浅析汕头电网110kVGIS变电站的土建设计

>　　蔡霞



无人值班土建设计环境保护
　　结合新形势下对新型变电站的要求，探讨分析同容量、同类型的110kVGIS汕头珠辛变电站、长厦变电站和保税变电站土建设计中的一些问题。

1建筑设计
　　由于110kVGIS珠辛变电站、长厦变电站及保税变电站均为无人值班站，为此，在建筑设计中体现无人值班与有人值班的区别，是土建设计的首要问题。
1.1站址概况
　　上述3座变电站均位于密集住宅区或工业区的宝地内，用地面积受城市规划、工程建设征地、拆迁工作量和工程造价等多方面因素的限制较大，周围环境对防火、防爆及噪声的控制要求较高。变电站只有把电气设备高度集聚的排布，按屋内型、小型化的设计思路把占地面积压缩到最小，才能达到上述要求的各项指标。
1.2建设规模和设备选型
　　3座变电站主变压器容量均为3×40MVA的山开关厂的GIS，110kV接线形式为线路—变压器组。
1.3建筑设计
　　由于GIS设备具有整体尺寸小、防污性能好、结构重心低、抗震能力强、安装方便和维修周期长等优点，所以，建筑设计的指导思想就是在保证工艺流程设计基本不变的情况下，充分体现无人值班与有人值班的区别，尽可能地把GIS的优点在建筑设计中展现出来。具体措施为：
　　a）在建筑设计中考虑工艺流程更多，人的因素较少，尽可能地突出平面布置较有人值班站灵活及用地节约的特点，设置功能性较强的综合配电楼；
　　b）取消主控楼及楼内的辅助功能房，压缩楼内仅存有的控制室的整体尺寸，改为改善工作环境而设置的吊顶；
　　c）在满足设备安装和检修的前提下，通过梁下合理预埋吊环，取消使用率不高的吊车，使GIS间的高度降低1．5～2．0m；
　　d）建筑选材结合热带气候地区的特点，重点表现美观、经济和实用，建筑格调尽可能与景观和周边环境融合。
　　经过多种方案的优化比较，综合配电楼的合理布局设计为：底层为10kV配电装置,第二层为110kVGIS设备，控制室则利用GIS与其它工艺间的高差来布置，这样，平面和空间都得到充分地利用，详细情况见表1所示。

　　注：珠辛变电站、长厦变电站、保税变电站设计年份分别为1994年、1996年、1999年。
　　
从表1我们可以看出，3座GIS变电站不论是建筑平面的布置、设备占用空间均有减小之趋势，说明改进措施到位，建筑设计更加趋向合理化。
2消防模式
　　消防既是安全生产的保障，也是经济的组成部分。如何合理划分消防空间，做到经济而不浪费是土建设计的第二大问题。
　　由于珠辛变电站、长厦变电站及保税变电站地处市区，电缆回路数多，电气设备高度集聚、档次较高，一旦发生火灾并形成蔓延之势，后果不堪设想，故在消防模式上应比有人值班站的要求来得更为严格，而有关规范和规程均没有如何具体实施的防护细则，因此，消防原则就是加强防火分区，采用耐火建筑材料，尽可能地把火灾封闭在划分区域中，防止火灾蔓延，减少或杜绝火灾隐患，具体做法介绍如下：
　　a）在珠辛变电站中，我们采取将全站分隔为地下电缆层、10kV配电室、110kVGIS间及主控室4个防护区，通过组合分配全淹没“1301”固定灭火系统实施保护，同时配一台“口探”IPEO－10L型火灾报警控制器并遥信有关部门，以确保全站在无人值班状态下的消防安全需要。
　　b）在长厦变电站中，我们将防护区的空间缩小，防护区虽分为10kV配电室、电容室、110kVGIS间及主控室等5个部分，通过组合分配全淹没“1211”固定灭火系统实施保护，但全站的消防投资却较珠辛变电站大大降低。
　　c）在保税站中，我们主要采取装设火灾自动报警装置，以及针对主控室及有油化设备的电容室，设置全淹没国产气熔胶（EBM）的固定灭火系统实施保护，全站消防投资又有所下降。
3场地标高
　　汕头市位于南海北部沿岸韩江入海口，属南亚热带季风气候，每年4～9月受东南季风、台风及热带低气压的影响，降水量达年雨量的82．2，仅6月就占了全年的21．8，年暴雨日达8．0d，所以场地标高确定是土建设计的第三大问题。
　　作为重要能源的枢纽，有关规程要求110kV变电站场址标高宜在频率为0．02／a的高水位之上；沿江、河、湖、海受风浪影响的变电站，堤顶标高还应考虑频率为0．02／a的风浪高和0．5m的安全超高。因此，对于设置有半地下电缆间的珠辛变电站,以及濒临海边仅百米左右的长厦变电站和保税变电站，由于无人值班险情难于及时发现，在确定场地标高时，更应十分重视解决东南季风带来热带海洋气团处于潮湿不稳定状态时，易出现暴雨形成夏汛，以及台风暴雨形成秋汛等造成洪涝和场地积水滞留的问题。
　　目前，汕头市的防洪标准并不高，汕头大围的防洪（潮）堤仅按抗御50年一遇洪水超高1．5m标准进行设计，但为使变电站与城市二者之间有一定的统一性，故场址标高的确定着重需要考虑两个方面：第一是充分考虑建站后外界环境会发生变化的因素，适当减少场址与外界之间高差形成的填方量，而相对提高全站核心———综合配电楼的设计标高，使室内外高差达0．45m；第二是保障与市政设施的有效衔接，为站内各类管沟提供顺捷的路径，便于站区内的常规自流式砂井导流排水管道及时地将积水排至站外的城市排水系统中，防止雨水倒灌站区。
4环境保护
　　环保对GIS变电站的要求主要有以下几个方面：控制电气设备运行中产生的工况噪声；对运行中SF6气体进行质量监督与管理；减少生活排污及净化主变压器事故时的排油。
　　主变压器是变电站的最大热源，同时也是站内的主要噪声源。一般主变压器的噪声声级为75～85dB，大大超过国家对城市区域环境噪声的限制值。若主变压器采取室内布置，其噪声虽得以控制，但通风散热投资增加，而且通风噪声及排除的热风仍将对周围环境有一定影响，故从一开始，我们就将珠辛变电站、长厦变电站和保税变电站定位为半户内型的城市变电站，因此全站最敏感的问题便是控制主变压器的噪声。由于无人值班，该噪声源对站区影响甚小，对外界影响较大。因此，在变电站选址时，尽可能地选择在工业区内，避开噪声敏感区域(如密集的居民点、文教区和医疗区等)。在进行总平面布置时，充分利用建(构)筑物隔挡噪声；有条件时，还尽可能地利用道路、河沟及绿化等天然缓冲地域，使噪声声级随距离增大而衰减，将其强度控制在国家标准内。其次为保障工作人员的身体健康，设计时还重点考虑了GIS设备间的室内通风换气。由于GIS设备壳内是以一种比空气重5倍左右的非金属氟化物(SF₆)作为绝缘和灭弧介质，该装置多少有一些微量SF₆泄漏，为防止SF₆气体泄露时滞留室内而引起缺氧，或因GIS设备故障产生SF6有害副产物，建筑设计时按GIS空间体积3～5倍换气量的通风设施考虑定期通风，并要求在GIS设备检修前，先进行15min的通风换气。此外，主变压器事故率很低，无人值班站的生活污水量很小，设计中辅以的总事故油池和三级化粪池较容易满足主变压器的事故排油及生活排污的要求。
5结束语
　　随着经济的发展，中心城区负荷密度越来越高，建设数目众多的城市变电站势在必行。而土地资源的缺乏，不仅使得地价极其昂贵，有时还使得一座变电站仅落实站址、解决通道和拆迁，以及报批等前期工作就花费上5～6年的时间，所以，提高场地利用系数，结合效益统筹考虑联合建筑，提高变电站的综合利用率，是今后城市变电站设计的发展趋势，也是城市变电站对土建设计提出的更高要求。


参考文献


［1］DL／T5056—1996，变电所总布置设计技术规程［S］．
［2］GB／T8905—1996，六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则［S］．