CN101355238B - 一种车载移动变电站 - Google Patents

Abstract

一种车载移动变电站，包括有高压进线单元、卧式变压器、低压配电单元和拖运车，其特点是高压进线单元、变压器、低压配电单元均固定在钢结构的底座上，高、低压进线单元位于底座两侧，变压器位于底座中间，底部装有滑板，底座上部、下部侧面设有封板，中间设有加强筋，底座两端设有牵引环，变压器中的铁心、高压线圈、低压线圈均卧式设置，变压器前后两端设有上下夹件，变压器顶部设有纵侧拉螺杆。本发明可广泛应用于紧急用电、临时用电、维修用电、及矿山和建筑用电等频繁移动场所，具有装备配套、功能齐全、结构紧凑、快速方便移动、低成本投入和快捷现场连接操作的特点。

Description

一种车载移动变电站

技术领域

本发明涉及一种移动变电站，特别是涉及一种装备配套、功能齐全、结构紧凑、快速方便移动的车载移动变电站，是对现有移动变电站结构的改进，属于电力网设备技术领域。 

背景技术

上个世纪中期，美国就出现了移动变电站新产品，但由于重量重、体积大制约了推广应用；上个世纪末期，因新技术、新工艺、新材料发展和涌现，将移动变电站新产品的重量和体积大幅度降低，移动变电站产品的制造和应用得到飞速发展。 

移动变电站产品现在北美和欧洲逐步向大容量及较高电压等级方面发展，以北美为例：近年来投入电网运行的移动变电站容量最大为75MVA，电压等级达245KV，已超过城市电网中常规二次固定变电站的容量和电压等级；在欧美供电系统中，移动变电站已经发展成为一种运输方便、装备完善、灵活可靠的新型供电模式。在欧美供电系统中移动变电站主要应用在以下几个方面： 

--在紧急状态下，全部或部分替代固定变电站并恢复供电，如发生自然灾害，突发设备事故而无备用容量时； 

--在高负荷季节或时期投入运行以缓解某一区域供电容量不足，如夏季和某些旅游区的季节高峰，或某一大型建设项目所需的临时用电； 

--在电力高速增长而超出预先电力建设规划的地区作为临时变电站投入 运行以缓解电力供应的紧张局面； 

--在因资金短缺或由于某种原因暂停某一地区固定变电站建设计划时作为临时变电站投入运行。 

在上述情况下，移动变电站给供电企业提供相当广泛的灵活性及可操作性，同时节省了征地、土建、设备安装等方面的资金投入，进一步提高设备利用率，提高供电可靠性。 

目前，我国已出现的移动变电站多数是矿用隔爆的小容量、低电压的移动变电站，只局限于煤矿等场所应用。随着我国体制改制的深入发展与完善，无论是国家节能降耗、满足特殊用电的要求，还是电力部门节省投资、合理配备使用设备的需要，还有用电部门对供电的灵活、快捷需求，都必须大力发展各种规格、档次的移动变电站产品。因此，近几年来人们对开发设计移动变电站新产品做了大量工作。例如，公开号为CN2144881的实用新型专利给出的一种《双单元移动变电站》，由高压进线单元和低压配电单元组成。两个单元均固定在钢结构的滑橇底座上，分全封闭式和半封闭式两种。全封闭的高压房和低压房均采用铁制房间，高压进线单元的主要部件安装在室内；半封闭的高压进线单元的主要部件四周设有护栏围网；底座有上封板、下封板，中间有加强筋，底部装有滑板，两端每侧有牵引拉环。但这种双单元移动变电站仅是高压进线和低压配电双单元组合而成的供电装置，无变压器，是无法实现变电功能的。另外，公开号为CN2845254的实用新型专利给出的一种《移动变电站》，其是在至少1个拖车上设有依次排列的隔离开关、避雷器、复合式电流电压互感器、断路器、电缆卷轴和接线板、冷却器、电力变压器、辅助运行变压器、内设有开关板的箱体，内设有二次保护控制 仪器仪表的箱体，上述各电气设备通过电缆和铜母排实现电气连接。这种移动变电站是申请人引进国外技术而开发的新产品，该新产品同欧美同类产品一样存在如下不足：他们的混合绝缘系统只局限于固体绝缘材料的混合，而且是H级绝缘材料和B级绝缘材料的混合使用，H级绝缘材料的耐热等级是180℃，B级绝缘材料耐热等级是130℃，液体绝缘材料采用变压器油，也是B级绝缘材料，因变压器油是传热冷却的导体，实际绝缘材料最高和最低温度部位温差不能差50℃，而且降低体积和重量有一部分是以牺牲损耗为代价的；由于混合绝缘系统材料耐热等级匹配性差，设备的体积、重量，尤其是变压器仍采用立式结构，重心偏高，使运输的快捷性和停泊工作时的稳定性受到一定限制。因此，将具有庞大的固定式变电站功能的变电站变成车载移动式，在保证其功能和可靠的前提下，如何大幅度降低体积、占地面积及重量，使其能够车载运输，同时又能大幅度降低设备重心使其稳定运输，及设备结构紧凑牢固以实现可靠运输是亟待解决的紧迫问题。 

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的上述不足，给出一种新型的车载移动变电站，这种车载移动变电站由高压进线开关室、变压器、低压配电单元三大部分与拖运车(或卡车)紧密组合而成，改变了现有国产的车载移动变电站变压器采用立式结构、混合绝缘系统耐热等级匹配性差的现状，使其既能大幅度降低体积、占地面积及重量，实现车载运输，同时又能大幅度降低设备重心使其稳定运输，本发明给出的这种车载移动变电站可广泛应用于紧急用电、临时用电、维修用电、及矿山和建筑用电等频繁移动场所，可以设计成系列产品：10KV电压等级、35KV电压等级、60KV电压等级、 110KV电压等级，以至更高电压等级的移动变电站，与欧美同类产品相比毫不逊色，具有装备配套、功能齐全、结构紧凑、快速方便移动、低成本投入和快捷现场连接操作的特点。 

本发明给出的技术解决方案是:这种车载移动变电站，包括有高压进线单元、变压器、低压配电单元和拖运车(或卡车)，其特点是所述的高压进线单元、变压器、低压配电单元均固定在钢结构的底座上，全密封钢制房间的高压进线单元、低压进线单元位于底座两侧，变压器位于底座中间，底座的底部装有滑板，底座的上部、下部侧面设有封板，中间设有加强筋，底座的两端每侧设有牵引环，其中所述的变压器为卧式变压器，变压器中的铁心、高压线圈、低压线圈均卧式设置，卧式变压器的前后两端设有上下夹件，卧式变压器的顶部设有纵侧拉螺杆。 

为更好的实现本发明的目的，所述的卧式变压器的混合绝缘系统为固液混合绝缘系统，其中固体绝缘部分采用耐高温(180℃)的H级固体绝缘材料与F级绝缘材料(155℃)组合，液体绝缘部分采用高β值耐高温(180℃)的绝缘油。 

为更好的实现本发明的目的，提高公路路面的适应性及增加行驶速度、停泊工作时的稳定性，所述的拖运车配备有防滑楔形挡块，以形成具有车辆刹车装置及防滑楔形挡块的双保险，再加上降低重心，可提高允许停泊路面的坡度。 

为更好的实现本发明的目的，提高变压器的机械强度，所述的高压线圈、低压线圈均用绝缘材料封装，并通过上下左右的绝缘支承和端部支承，用油箱将各个面紧密压住。

为更好的实现本发明的目的，提高油的流动速度、冷却效果和减少支承绝缘与油的温差，所述线圈的层间和高、低压线圈间的主空道，其幅向尺寸较常规设计提高30％～50％，并放置纵向油槽。 

为更好的实现本发明的目的，所述底座的底部滑板与拖运车面板之间设有压钉装置连接固定，防止二者之间串动。 

本发明与欧美同类产品的主要区别之一是混合绝缘系统，在本发明采用的固液混合绝缘系统中，由于与导体直接相邻部位的绝缘温度较高，采用耐高温的H级固体绝缘材料-Noemx纸(180℃)，可以提高温升限值，比如导线间的匝绝缘、层间绝缘、段间垫块、挂条撑条等；而其它相对远离导线的绝缘、如绝缘筒、端圈、端部角环等部位的温度略低，采用F级绝缘材料(155℃)更经济合理。采用较高绝缘等级的绝缘油代替变压器油做冷却介质，可以提高温升限值，使变压器的体积和重量得到大幅度降低；而且按着不同的温升要求分区域的布置，使材料合理匹配使用，即提高设备性能，又控制成本上升。 

本发明与欧美同类产品的另一主要区别是所述的变压器为卧式变压器，由于高、低压线圈全部采用圆筒式结构卧式设置，可使尺寸缩小，加之引线合理配置，不仅油箱尺寸缩小幅度较大，重量也降低；同时对其它组部件也采取优化设计、选型，使其合理、紧凑、协调排列组合，以达到降低整机的体积和重量的目的。 

在本发明中未涉及到的车载移动变电站的其他组成部分与现有技术相同。 

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.与固定式变电站相比，体积(占地面积)同比降低90％、重量同比降低60％、重心同比降低50％(包括储油柜)。 

2.YBZ型车载移动变电站应用条件 

2.1使用环境 

2.1.1海拔高度≤2500米； 

2.1.2环境温度-25℃～70℃； 

2.1.3行使于三级以上公路路面，时速最高可达100公里/时； 

2.1.4可在15°坡度路面停泊、快速连接并投入运行。 

3.缩小体积的结构 

由于整体结构紧凑，变压器采用固体和液体混合绝缘系统，变压器采用卧式结构等，使设备体积、重量和重心得到大幅度降低 

4.牢固稳定的结构 

在坡度路面停泊工作时，配有轮胎防退滑楔形挡块；底部滑板与拖车面板之间有压钉装置连接固定，防止二者之间串动；变压器的器身与油箱之间在四个角部的上下各有联结定位机构，防止二者之间位移；全部螺栓连接都采用可靠的防松结构；变压器的器身结构，采用类似壳式变压器的结构，即铁心是卧式结构，线圈随其卧式装配，大幅度降低高度、降低重心、提高稳定性。 

5.独特的安全结构 

本发明的车载移动变电站的外罩可靠接地，全部外露表面呈零电位，确保人身安全。 

6.精美的外表结构

本发明的车载移动变电站的钢制房间，内侧用型钢制作的框架，外部是彩钢板挂面；全部门采用外开的结构、也是彩钢板挂面、内镶式门轴，双舌执手锁；外连接和仪表监测部位都有活动窗，类似卷柜门；即可对设备有效防护，又形成精美别致的造型。 

7.技术性能特点 

本发明的车载移动变电站由于采用固体和液体混合绝缘系统及紧凑的总体结构，变压器采用卧式结构，其体积与固定变电站同比下降90％，其重量与固定变电站同比下降60％，重心比下降50％；采用混合绝缘系统，与导体相邻部位采用Nomex纸耐高温固体绝缘材料，此种绝缘材料在变压器油中和空气中均具有良好的介电性能，并可在运行温度达到220℃时仍可保持极佳的电气和机械特性，因此移动变电站具有较大的抗过载和较强的抗短路能力；移动变电站也具备应用混合绝缘系统的另一种优势，即其具有短期运行，负荷大小不确定的特点；因结构牢固稳定，移动变电站可以在15°以内路面停泊工作，可在三级以上路面，以100公里/时以下速度行驶，设备保证安全稳定，可靠工作，充分体现了移动变电站的快速移动性。 

本发明的车载移动变电站除满足GB6450、GB/T1094D等变压器国家标准外，还符合变压器运行和车辆的有关标准规定。 

附图说明

图1为本发明给出的一种实施例的结构示意图； 

图2为卧式变压器的结构示意图； 

图3为图2的俯视图。 

图中标记：

1.高压线圈，为圆筒式，与低压线圈同绕，保证同心度和紧实，外部绝缘封装，层间加冷却油道，用于感应磁通； 

2.主空道，位于高压线圈和低压线圈之间，既是安全距离，也是冷却油道； 

3.低压线圈，为圆筒式，与高压线圈同绕，保证同心度和紧实，层间加冷却油道，用于磁通感应电流输出； 

4.上下夹件，为槽钢制造，用于铁心与高压线圈、高压线圈及绝缘件之间卡固； 

5.纵侧拉螺杆，为45#圆钢制造，配以螺母及垫圈，用于上下夹件之间卡固； 

6.铁心，由硅钢片剪切叠码而成，是线圈的支承，器身的骨架，用于产生磁路，完成电磁转换； 

7.绝缘支承，用于支承线圈的上下面和侧面，防止其串动； 

8.油箱，是用钢板和型材制造，是变压器的外罩和容器； 

9.高β值绝缘油，耐高温的绝缘油，既有优良的电气性能，阻燃安全特性，又有良好的导热冷却性能。 

10.端部支承，用于支承器身与油箱之间，使之固定； 

11.绝缘端圈，用于线圈于夹件之间，传递夹件对线圈的压力。 

12.低压配电单元，配置低压引出接线端子、各种计量和监控仪表、用于而次级电能输出； 

13.变压器，是设备的主体，通过电磁感应实现电力参数转换； 

14.高压进线单元，配备高压引进接线端子、熔断器、避雷针及隔离开关等装置，用于供给电源的引入； 

15.紧固装置，用于三单元下部的撬板与拖运车台面板之间的卡固，确保车辆行驶、刹车等情况下二者不串动； 

16.防滑挡快，用于有坡度停泊使用时垫于车轮与地面间，防止车轮下滑； 

17.拖运车(或卡车)：除具有运输车辆的性能外，还应与承载的设备组件的重量、占用台面相适应。 

具体实施方式

下面结合实施例(容量6300KVA及以下的YBZ型车载移动变电站)对本发明的具体技术方案做进一步说明： 

如图1～图3所示，这种车载移动变电站，包括有高压进线单元14、变压器13、低压配电单元12和拖运车17，所述的高压进线单元14、变压器13、低压配电单元12均固定在钢结构的底座18上，高压进线单元14、低压进线单元12均设置在全密封钢制房间内，并位于底座18两侧，变压器13位于底座18中间，底座18的底部装有滑板，底座18的上部、下部侧面设有封板，中间设有加强筋，底座18的两端每侧设有牵引环(共4个)，用于短程牵引或启吊用，所述底座18的底部滑板与拖运车17面板之间设有压钉装置连接固定，防止二者之间串动，所述的拖运车17配备有防滑楔形挡块16，以形成具有车辆刹车装置及防滑楔形挡块16的双保险，再加上降低重心，可提高允许停泊路面的坡度。 

把所有开关、保护、母线等设备装入高低压室内，使结构非常紧凑；高压进线采用架空进线，配备低压馈线电缆，电缆与移动变电站是由快换的阴阳接线端子连接的，现场可直接快速连接使用，配备电量计量装置，是单独密封的，以上的配置和连接属于现有技术。 

变压器保护是用熔断器，配以隔离开关及氧化锌避雷器。高压侧布置在拖车的后部以提供相对宽敞的进线空间。 

车载移动变电站的主要部分是变压器，设备缩小体积和减轻重量主要从此入手。图中的变压器13为卧式变压器，变压器13中的铁心6、高压线圈1、低压线圈3均卧式设置，卧式设置的变压器13的前后两端设有上下夹件4，卧式设置的变压器13顶部设有纵侧拉螺杆5。变压器13采用固体和液体混合绝缘系统，其中固体绝缘部分：因与导体直接相邻部位的绝缘温度较高，该部位采用耐高温的H级固体绝缘材料-Noemx纸(180℃)，以提高温升限值，比如导线间的匝绝缘、层间绝缘、段间垫块、挂条撑条等；而其它相对远离导线的绝缘、如绝缘筒、端圈、端部角环等因温度略低采用F级绝缘材料(155℃)。与固体绝缘材料配套，液体绝缘用耐高温(180℃)的高β值绝缘油9代替变压器油做冷却介质；采用较高绝缘等级绝缘材料，提高温升限值，使变压器的体积和重量得到大幅度降低；而且按着不同的温升要求分区域的布置，使材料合理匹配使用，即提高设备性能，又控制成本上升；另外高、低压线圈全部采用圆筒式结构，比饼式结构也使尺寸缩小，加之引线合理配置，不仅油箱尺寸缩小幅度较大，重量也降低；同时对其它组部件也采取优化设计、选型，使其合理、紧凑、协调排列组合，以达到降低整机的体积和重量的目的。 

本发明给出的实施例的技术参数如下： 

YBZ-6300/10型车载移动变电站技术参数表

Claims (2)

1.一种车载移动变电站，包括有高压进线单元、变压器、低压配电单元和拖运车，其特征在于所述的高压进线单元、变压器、低压配电单元均固定在钢结构的底座上，全密封钢制房间的高压进线单元、低压配电单元位于底座两侧，变压器位于底座中间，底座的底部装有滑板，底座的上部、下部侧面设有封板，中间设有加强筋，底座的两端每侧设有牵引环，其中所述的变压器为卧式变压器，变压器中的铁心、高压线圈、低压线圈均卧式设置，卧式变压器的前后两端设有上下夹件，卧式变压器的顶部设有纵侧拉螺杆，所述的卧式变压器的混合绝缘系统为固液混合绝缘系统，其中固体绝缘部分采用耐高温的H级固体绝缘材料与F级绝缘材料组合，液体绝缘部分采用耐高温的高β值绝缘油。

2.根据权利要求1所述的车载移动变电站，其特征在于所述线圈的层间和高、低压线圈间的主空道，其幅向尺寸较常规设计提高30％～50％，并放置纵向油槽。

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