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對城區地下變電站與民用建筑合建的探討
更新時間:2020-08-08 發布:www.601886.tw

作者:廣州電力設計院蘇偉

  隨著經濟的不竭成長,廣州的人均國平易近經濟產值1997年已位居全國各年夜城市第2名,并成為珠江三角洲的經濟、文化、政治及金融中心,出格是近幾年房地產的開發,供電負荷猛增,使變電站的散布越來越密,并逐漸深進到市中心生齒濃密區。為此,在城區建設變電站就面臨一些新的問題。

1 問題的提出

  城區房地產的開發和舊城改造,使深進市中心的變電站越來越多,其建設難度也越來越年夜,主要面臨下列幾個問題:

  a)用地嚴重,站址難覓,即使能征得用地,面積也很是小,設計難度年夜、要求高。

  b)征地拆遷費用很是昂貴,已遠遠超越建變電站的費用,致使每千伏安造價很高。

  c)市中心往往為富貴的商業用地,有著極高的商業價值,出格對于廣州這樣的城市來說,土地資本十分有限和貴重,如僅建1座3~4層的變電站,則土地得不到充實哄騙,是一種極年夜的資本浪費。

  d)與周圍情況協調的要求高,建筑的格調與景觀和情況要融為一體。

  e)防火、防爆、防噪聲的要求出格高。

  由于上述緣由,我們在對變電站進行設計時,就必需綜合斟酌,周全衡量各方面的利與弊。為解決這些問題,借鑒國外的經驗,出格是若何下降造價,提高土地的哄騙價值,斟酌在地下建變電站,地面上進行物業開發,不失為一種新的途徑、新的思緒。

2 基本技術原則

  由于變電站建設在富貴的商業區,對消防、噪聲的要求出格高,是以,在這類特殊情況中建地下變電站,就必需肯定以下幾點作為主要設計原則:

  a)簡化接線,盡量采用線路-變壓器組單元接線形式,10kV采用單母線分段接線,分段開關裝備自投。當1臺主變或1條線路故障時,可保證不中斷供電。

  據領會,香港已投進運行多年的地下變電站,也是采用線路-變壓器組單元接線方式;但變壓器高壓側不設開關,只設負荷開關,且負荷開關裝在SF6氣體盡緣變壓器上,成為一整套裝配。多年的運行講明這一做法是成功的,不僅節省了投資,且可削減占地面積。

  b)裝備選型宜小型化,以削減占地面積,使整體安插趨于緊湊合理。

  c)全站裝備無油化,包括主變壓器采用進口的SF6氣體盡緣變壓器。這樣全站無易燃、易爆物,既能簡化消防系統,又可將火災的影響局限在地下,而不致影響到地面。

  d)簡化整體安插,盡量削減挖方量,削減裝備安插層數,以利便運輸和安裝,簡化消防、透風系統,同時為未來的運行維護締造優秀的條件。

  e)按無人值班站斟酌,設“四遠”系統。

  經由過程以上幾項措施,簡化設計,削減運行維護工作量,從而為地下變電站連系地面平易近用建筑的建造提供了現實的可行性。下面以一個100kV終端變電站為例進行論述。

3 變電站建設規模及主裝備選型

3.1 建設規模

  由于變電站地處富貴市區的負荷中心,其負荷密度相當高,故應盡量提高主變壓器容量。斟酌到10kV開關拒的容量通常是3150A,最年夜不跨越4000A,所以主變壓器容量取50MVA為好。如確需采用63MVA的主變壓器容量,也可將2臺開關柜并列運行,固然需要設置平衡庇護。為此,可按表1規模斟酌。

3.2 主要裝備選型

  a)主變壓器選用進口的SF6氣體盡緣、三相雙卷風冷有載調壓變壓器。

  b)110kV裝備采用GIS,或組合式電器。使采用的負荷開關可直接與主變壓器組成一整套裝配,使裝備安插更簡明緊湊。

  c)10kV高壓開關柜可選用合資廠生產的中置式手車柜,或采用XGN型箱式固定封鎖開關柜,內裝真空開關。

  d)無功抵償裝配選用干式成套電容器裝配。

表1 110kV地下變電站推薦斟酌規模

名稱規模
主變壓器3×50MVA
110kV出線回路數3回
10kV出線回路數3×12回
無功抵償6×4200kvar

  e)變電站用變壓器、接地變壓器選用干式變壓器,且可將兩者功能合為一體,以削減裝備用房。

  f)蓄電池選用閥控式全封鎖酸性電池。

  g)二次裝備全站采用微機庇護裝配,同時裝設綜合無功自動調壓裝配。

  固然上述的裝備選型只是憑據地下變電站建在城市商業區的特點進行的,主要從節省用地,知足消防,利便維護的角度斟酌,也可作適當的修改。

4 整體安插與建筑結構的斟酌

  鑒于征地情況的千變萬化,不成能給出一種特定的模式,這里我們僅計議整體安插方案的一些原則性要求,以說明地下變電站的技術可行性。

  首先,要斟酌的是年夜型裝備的運輸通道。而且,既要斟酌地下部門通道,也要知足地面上運輸和消防通道的要求,同時還有垂縱貫道的要求。一般地面上可哄騙公路或計劃路等;垂縱貫道則可在人行道、綠化帶上預留吊物井,井口設可拆裝蓋板,日常平凡蓋上板,需要時掀開蓋板,即可進行吊裝運輸。如吊物井設在綠化帶上,則該通道還可以作為透風系統的風口。

  其二,應斟酌一次主裝備間的毗連。由于采用了簡化接線,變壓器高壓側裝備的毗連較易解決。110kV如采用負荷開關與ST6氣體盡緣變壓器整套裝備,則只需將電纜引出即可。而主變壓器低壓側與10kV高壓開關柜之間既可用電纜,也可采用母排接連。固然采用電纜具有靈活利便的優點,但由于電流年夜,使電纜的截面和數目也隨之增年夜,并使電纜與高壓開關柜的毗連難度增年夜,有可能加多一個過渡毗連柜。這將使本已有限的空間更為堅苦。母排則具有載流量年夜,毗連直觀的優點,但一般要求變壓器與高壓室靠近安插。在受地形條件限制時,則難以采用。

  其三,應斟酌地下變電站的結構與地面上平易近用建筑結構的協調關系。既要知足地下變電站的工藝要求,又要知足地面上平易近用建筑距離和采光的合理性。出格對高層建筑,整幢年夜樓的電梯井簡力筒位于中央,應注重其對地下站安插的影響。協調關系的黑白,是整個項目的關頭,也是我們進行設計的重點,由于這直接影響到整個綜合建筑的經濟性。

  眾所周知,主變壓器室和10kV高壓室占的空間最年夜,也是變電站的焦點部門。是以,設計時應充實斟酌到其運行維護的利便性,使安插清晰,便于操作、便于巡視,梁柱結構簡單,且能知足上層平易近用建筑的合理性要求,使距離合理,采光充沛,不發生暗間。上層平易近用建筑的功能可憑據具體情況而定,或為寫字樓,或為商住樓等。一般,裙房可斟酌首層為商展,第2~4層為停車場。

  其四,盡量使裝備安插在1層,使之清晰了然,緊湊合理,便于電纜的敷設毗連,便于運輸安裝和操作維護。

  最后,應憑據站址周圍的情況來肯定地面上平易近用建筑的功能,以獲得最好的經濟效益。同時還應斟酌與情況的協調,增強城市建筑的美學效果。

  曾對廣州地域某站進行了方案研究。該站總用地面積1512m2,可用地面積1100m2左右。整體方案安插:地下為變電站,主變壓器、高壓室散布在南北兩側,中心設年夜樓的電梯井,其它如控制室、電容器室安插在工具端。除主變壓器在-8.00m層外,其它裝備均安插在-5.50m層,下方設電纜層以利電纜敷設。變壓器低壓側采用母排毗連。站內設U型通道,另外在東北和西北角各設1個樓梯專供地下變電站日常平凡巡視維護和疏散人員用。整個站的安插清晰了然,緊湊合理,既便于運輸安裝,也便于操作維護。地面上首4層為裙房;第5~28層為室第,每層的建筑面積488.9m2,分為6戶。距離有兩房一廳和三房一廳,面積由55.2~81.4m2不等。因而可知,采用地下變電站與平易近用建筑合建的形式,技術上是可行的。

5 消防、透風及噪聲處置

5.1 消防系統

  變電站經常使用的滅火裝配凡是有以下幾種:水噴霧滅火系統、固定式氣體滅火系統和移動式或手提式氣體滅火器。

  地下變電站的上部為平易近用高層建筑,地處富貴的商業區,所以對消防的要求出格高。這一點在我們進行裝備選型時就已充實地斟酌到了。由于采用無油化裝備,如變壓器為SF6氣體盡緣,10kV高壓柜采用真空開關,變電站用變壓器、接地變壓器為干式變壓器,和采用干式電容器等,使得全站無易燃、易爆物,從基本上解決了消防難題,從而響應地簡化了消防系統,也提高了防火的平安性。為此,可不再設水噴霧系統和固定式滅火系統,只需在各電氣裝備間配備移動式或手提式CO2滅火器。固然,樓層走道分層設置CO2氣瓶,并設平安指示燈或指示牌,便于火災時人員疏散。

  站內各電氣裝備間、電纜層均應設置火災探測器,可采用感溫感煙探頭、線型感溫電纜等。由于地下站情況濕潤,尚應斟酌探測器的防潮功能。

  控制系統應具有監視、自動、手動、遠動等功能,且可將報警及控制旌旗燈號經由過程RTU傳輸到調劑中心或消防部門。

5.2 透風系統及噪聲處置

  地下變電站的透風系統與地面站分歧,其裝備的散熱透風必需依靠機械透風。主變壓器是全站最年夜的熱源,有水冷和風冷2種冷卻方式。由于水冷方式的復雜性及給運行維護帶來的堅苦,一般盡量采用風冷方式。

  為此,可斟酌采用由地面綠化帶自然進風,流經各裝備用房,然后由排風機經由過程風管將室內的熱空氣抽至室外。主控室和10kV高壓室可設空調。

  值得注重的還有對噪聲控制的要求。由于所有裝備均放置在地下,而混凝土墻及樓板自己已具有優秀的隔聲效果,是以只要在進、排風口接納消聲措施,就可有用下降噪聲。

  下降噪聲的主要措施:

  a)采用低噪聲軸流風機;

  b)進出風井處設置厚片式消聲器;

  c)進出風口處設綠化帶吸聲;

  d)下降風管的設計風速。

  另外,還可經由過程加裝吸音材料來下降噪聲。一般,經上述方式處置后,均能知足環保要求。

  另外一個必需斟酌的問題是電磁干擾問題。首先,在設計中,我們應盡量避免選用對外電磁干擾年夜的裝備,如空芯電抗器等。其次,在地面層設置好的屏障層,以削減對外界的電磁干擾影響。除此之外,還可采用一些屏障電纜以免受電磁場的干擾。

6 綜合哄騙的經濟性

  經由過程前面的論述,我們知道,為知足消防要求,我們選用SF6氣體盡緣變壓器和小型化、無油裝備,從而使部門裝備需從國外進口。為此,裝備購置費成倍增加,整個地下變電站的投資約為常規地面站的2倍及以上。但綜合哄騙后,將地面上平易近用建筑產權出售,則可收回投資。曾對廣州地域某站進行的可行性研究講明,對1個110kV終端站(規模如前所述),其技術經濟指標以下:

  總用地面積  1512m2
  總建筑面積  15231.6m2
  裙房     2280m2
  室第     11733.6m2
  地下站    1218m2
  建筑密度   37.7
  容積率    10.0
  土方量    9744m3
  變電站投資  6386萬元
  工程總投資  9580萬元
  室第等銷售價 9520萬元

  在征地費用不變的情況下,雖然地下站比地面站的費用增多約3400萬元,但斟酌在地面上建1幢28層的商住樓后,收益與支出基本持平。

7 竣事語

  經由過程以上的分析比力可知,對土地的綜合哄騙,不僅技術上可行,而且經濟效益較著:既能有用地提高土地哄騙率,改善城市景觀,優化城市情況,也能有用下降工程費用,并可以很好地解決消防和噪聲污染問題。

  如變電站本期只上2臺主變壓器,則效益更為較著。其發生的對社會的間接效益更是沒法估量。

  國外在這方面已有多年成功運行的經驗,我國一些年夜城市也有這方面的例子,并隨著經濟的成長,顯現出越來越迫切的需要。預計未來幾年,將會有更多的地下變電站泛起,?幢疚膶Υ四苡幸恍﹨⒖純r值。

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