摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的日漸加快，城市核心商業(yè)地區(qū)的建設(shè)密度不斷增大，用電負(fù)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(qū)用地緊張，對(duì)變電站的建設(shè)提出了新的挑戰(zhàn)，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(duì)其電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)及變電站附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說明。

　　關(guān)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(jù)DL/T5216-200535 kV～220 kV 地下變電站設(shè)計(jì)規(guī)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(shè)備均裝設(shè)于地下主建筑內(nèi)，地上只建有變電站通風(fēng)口和設(shè)備及人員出入口等少量建筑(建筑也可與地上其他建筑結(jié)合建設(shè))以及引上至地面的大型主變壓器的冷卻設(shè)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(cè)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(shè)備置于地下。

　　二、全地下變電站電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

　　全地下變電站的建設(shè)在站址選擇、設(shè)備選型、運(yùn)輸、通風(fēng)、消防上均有其獨(dú)到之處，雖然在工程造價(jià)上比戶內(nèi)變電站高，但可采取特殊措施予以分擔(dān)。

　　(一)站址選擇

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

　　(二)電氣主接線

　　目前我國(guó)的城市變電站一般為終端變電站，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時(shí)，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(cè)一般均采用較簡(jiǎn)單的線路變壓器組、橋形、擴(kuò)大橋形或單母線分段接線。

　　(三)主要設(shè)備選型

　　由于全地下變電站站址位于主體建筑下，受運(yùn)輸通道、通風(fēng)及消防影響，為方便運(yùn)行維護(hù)，變壓器推薦選用SF6氣體絕緣變壓器。110kV配電裝置采用戶內(nèi)GIS設(shè)備;為避免漏油、易燃，站用及接地變壓器選擇無油型設(shè)備，如環(huán)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(yīng)考慮以下問題：

　　1、安全出口不得少于兩個(gè), 有條件時(shí)可利用相鄰地下建筑物設(shè)置安全出口。規(guī)模較大、層數(shù)較多的地下變電站應(yīng)設(shè)置電梯。

　　2、變電站的控制室有條件時(shí)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(jìn)、出風(fēng)口應(yīng)分離設(shè)置。進(jìn)風(fēng)口宜設(shè)置在夏季盛行風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。

　　4、變電站宜設(shè)置大、小設(shè)備吊裝口。

　　5、站本體內(nèi)電氣布置應(yīng)根據(jù)各工程實(shí)際情況而定。一般設(shè)備層宜按電氣單元或電壓等級(jí)相對(duì)集中布置，輔助設(shè)備在最底層，行政用房在較上層。

　　6、入站口應(yīng)適合當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃布局，留有工程類車輛的出口通道和停放區(qū)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(chǎng)的地下建筑內(nèi)，設(shè)計(jì)過程中重點(diǎn)考慮變電站整體電氣布置與主體建筑協(xié)調(diào)的問題。該變電站的平面設(shè)計(jì)結(jié)合商場(chǎng)的主體建筑結(jié)構(gòu)按照盡量減少建筑分層原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，各層布置情況見下圖。為便于進(jìn)、出線電纜的安裝和運(yùn)行維護(hù)，滿足最終出線規(guī)模的要求，站內(nèi)設(shè)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(shè)備運(yùn)輸

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

　　三、全地下變電站附屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　(一)110kV全地下變電站消防設(shè)計(jì)

　　消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行對(duì)于全地下變電站安全生產(chǎn)極為重要。全地下變電站消防系統(tǒng)可分為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、防火封堵和滅火系統(tǒng)三部分。其中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和防火封堵在設(shè)計(jì)理念和施工技術(shù)上和普通變電站工程類似，而滅火系統(tǒng)就有較大的不同。

　　110 kV全地下變電站的消防采用IG-541自動(dòng)滅火系統(tǒng)。該滅火系統(tǒng)采用的IG-541混合氣體滅火劑是由氮?dú)?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(jìn)行滅火，即通過減少火災(zāi)燃燒區(qū)域空氣中的氧含量而達(dá)到滅火效果。

　　其特點(diǎn)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(yīng)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(zhì)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(zhǎng)時(shí)間在充滿該滅火劑的防護(hù)區(qū)內(nèi)停留，所以IG-541 自動(dòng)滅火系統(tǒng)特別適合全地下變電站這種處于地下、較為封閉且滅火對(duì)象為電氣設(shè)備的條件。

　　(二)110kV全地下變電站通風(fēng)系統(tǒng)及噪聲處理

　　1、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　全地下變電站的通風(fēng)系統(tǒng)與普通地面變電站不同，其設(shè)備的散熱通風(fēng)必須依靠機(jī)械通風(fēng)。主變壓器是全站最大的熱源，有水冷和風(fēng)冷兩種冷卻方式。由于水冷方式的復(fù)雜性及給運(yùn)行維護(hù)帶來較大困難，一般盡量采用風(fēng)冷方式。110kV變電站SF6氣體絕緣電力變壓器采用風(fēng)冷卻方式。為此，在縱向兩側(cè)各設(shè)1個(gè)天井式的風(fēng)口，一個(gè)為進(jìn)風(fēng)口，一個(gè)為排風(fēng)口。各層取風(fēng)管統(tǒng)一從進(jìn)風(fēng)口取風(fēng)，流經(jīng)各設(shè)備用房，然后由排風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管將室內(nèi)的熱空氣抽至排風(fēng)口排出室外。通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)電源控制回路應(yīng)能接受消防系統(tǒng)的信號(hào)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，自動(dòng)切斷排風(fēng)機(jī)的電源。另外主控室和高壓配電室可裝設(shè)空調(diào)。

　　2、噪音處理

　　由于所有設(shè)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(jìn)、排風(fēng)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(fēng)機(jī);

　　(2)進(jìn)出風(fēng)井處設(shè)置厚片式消聲器;

　　(3)進(jìn)、出風(fēng)口處設(shè)綠化帶吸聲;

　　(4)降低風(fēng)管的設(shè)計(jì)風(fēng)速。另外，還可通過加裝吸音材料來降低噪聲。一般經(jīng)上述方法處理后，均能滿足環(huán)保要求。

　　(三)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　主要考慮工業(yè)污水和生活污水。生活污水初步處理后排入城市污水管網(wǎng)其排放標(biāo)準(zhǔn)按環(huán)保要求達(dá)到綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)中的3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)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(nèi)油水混合液需經(jīng)事故油池初步分離后，經(jīng)油水泵提升后由專用車輛運(yùn)走。

　　(四)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　一般全地下變電站可以配置二套監(jiān)控系統(tǒng)，一套監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全站所有電氣設(shè)備的監(jiān)視和控制(簡(jiǎn)稱電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng));另一套監(jiān)控系統(tǒng)用于變電站輔助工業(yè)系統(tǒng)的監(jiān)視和控制(簡(jiǎn)稱輔助工業(yè)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng))。如變電站的規(guī)模相對(duì)較小時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)亦可合二為一配置。

　　1、電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

　　電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用模塊化、開放式的分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。按照功能分散、集中監(jiān)控的原則設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)分為站級(jí)控制層、就地?cái)?shù)據(jù)采集控制層兩層。其設(shè)計(jì)原則與常規(guī)變電站基本一致。

　　2、輔助工業(yè)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

　　輔助工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，按集中控制層、功能系統(tǒng)層和據(jù)采集控制層配置。集控設(shè)備布置在地面控制室，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、水冷卻以及消防系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)功能以及控制室控制功能，集中控制層設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)通信。

　　3、全地下變電站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求

　　全地下變電站視頻監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)對(duì)地下變電站重要設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像監(jiān)視，運(yùn)行人員可以全方位地掌握地下站的運(yùn)行、安全防范和消防等情況，使變電站的安全運(yùn)行得到有效保證。應(yīng)俱備視頻圖像采集和處理功能、控制功能、視頻顯示功能、報(bào)警功能、圖象存儲(chǔ)回放功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能、與安防系統(tǒng)接口功能、與消防系統(tǒng)接口功能、系統(tǒng)安全功能。

　　結(jié)語

　　綜上所述，110kV全地下變電站的建設(shè)能提高對(duì)土地的綜合利用，改善城市景觀，優(yōu)化城市環(huán)境，同時(shí)有效解決噪聲污染、電磁輻射等問題。但其本身建設(shè)投資較大、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)缺乏，面臨建筑結(jié)構(gòu)等諸如多技術(shù)問題，對(duì)施工工藝、建設(shè)周期等方面也提出了很高的要求，需要在今后的工作中進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

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