、地理环境、气候条件,其规范要求亦有差异。

                  2.1 移动

                  移动式变电站在制造时参照GB 50260-1996《电力设施抗震设计规范》,抗震烈度一般不低于9°,水平加速度不低于2.0g。因此,在移动时,主要应回避运输途中的大倾斜和强冲击。行驶速度要根据使用说明书规定的不同路况下的限速标准确定,Z高不超过60 km/h;安装冲击记录仪,监控调整时速。

                  (1)运输振动冲击允许值规定:运输前后方向为4g,横向为1g,上下垂直方向为3g。

                  (2)Z大倾斜角不超过30°。若超过,到达现场需视情况全面检查或增加检查项目。在坡道上转向时,应特别注意降低车速,以免发生翻车事故。制造商说明书建议在平地转弯行驶时Z高车速以不超过20 km/h为宜。

                  (3)为防止静电,应安装足够截面的拖地线以保证静电的释放。

                  移动变电站是否载油运输,要根据道路对运输重量的限制来确定。容量小于31.5 MVA,则可载油运输。若无法载油运输,可充氮气或干燥空气,安装压力表监测油箱内气压,防止气体渗漏,保证油箱内的正压。

                  2.2 安置

                  移动变电站如果因为常规变电站检修改造或工程、节日等短期负荷增大需要临时扩容,一般应尽可能安装在常规变电站内或紧邻站外的空旷地带,既方便接线、管理,还可利用常规变电站的避雷针和接地网等设施保障安全。可以根据地形采用直线、平行和L型进行布置。

                  (1)安置地点应坚固、平整,不应将其直接放置在未处理的绿化地、田地中,如使用时间长达数月,则建议对放置地点地表做必要处理,具体可参照输电线路工程“大板基础”的有关施工要求。地面Z大倾斜不超过30°;应具有防洪措施,防涝设施标高应高于历史Z高内涝水位标高0.5 m。

                  (2)撑脚下应铺设枕木或钢板等,防止地面沉降导致车辆倾斜。可采用固定拉线或加装固定支撑架等方法防止移位。

                  2.3 接地

                  如果移动变用于常规变的检修改造、临时扩容,则将安置位置设于原站防雷保护范围内,一般可使用原站的接地网。可采用工作接地、保护接地、防雷接地共设一组接地体的联合接地方式,接地引下线应采用不小于50 mm2的镀锌扁钢或25 mm2的专用铜地线,接地点应不少于两处,并在车体底部周围对称与接地体连接;或装设2条与原站接地网采用焊接方式相连的均压带。

                  如果不能被原站避雷针有效覆盖,则应随车安装高25 m的避雷保护装置防备直击雷,并尽量远离35 kV及以下配电装置,以降低感应过电压;设置专用接地网,接入原站接地网。专用接地网与原站主变、接地网连接的接地线长度应大于15m。

                  在雷雨季节,应采取措施防止或减少近雷击网络,可考虑在1~2 km的进线段架设避雷线,在隔离开关侧加装一组避雷器。

                  对于在事故抢修、自然灾害等应急情况下和野外工程中使用的移动变电站,往往拟安置现场地理、气象条件较差,时间紧迫,不允许做充分的现场平整,缺少现成的避雷、接地网可借用,因此应酌情简化防灾措施,但基本的安全原则不应被简化:

                  (1)安装随车的避雷保护装置防备直击雷。接地装置应采用热镀锌钢材,水平敷设的则采用圆钢和扁钢,垂直敷设的采用角钢和钢管。接地体顶面埋深不应小于0.6 m,引出线垂直部分和焊接位置应做防腐处理。

                  (2)根据地理环境决定采用网格、环形或辐射性地网。从移动变布置情况看,无论采用直线、平行还是L型布置,平面图都是长方形。因此,接地网的包围形状采用环形为佳;可沿移动变埋设接地体,两端引出扁钢或圆钢固定成封闭环。此举可保障大电流时环形接地体内的电场分布均匀,降低跨步电压危险与遭雷击时的反击高电压危险。

                  (3)如果接地网电阻达不到要求,则可扩大接地网面积,在外围增设1~2圈环形接地装置。如受地形限制,无法扩大,则可采用放射状或直线状方式向土壤电阻率低的方向延伸。

                  如果应急需要架设临时接电线路,建议使用专用的移动式引线塔(包括取电端引线塔、中间引线塔及变压器端引线塔),其在结构上采用了万向铰接支座,可消除因地形导致或使用中产生的附加力。该线路承载能力强,重量轻,便于运输,组立简便快速。

                  移动变的高压变电设备、中压成套设备等内部接地干线推荐预留4~8个接地点与接地网连接,接地网与地面距离应大于0.3 m;带电运行时,每台车的接地点应不少于2个,严禁串接。

                  2.4 调试

                  对于因常规变电站检修改造或因工程、节日等短期负荷增加而需要临时扩容使用移动变电站的临时行为,都属于可预料、可计划的行为,其规范要求应遵循与常规变电站调试验收基本相同的电气装置安装工程验收规范,如GB 50148-2010《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》、GB 50150-2006《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》、《电力设备预防性试验性规程》等。不应借口时间紧急、使用移动变电站而降低现场验收标准。

                  若在事故抢修、自然灾害等应急情况下使用移动变电站,如果距离结束上一次运行时间不足3个月,则变压器、开关、辅助设备等检验、试验项目应按规范要求进行检查。若在运输途中无碰撞、倾覆等可能影响设备运行的情况出现,则可适当简化现场调试。主要开展以下检查:

                  (1)检查变压器。开展绝缘油实验,测量绕组直流电阻,检查分接头电压比,进行绝缘电阻、绕组和套管的交流耐压试验,与额定电压下的冲击合闸试验等;如需补油,则进行混油试验。启动冷却油泵30 min,检查风扇、油泵状况,经放气塞放气。

                  (2)检查各类开关。测量绝缘电阻与每相导电回路电阻,开展交流耐压试验、操作机构实验、密封性试验等;检测接地电阻,查验“五防”装置动作是否灵活可靠等。

                  (3)检查辅助设备。测量电抗器及消弧线圈的直流电阻、绝缘电阻,并进行额定电压下的冲击合闸试验;进行互感器的局放试验、耐压试验;测量电容器的绝缘电阻,进行局放试验、耐压试验;进行防雷设备绝缘电阻、工频放电电压试验。

                  (4)接地。进行接地网电气完整性测试,测量接地阻抗。将电气工频接地电阻控制在5Ω之内,或将地网等效半径控制在20 m左右[3]。

                  (5)电缆线路。测量绝缘电阻,进行交直流耐压试验,测量金属屏蔽层电阻,检查两端相位。

                  2.5 运行

                  移动变电站各模块可以被拆分,使用多样、灵活。在进行常规站检修时,可以整体替换常规变电站、整体替换110/35 kV间隔和变压器、单独替换HGIS、单独替换变压器、单独替换35/10 kV配电室,或者主变与常规站主变并联扩容运行,为相同等级负荷供电。

                  (1)变压器车与配电车同时运行。可将移动变主变与常规站内中性点设备连接,主变中低压侧采用柔性电缆连接配电车进线柜,HGIS接入站内系统。

                  (2)变压器车与HGIS同时运行。移动变主变中性点与常规站内中性点设备连接,中低压侧通过柔性电缆与常规站内相应电压等级开关柜连接,HGIS接入站内系统。

                  (3)HGIS单独运行。将移动变HGIS单独替换常规站HGIS,为原站主变或线路供电,以检修更换原站HGIS设备。

                  (4)变压器车单独运行。可将移动变主变高压侧接入常规站内设备,中性点与原站中性点设备连接,移动变主变中低压侧通过柔性电缆与常规站内相应电压等级开关柜连接。

                  (5)配电车单独运行。可以采用多种运行方式,替代原站出线。

                  (6)移动变电站用于临时扩容场景下,涉及与常规变主变并联运行的状况,联接组标号应一致;电压比相同,差值不超过±0.5%;满足阻抗电压小于10%[2]等要求。升压操作时,先操作负载小主变,后操作负载大主变;降压,反之。

                  移动变电站无论用于何种场景、采用何种运行方式,原则上都不应超负荷运行;如必须短时间超负荷,务必保证有冷却措施,运行时间、电流都须严格按规定执行;其设备操作强度不应高于相同主变容量的常规变电站,监测指标、巡视频率应高于常规变电站。

                  2.6 维护

                  将退出运行暂不使用的移动变电站及时返回基地进行全面检查,为下一次运行做全面准备。其日常及定期维护应遵循制造厂商的相关规定,保证移动变电站状态良好,随时可用。半挂车同样应按照说明做好保养维护,检查时除规定外均以空车状态运行。

                  Z好将移动变电站的基地设在某个场地开阔、交通便利、便于管理的常规变电站中,采用低负荷热备用方式,按照常规方式进行维护,使移动变电站始终保持良好可用的状态。

                  3 结 语

                 移动变电站的可移动、高集成特征,使设备操作的频率、使用寿命都弱于常规变电站,导致其运行规范与常规变电站存在一定差异,需要针对其特点制订有针对性的规范。


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