綠色變電站和變電站設(shè)計(jì)模型

1、<p>　　綠色變電站和變電站設(shè)計(jì)模型</p><p>　　【摘要】建設(shè)環(huán)境友好型以及資源節(jié)約型的綠色環(huán)保變電站向來是電力設(shè)計(jì)工作研究者的重要課題之一。筆者對(duì)綠色變電站的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行具體探討，并主要從選址、土建以及電氣等方面的內(nèi)容對(duì)綠色環(huán)保變電站的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行相應(yīng)的論述。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】綠色變電站；環(huán)保；設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分

2、類號(hào)：U665文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1、前言 </b></p><p>　　隨著我國(guó)電網(wǎng)的飛速發(fā)展，能源日益緊缺，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，低排放、低污染以及低能耗的綠色電網(wǎng)的建設(shè)工程已逐漸成為電力建設(shè)發(fā)展進(jìn)程中的重要里程碑。以往的變電站存在著建筑標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)方案不一致并且建設(shè)與運(yùn)行的成本相對(duì)較高的情況，其中變電站裝修面積大、材料貴重、工藝復(fù)雜以

3、及功能配置重復(fù)等設(shè)計(jì)問題十分明顯。而隨著時(shí)代進(jìn)步發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的綠色環(huán)保變電站則是通過新技術(shù)、新材料、新設(shè)備以及新工藝發(fā)展起來的節(jié)能環(huán)保型變電站，極大程度上降低變電站對(duì)自然環(huán)境的影響，從而實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約化、效率最大化及管理智能化的環(huán)保目的。為豐富與發(fā)展變電站的環(huán)保設(shè)計(jì)實(shí)踐，筆者針對(duì)綠色環(huán)保變電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，并主要從選址、土建以及電氣等方面對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的研究分析，以期實(shí)現(xiàn)環(huán)境科學(xué)與建筑科學(xué)的相互融合。 </p><p&

4、gt;<b>　　2、站址設(shè)計(jì) </b></p><p>　　綠色環(huán)保變電站的選址應(yīng)首先注意減少對(duì)土地資源的占用再進(jìn)行精簡(jiǎn)的布置，其次還應(yīng)注意避開地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜、地質(zhì)災(zāi)難頻繁以及不良地質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重的地段，并對(duì)變電站選址中含豐富地下水及較高的瓦斯與礦脈地層進(jìn)行及時(shí)處理，對(duì)環(huán)境的植被恢復(fù)和水土保持及時(shí)地采取相應(yīng)的有效措施。與此同時(shí)，綠色環(huán)保變電站的選址還應(yīng)符合電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)要求，應(yīng)盡可能地降低運(yùn)

5、行的費(fèi)用以及線路建設(shè)的投資，因而需要靠近負(fù)荷中心并留出線路走廊，以減少線路之間的相互跨越和交叉。除此之外，由于變電站在施工過程中有拆遷及意外事故的可行性，及其運(yùn)行期間難免逸出有害氣體及影響礦脈地下水層，因而變電站應(yīng)避免建設(shè)于居民居住區(qū)域附近。 </p><p><b>　　3、工程設(shè)計(jì) </b></p><p>　　3.1土建方面的設(shè)計(jì) </p><

6、;p>　　3.1.1節(jié)約土地資源 </p><p>　　綠色環(huán)保變電站的設(shè)計(jì)首先應(yīng)避免對(duì)土地資源的浪費(fèi)，其應(yīng)少占農(nóng)田而充分地利用荒地，并運(yùn)用自然地形的優(yōu)勢(shì)對(duì)排水工作進(jìn)行有效的處理。變電站的總布置及豎向設(shè)計(jì)應(yīng)選擇適宜的場(chǎng)地標(biāo)高設(shè)計(jì)，進(jìn)而減少邊坡支擋、土石方以及地基處理的工程量，并盡量地實(shí)現(xiàn)土石方的平衡以減少水土的流失。此外，綠色變電站的站內(nèi)建筑物也應(yīng)采取相應(yīng)的節(jié)能措施，其建筑設(shè)計(jì)在體現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)的同時(shí)，還應(yīng)

7、注意施工的便捷、工藝的簡(jiǎn)潔以及與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)性。 </p><p>　　3.1.2建筑節(jié)能方案 </p><p>　　綠色環(huán)保變電站的建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能措施如下：①為滿足四季的日照要求及充分地利用天然能源來改善室內(nèi)熱環(huán)境，變電站站內(nèi)主要建筑物的空間設(shè)計(jì)應(yīng)爭(zhēng)取優(yōu)良的朝向；②門窗的節(jié)能方案可選擇減小建筑物的外門窗面積可有效地提高氣密性及其保暖性能，進(jìn)而減少冷風(fēng)滲透。此外，應(yīng)用密閉性能優(yōu)良的保溫門

8、窗或設(shè)置保溫封條也能改善門窗的保暖性能；③建筑物的砌體應(yīng)采用機(jī)制免燒磚而避免使用實(shí)心粘土磚，或是采用熱工性能優(yōu)良的頁巖空心磚以及增設(shè)導(dǎo)熱系數(shù)較高的隔氣層和隔熱材料來減少室內(nèi)外的熱交換；④在建筑結(jié)構(gòu)方面可采用高強(qiáng)鋼以及合理的結(jié)構(gòu)形式來節(jié)約鋼材和鋼筋混凝土的用量；⑤值班功能區(qū)中電線電纜埋管及管道應(yīng)進(jìn)行有序排列；⑥采用低碳環(huán)保的裝飾、裝修材料以降低有毒有害氣體的排放量。 </p><p>　　3.1.3水工、暖通以及消

9、防方面 </p><p>　　設(shè)計(jì)綠色環(huán)保變電站時(shí)應(yīng)對(duì)水工、暖通以及消防等方面進(jìn)行相應(yīng)的考慮，首先，在水工方面，變電站的站區(qū)給水加壓設(shè)備應(yīng)該運(yùn)用變頻變量的氣壓給水設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)在于可以根據(jù)實(shí)際用水量來對(duì)水泵進(jìn)行自動(dòng)控制，在不工作、變頻工作或是不用水的情況下可以通過氣壓罐進(jìn)行穩(wěn)壓，進(jìn)而水泵自動(dòng)地停止運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。其次，在暖通方面，除了必要的生產(chǎn)用房之外可以撤銷職工休息用房的空調(diào)設(shè)施，換用自然通風(fēng)的方式節(jié)能。再者，在

10、消防方面，可以采用氣體滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧系統(tǒng)或者合成泡沫滅火系統(tǒng)等在占地面積、環(huán)保以及用電量比水噴霧更具優(yōu)勢(shì)的消防系統(tǒng)。最后，在變電站的排污水防治方面，當(dāng)變電站位于水源保護(hù)區(qū)時(shí)應(yīng)設(shè)置專業(yè)的污水處理裝置；當(dāng)其位于干旱地區(qū)時(shí)，可以將生活污水進(jìn)行有效處理之后用于灌溉旱地，從而實(shí)現(xiàn)污水的再利用。 </p><p>　　3.2電氣方面的設(shè)計(jì) </p><p>　　3.2.1站區(qū)的設(shè)計(jì) </p&g

11、t;<p>　　綠色環(huán)保變電站的布置應(yīng)根據(jù)實(shí)際選址的出線規(guī)劃、場(chǎng)地條件以及進(jìn)所道路進(jìn)行合理的布局，在滿足運(yùn)行要求的同時(shí)還應(yīng)考慮到供電的可靠性以及近遠(yuǎn)期擴(kuò)建的配合程度。此外，還應(yīng)選用合理適宜的配電裝置形式，對(duì)于敞開式的布置，其高電壓的母線應(yīng)采用管型母線，進(jìn)而發(fā)揮其布置清晰與所占面積小的優(yōu)勢(shì)；對(duì)于狹小場(chǎng)地可選用全戶內(nèi)布置的形式。與此同時(shí)，對(duì)于選用分相中型的裝置，應(yīng)采用節(jié)省占地面積的三柱式共靜觸頭的隔離開關(guān)、垂直斷口的隔離開關(guān)以

12、及懸掛式阻波器等。 </p><p>　　3.2.2設(shè)備的選取 </p><p>　　綠色環(huán)保變電站應(yīng)盡量地選用壽命周期之內(nèi)安全系數(shù)較高的設(shè)備，以期減少維護(hù)工作量及意外事故的發(fā)生，還應(yīng)選用少污染、低聲噪的環(huán)保設(shè)備與工藝，并采取相應(yīng)的隔聲、消聲、防火以及減振措施。節(jié)能減排的設(shè)備有：①選用光伏電池的綠色電力為變電站提供部分電能可以有效地降低碳排放，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)及合理利用資源的有效途徑之一；②

13、選用短路阻抗低的變壓器，可有效地節(jié)約制造變壓器的絕緣油進(jìn)和鋼材，從而減少了此類物質(zhì)的碳排放量；③采用非晶合金站用變壓器，其空載損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的鐵心變壓器，節(jié)能減排的效果十分顯著；④采用綠色照明技術(shù)，即運(yùn)用高效的照明光源與燈具，可將變電站內(nèi)的照明依據(jù)場(chǎng)地與功能相互進(jìn)行區(qū)分，從而達(dá)到節(jié)約用電的目的。 </p><p>　　3.2.3采用智能化一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 </p><p>　　智

14、能化一次設(shè)備即具有數(shù)字式接口的智能變壓器、電子式互感器、智能避雷器以及智能組合電器等，此類智能化一次設(shè)備的控制操作與檢測(cè)信號(hào)回路均運(yùn)用微處理器智能終端以及光信號(hào)進(jìn)行傳輸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)機(jī)電式繼電器與控制回路的結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備則是運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)交換開關(guān)量、模擬量以及控制命令等相關(guān)信息，采用光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直接式的通信可有效地省略了傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)一次設(shè)備與二次設(shè)備間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的控制電纜模式。網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)各智能電氣設(shè)備間的互操作及共享

15、。在綠色環(huán)保變電站的設(shè)計(jì)中運(yùn)用保護(hù)狀態(tài)控制及順序控制等高級(jí)應(yīng)用功能可有效地集中監(jiān)控及保護(hù)設(shè)備，從而減少電纜的用量，并通過合理選擇電纜截面及優(yōu)化二次設(shè)計(jì)來降低電解銅的高消耗。 </p><p>　　4、綠色變電站的設(shè)計(jì)方案 </p><p>　　（1）站址選擇：彌渡變站址距離公路近，交通方便，便于設(shè)備的運(yùn)輸，同時(shí)也減少了新建進(jìn)站道路的工程量。站址所在的地形四周開闊，障礙物少，方便進(jìn)出線的引接

16、，同時(shí)場(chǎng)地未發(fā)現(xiàn)斷層、滑坡、崩塌、泥石流及巖溶等不良地質(zhì)作用存在，場(chǎng)地穩(wěn)定，適宜建筑。 </p><p>　?。?）懸吊管母布置方式彌：渡變電站采用了懸吊管母的布置方式，減小間隔寬度，減少構(gòu)架受力，增加變電站設(shè)備安裝的靈活度，同時(shí)其抗震能力也能承受住8度的地震烈度 </p><p>　　（3）35kV配電裝置室的布置：35kVI、II 段配電室合為同一建筑。該方案較 35kV 配電室采用三

17、棟獨(dú)立的建筑，站區(qū)圍墻占地面積可減少902.41m2，減少了征地所需費(fèi)用。 </p><p>　?。?）主變選擇：彌渡變所需的主變?nèi)萘看?，運(yùn)輸重量大，而變電站位于邊遠(yuǎn)山區(qū)，因此采用三相組合式變壓器，將主變分拆運(yùn)輸，減輕運(yùn)輸重量，避免變壓器占地面積大的缺點(diǎn)。 </p><p>　?。?）站用變選擇：由于非晶合金變壓器在站用變上的制造經(jīng)驗(yàn)有限，彌渡站用變采用 S11 型變壓器，其空載損耗比S9

18、型下降20% ～ 30%，空載電流下降70% ～ 80% 設(shè)2 臺(tái)站用變，將其中一臺(tái)作為施工電源變，待施工完畢后用作站用變站用電屏選用GCS系列智能屏，380 /220V站用電系統(tǒng)為單母線分段接線，進(jìn)線采用 ATS 智能開關(guān)自行完成站用電備自投功能 </p><p><b>　　5、結(jié)語 </b></p><p>　　隨著低碳經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念已逐漸成

19、為了現(xiàn)實(shí)，并于變電站中嘗試實(shí)施。綠色環(huán)保變電站為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出了有益的嘗試，并為電力建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展開辟了一條先河。綠色發(fā)電、供電以及用電的綠色鏈條也在綠色環(huán)保建設(shè)工程之中發(fā)揮不可或缺的作用，綠色環(huán)保變電站的設(shè)計(jì)將對(duì)資源節(jié)約型及環(huán)境友好型的和諧社會(huì)的構(gòu)建和發(fā)展做出愈來愈多的貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]卜一德