摘要：隨著經濟的高速發展和城市化進程的日漸加快，城市核心商業地區的建設密度不斷增大，用電負荷迅速增加，電力供需矛盾日益突出，為解決該問題，變電站的分布也越來越密集。由于中心城區用地緊張，對變電站的建設提出了新的挑戰，在此條件下，全地下變電站成為一種有效的解決方案。本文首先分析了全地下變電站的布置形式，然后對其電氣設計要點及變電站附屬設施的設計進行了詳細說明。

　　關鍵詞：電子信息論文,110kV,全地下變電站,電氣,消防,SF6氣體絕緣變壓器

　　一、全地下變電站的布置形式

　　(一)全地下變電站的概念

　　根據DL/T5216-200535 kV～220 kV 地下變電站設計規定: 全地下變電站是指變電站主建筑建于地下，主變壓器及全部電氣設備均裝設于地下主建筑內，地上只建有變電站通風口和設備及人員出入口等少量建筑(建筑也可與地上其他建筑結合建設)以及引上至地面的大型主變壓器的冷卻設備和主控制室等。

　　(二)全地下變電站的布置形式

　　地下變電站，大致有如下四種類型的布置形式:

　　1、利用主建筑一側地上部分建筑面積及其地下空間;

　　2、變電站全部置于建筑物地下;

　　3、變電站全部放置在綠地下;

　　4、主變壓器置于地上，其他設備置于地下。

　　二、全地下變電站電氣設計的要點

　　全地下變電站的建設在站址選擇、設備選型、運輸、通風、消防上均有其獨到之處，雖然在工程造價上比戶內變電站高，但可采取特殊措施予以分擔。

　　(一)站址選擇

　　地下變電站是常規地上變電站無法建設時所采用的特殊變電站建設形式，是土地資源有效利用的最有效措施，變電站通常建設在城市綠地下或與其他建筑共同建設。

　　(二)電氣主接線

　　目前我國的城市變電站一般為終端變電站，當能滿足運行要求時，變電站宜采用斷路器較少的接線。由于全地下變電站占地受限，高壓側一般均采用較簡單的線路變壓器組、橋形、擴大橋形或單母線分段接線。

　　(三)主要設備選型

　　由于全地下變電站站址位于主體建筑下，受運輸通道、通風及消防影響，為方便運行維護，變壓器推薦選用SF6氣體絕緣變壓器。110kV配電裝置采用戶內GIS設備;為避免漏油、易燃，站用及接地變壓器選擇無油型設備，如環氧樹脂澆鑄式。

　　(四)合理布置總體布局

　　地下變電站的總體布局應考慮以下問題：

　　1、安全出口不得少于兩個, 有條件時可利用相鄰地下建筑物設置安全出口。規模較大、層數較多的地下變電站應設置電梯。

　　2、變電站的控制室有條件時布置在地面，如需布置在地下，宜布置在距地面較近的地方。

　　3、變電站的進、出風口應分離設置。進風口宜設置在夏季盛行風向的上風側。

　　4、變電站宜設置大、小設備吊裝口。

　　5、站本體內電氣布置應根據各工程實際情況而定。一般設備層宜按電氣單元或電壓等級相對集中布置，輔助設備在最底層，行政用房在較上層。

　　6、入站口應適合當地城市規劃布局，留有工程類車輛的出口通道和停放區域。

　　(五)全地下變電站電氣平面布置

　　昆明市某110kV變電站布置在某SOHO辦公樓及大型商場的地下建筑內，設計過程中重點考慮變電站整體電氣布置與主體建筑協調的問題。該變電站的平面設計結合商場的主體建筑結構按照盡量減少建筑分層原則進行設計，各層布置情況見下圖。為便于進、出線電纜的安裝和運行維護，滿足最終出線規模的要求，站內設置專用的電纜層、電纜豎井和電纜通道，與站外電纜通道相連接。

　　(六)設備運輸

　　全地下變電站宜設置大、小設備吊裝口。大設備吊裝口供變壓器等大型設備吊裝使用，也可與進風口合并使用;小設備吊裝口宜設置在變電站主入口室內，供正常檢修使用。

　　三、全地下變電站附屬系統設計要點

　　(一)110kV全地下變電站消防設計

　　消防系統的正常運行對于全地下變電站安全生產極為重要。全地下變電站消防系統可分為火災自動報警系統、防火封堵和滅火系統三部分。其中火災自動報警系統和防火封堵在設計理念和施工技術上和普通變電站工程類似，而滅火系統就有較大的不同。

　　110 kV全地下變電站的消防采用IG-541自動滅火系統。該滅火系統采用的IG-541混合氣體滅火劑是由氮氣(N2)、氬氣(Ar)和二氧化碳(CO2)按一定比例(分別為52%、40%、8%)混合而成的一種氣體滅火劑。它以物理方式進行滅火，即通過減少火災燃燒區域空氣中的氧含量而達到滅火效果。

　　其特點是：無色、無味、無毒、無腐蝕、無污染，臭氧耗損潛能值為零，溫室效應潛能值為零，是一種綠色滅火劑，是鹵代烷滅火劑的理想替代品，與普通變電站采用的以水為介質形成水噴霧的滅火形式有很大的不同。尤其值得一提的是人員可長時間在充滿該滅火劑的防護區內停留，所以IG-541 自動滅火系統特別適合全地下變電站這種處于地下、較為封閉且滅火對象為電氣設備的條件。

　　(二)110kV全地下變電站通風系統及噪聲處理

　　1、通風系統設計

　　全地下變電站的通風系統與普通地面變電站不同，其設備的散熱通風必須依靠機械通風。主變壓器是全站最大的熱源，有水冷和風冷兩種冷卻方式。由于水冷方式的復雜性及給運行維護帶來較大困難，一般盡量采用風冷方式。110kV變電站SF6氣體絕緣電力變壓器采用風冷卻方式。為此，在縱向兩側各設1個天井式的風口，一個為進風口，一個為排風口。各層取風管統一從進風口取風，流經各設備用房，然后由排風機通過風管將室內的熱空氣抽至排風口排出室外。通風系統的排風機電源控制回路應能接受消防系統的信號，發生火災時，自動切斷排風機的電源。另外主控室和高壓配電室可裝設空調。

　　2、噪音處理

　　由于所有設備均放置在地下，而混凝土墻及樓板本身已具有良好的隔聲效果，因此只要在進、排風口采取消聲措施，就可有效降低噪聲。降低噪聲的主要措施：

　　(1)采用低噪聲軸流風機;

　　(2)進出風井處設置厚片式消聲器;

　　(3)進、出風口處設綠化帶吸聲;

　　(4)降低風管的設計風速。另外，還可通過加裝吸音材料來降低噪聲。一般經上述方法處理后，均能滿足環保要求。

　　(三)排水系統的設計

　　主要考慮工業污水和生活污水。生活污水初步處理后排入城市污水管網其排放標準按環保要求達到綜合污水排放標準中的3級標準。工業排水主要為冷卻水排水、地坪排水和消防排水做好排水組織一般可直接排入城市雨水管道，而變壓器事故油池內油水混合液需經事故油池初步分離后，經油水泵提升后由專用車輛運走。

　　(四)監控系統的設計

　　一般全地下變電站可以配置二套監控系統，一套監控系統實現全站所有電氣設備的監視和控制(簡稱電氣設備監控系統);另一套監控系統用于變電站輔助工業系統的監視和控制(簡稱輔助工業設備監控系統)。如變電站的規模相對較小時，監控系統亦可合二為一配置。

　　1、電氣設備監控系統

　　電氣設備監控系統采用模塊化、開放式的分層分布式系統結構。按照功能分散、集中監控的原則設計，整個系統分為站級控制層、就地數據采集控制層兩層。其設計原則與常規變電站基本一致。

　　2、輔助工業設備監控系統

　　輔助工業監控系統采用分層分布式結構，按集中控制層、功能系統層和據采集控制層配置。集控設備布置在地面控制室，實現火災報警系統、水冷卻以及消防系統、暖通系統設備之間的聯動功能以及控制室控制功能，集中控制層設備之間采用網絡通信。

　　3、全地下變電站監控系統應滿足的要求

　　全地下變電站視頻監視系統應對地下變電站重要設備進行實時圖像監視，運行人員可以全方位地掌握地下站的運行、安全防范和消防等情況，使變電站的安全運行得到有效保證。應俱備視頻圖像采集和處理功能、控制功能、視頻顯示功能、報警功能、圖象存儲回放功能、網絡通信功能、與安防系統接口功能、與消防系統接口功能、系統安全功能。

　　結語

　　綜上所述，110kV全地下變電站的建設能提高對土地的綜合利用，改善城市景觀，優化城市環境，同時有效解決噪聲污染、電磁輻射等問題。但其本身建設投資較大、運行經驗缺乏，面臨建筑結構等諸如多技術問題，對施工工藝、建設周期等方面也提出了很高的要求，需要在今后的工作中進一步加強研究。

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