基于“两型一化”变电站设计中的研究

2010-08-15沈金山

科学之友 2010年24期

沈金山

（茂名市粤能电力股份有限公司，广东茂名 525000）

随着国民经济的发展，在对变电站建设施工要求越来越高的今天，贯彻深入开展标准化建设的要求，在通用设计的基础上，按照完善设计导则、组织宣贯培训、协调督促检查、抓住设计龙头等关键环节，全面组织开展“两型一化”变电站设计和建设工作。山西省将太原110 kV东太堡变电站作为“两型一化”试点工程，目前该工程已竣工投产。

1 建设“两型一化”变电站的要求

“两型一化”就是资源节约型、环境友好型、工业化。“两型一化”变电站建设是传统设计和建设理念的一次变革，秉持节能环保、科学发展原则，应用全寿命周期管理理念和方法，内容涵盖变电站规划设计、建设管理、工程施工、运行维护等建设全过程。

“两型一化”变电站就是按照变电站的功能要求，进一步明确其工业性设施的定位和配置要求，剥离冗余功能，突出基本和核心功能，实现变电站全过程、全寿命周期内“资源节约、环境友好”，深化标准化建设，降低变电站建设和运行总体成本，完善变电站典型设计，倡导公司变电站工程建设的方向，推进标准化建设，实现公司电网建设方式的转变。

2 110 kV变电站工程

2.1 工程建设规模

某变电站位于广东茂名市，容量为3×50 000 kVA，电压等级为110/10 kV，本期主变为2×50 000 kVA。110 kV采用扩大内桥接线方式，最终进出线2回，本期一次建成，采用屋内GIS（组合电器）设备。

10 kV采用单母三分段环形接线方式，最终出线36回，本期单母分段接线，出线13回，配置中置式开关柜26面，包括主变4面、出线13面、分段开关1面、分段插头2面、PT（电压互感器）避雷器2面、电容器出线2面、接地变出线2面，户内开关柜双排布置。10 kV无功补偿装置最终6组，本期2×4 800 kVar。

接地变容量为1 000/100 kVA，消弧线圈容量为900 kVA，低压侧容量为100 kVA，本期2组。110 kV东太堡变电站是太原电网的110/10 kV降压变电站，所有配电装置均安装在一幢建筑物内。根据太原电网的实际情况，主变压器采用 50 MVA变压器，变压器采用自然冷却方式，无冷却风扇，可大大降低变电站的噪声，对周围环境基本上无噪音污染。

2.2 建设中的问题及解决方法

（1）优化变电站的占地和建筑面积。由于变电站地处城市主干道附近，并且位于城市发展的规划区，因此该地段的地价高，征地手续繁琐。同时考虑到国家针对土地征地有严格规定，禁止大面积滥用土地。因此，设计时采用电气设备全室内布置方式，将主变压器等大型电气设备全部布置于室内，而变电站场区内，除设置能满足设备交通运输的环形道路外，只设置了用于事故排油的废油箱和污水池，其余附属设施均取消。配电楼设计为一字形布置，占地53 m×22 m＝1 166 m2（轴线计），变电站围墙内占地面积为72 m×34 m＝2 448 m2，折合3.67亩，这样便将变电站征地有效地控制在4亩以内，从而节约了占地面积，进而减少了在土地征用上的投资费用。

（2）取消110 kVGIS室内行车，以降低建筑层高。为了减少工程造价，节约投资，节约行车运行维护费用，110 kVGIS室取消了以往设置的 5 t行车，改为定点布置安装吊钩，使得110 kVGIS室的层高由10 m降到7.3 m，节约了工程造价，使得变电站的外立面错落有致，丰富了立面造型。

（3）采用平屋面。根据变电站所处的气象条件环境，屋顶宜采用结构找坡平屋面设计，这样设计能减小屋面自重荷载和基础截面面积，从而降低配电楼的单平米综合造价。结构找坡为屋面防水提供有力条件，这样可以减少变电站运行时期对屋面检修维护的费用。

（4）变电站围墙选用清水围墙，围墙高度为2.3 m，砌体材料采用节能、环保型建筑材料。变电站围墙采用双面清水围墙，在节约涂料费用的同时，也提高了美观度，更能与周围的环境相协调；围墙高度设计为2.3 m，材料采用环保型炉渣砖砌块，这样在满足防盗要求的前提下，能够适应环保和节能的设计理念。

（5）简化内部装修。装修按照“两型一化”试点变电站建设设计导则（以下简称为导则）以简洁适用为原则，如GIS室、开关控制室的地坪采用耐磨地坪，取消了控制室、继电器室等房间的吊顶。变电站主要的设备室均采用环氧树脂地坪，这样能满足施工和运行维护等要求，防止地坪磨损，降低地面过早破坏的风险，从而提高使用寿命；其他非生产用房采用普通地砖，降低建设和使用成本；建筑物室内抹灰均采用中级涂料，在满足使用要求的情况下，不追求高档和奢华，力求符合工业化标准。

（6）窗型及布置优化根据“两型一化”导则要求，一般房间外窗宽度不宜超过1.5 m，高度不宜超过1.5 m。根据国网典设B－5方案设计，将14扇窗的高度由1.8 m改为1.5 m，满足了导则要求。窗户洞口按照1.5 m×1.5 m的标准设计，可以增大纵横墙的面积，提高结构的抗震能力和可靠性，同时由于窗户洞口缩小，使房间的采暖要求减低，从而减少了冬季采暖的电能损耗，节约能源，满足环保节能要求。

（7）变电站竖向布置。由于变电站地处太原市规划区，规划道路附近属于临街建筑，因此，在变电站竖向布置设计中，结合城区特点采用集中排水方式，防止变电站内的积水散排，对城市造成污染；变电站内设置100 m3污水池用于将变电站内的生活污水集中，统一将其排向变电站附近的排洪渠内；变电站的雨水通过雨水口集中，统一排向城市排水系统中，有效地防止了雨水的四处漫流；设置事故油池，预防由于突发事故所产生的变压器废油污染环境。通过以上措施的设计，有效地执行了“环境友好型”的设计理念，增强了环保意识。

2.3 设计与施工的特点

（1）取消变压器室大门。主变压器布置在户内，采用主变压器本体与散热器水平分体布置形式，取消了常规的变压器室大门。变压器室预留门洞，待变压器就位后，用砖封堵门洞，主变本体用隔声房加以封闭，阻隔主变本体的低频噪声，而散热器侧面、顶面镂空或敞开布置，这样可使变电站噪声降低10 dB以上，符合二类区的噪声标准。

（2）采用自冷变压器。采用自冷方式不带风机，消除风机噪声影响以及电能消耗。

（3）建筑设计。站内建筑按工业建筑标准，采用统一标准、统一模式布置。建筑物外立面与周围环境相协调，采用节能、环保型建筑材料，外墙无凹凸面，东西向外窗利用窗帘遮阳，外墙装饰采用涂料。110 kV变电站立面设计在原110 kV典型站立面基础上进行了深化，在保持原有风格的同时，墙面增加多处横向分格线，将立面构图元素（门、窗、栏杆等）结合得更紧密，并进一步强调几何性，突出工业建筑的特色。

（4）采用新型砌块、商品混凝土和砂浆。变电站采用节能、环保型建筑材料，框架填充墙采用混凝土小型空心砌块，采用商品混凝土和预拌砂浆，不使用粘土砖。据测算，110 kV变电站采用新型墙体材料，如小型混凝土空心砌块，约可节约标煤18 t；采用商品砂浆替代现拌砂浆后，110 kV变电站可节约标煤7.44 t。

（5）采用防眩通路灯设计。变电站站区照明要求较高，主要是为了满足运行、维护、检修和防盗等要求，但光源污染尤其是眩光污染对人体造成的伤害也是相当巨大的。眩光分为直接眩光、间接眩光和光幕眩光，不适眩光和失能眩光会让人感到不适或失去视觉功能。防眩通路灯可以有效地防止眩光污染，而且节约电能，使用寿命长达30 000 h。因此，在设计中采用了防眩通路灯，保护检修运行人员不受眩光伤害，防止眩光对周围环境和人民生活造成污染。