220kV城市全戶內變電所總平面建筑風格設計探討

劉 燕

[摘要]在城市的建設發展中,會面臨城市變電所設計的諸多問題,以新光變電所工程的成功經驗為主線,通過對其總平面布置、建筑結構特點的論述和分析,闡述城市變電所設計中建筑風格、占地面積、消防、環保等方面的做法及建議。

[關鍵詞]城市變電所總平面建筑風格 環境保護

中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120094-01

隨著城市經濟的發展,用電負荷的增長對變電所供電能力提出了更高的要求。新建變電所在城市中心地帶不斷出現,那些被包圍了的老變電所也因存在擴建困難,運行年代較長,設備陳舊,供電可靠性差而面臨改造的問題?？紤]到城市規劃、環保、節約土地資源等方面的因素,城市全戶內變電所的設計需要進行認真的優化和研究。2004年我們受無錫供電公司的委托,對110kV南郊變電所進行升壓改造,經過認真調研搜資,方案論證,設計了一座具有城市現代風格的全戶內變電所,方案受到了建設單位、地方政府以及各級領導的一致贊賞。新光變改造成功之處主要在于電氣設備與建筑物的巧妙結合,建筑結構形式滿足使用功能,占地面積小,符合環保要求,主要建筑簡約并不簡單的獨特設計理念,使之與周圍環境和諧地融為一體。

110kV南郊變電所位于無錫市城中心區域,是無錫市供電規劃中的“城中分區”南片主要電源之一,該變電所始建于1955年,原為35kV變電所,1959年升壓為110kV變電所。該變電所主變容量為2*50MVA,運行電壓為110/35/10kV,其中110kV進線2回,擴大內橋接線,35kV出線6回,雙母線帶旁接線,10kV出線16回,雙母線帶旁接線。該變電所圍墻內占地面積為11250m2(116m*97m)。根據無錫市城市電網規劃,南郊變需升壓為220kV新光變電所。設計本著因地制宜的原則,設計中盡可能考慮采用占地面積小的配電裝置,通過多次的技術經濟比較,最終決定采用GIS戶內布置方案。改造后的方案占地2176m2(34m*64m),合3.264畝,較原有占地節省土地13.6余畝。

主接線及設備選型方案,本著節省投資的原則,新光變電所設計規模為3臺240MVA變壓器;220kV遠期3回;110kV遠期12回;35kV遠期10回。設計中對采用GIS設備的電氣主接線進行了簡化,220kV采用線路變壓器組接線,110kV采用雙母線接線,35kV采用單母線分段接線。

在總平面布置上力求簡潔明快、緊湊合理,220kV、110kVGIS與主變壓器采用單層一體化建筑,電氣設備均安裝在一層,二次設備室位于二層,110kV GIS室位于廠房西側;主變壓器本體位于廠房中部;220kV GIS室與主變壓器室相鄰,布置成一對一地結構,清晰明朗;35kV開關室位于廠房西北側;電容器室毗鄰主變壓器室及110kV GIS室,位于廠房南側,二次設備室位于廠房北側,整體布局緊湊,配電裝置分區明確,既節省占地又便于施工安裝、運行維護。主建筑周圍設環行道路,方便設備運輸及安裝。

城市變電所應考慮對周邊環境和臨近工程設施的影響和協調,城市變電所的建筑外型,建筑風格應與周邊環境、景觀、市容風貌相協調。新光變的建筑結構風格打破了常規變電所的固有模式,創造出了一種既滿足使用功能,又與周邊環境相協調的建筑結構形式。總體布局與城市建筑有機結合,主要建筑物通過合理、緊湊、適用、經濟的布置,造型簡潔、新穎,成為城市建筑協調群體的唯一,強調了人對建筑的感應。設計中,對工程造價做了適度的控制,采用了小跨度的結構,結構選型合理實用。主體采用局部二層框架結構體系。避免了常有的結構錯層和復雜的結構體系,受力明確,結構合理、簡單,施工方便。合理減小110kV地下電纜層層高,利用天然地基淺埋式基礎,配電裝置均布置在一層,可以減少施工周期,減少土建施工難度,最大限度的方便安裝與運行維護。變電所按全程序化無人值班設計,適度減少了主控制樓的建筑面積,對主入口立面,做了重點處理。簡單明快的一體化建筑,彰顯了設計的獨具匠心。整體建筑結構選型合理,施工簡便,節約建筑能耗。與相同規模工程相比,有效減少了所區占地面積。

由于新光變地處市區,周圍多為居民樓房,消防系統的正常運行對變電所的安全生產尤為重要?？紤]電氣設備的特殊性,首先嚴格執行各建筑物應有的耐火等級和防火間距,裝設了火災自動報警系統、滅火系統及防火封堵系統?？紤]到變壓器本體內含有大量的易燃性物質,變壓器著火時,會將火噴至附近的物體,變壓器防火是設計的重點,設計中將變壓器布置在戶內,在變壓器本體裝設排油注氮系統,鋼筋混凝土框架結構及周圍的墻體均能達到3小時以上的耐火極限,排油注氮系統可有效防止變壓器爆炸及重燃,以上設計可有效避免火災對周圍的建筑與居民的影響。

對于城市變電所,噪音治理是不容忽視的電網環保問題。變電所噪音源主要有變壓器和軸流風機、斷路器噪音構成,變壓器是持續交流噪音,主要來源于變壓器本體和冷卻系統兩部分,斷路器是電沖擊噪音,軸流風機是機械震動噪音。首先在設備選型上,全部采用低噪音電氣設備,220kV、110kV采用SF6氣體絕緣組合電器,35kV采用SF6氣體絕緣開關柜,變壓器采用自冷式低噪音變壓器。其次在建筑結構形式上采取措施將噪音降到要求值以下。電氣設備采用全戶內布置,變壓器本體布置于戶內,變壓器室門采用隔音防火門,變壓器散熱采用自冷式散熱器。在設備布置上,變壓器的位置盡量遠離周圍的民用建筑。變壓器室布置在GIS室與散熱器室之間,通過距離的衰減,減少對周圍建筑的影響。通過以上措施,新光變噪音得到了很好的控制。變電所投運時順利通過了環保部門的驗收。新光變電所以環境友好型的設計理念,真正融入到城市建筑的群體。

在平面布置上,220kVGIS與變壓器采用一對一的布置,有效壓縮了建筑面積,220kVGIS向主變的引線通過油氣套管可直接接入對應的主變,減少了管道的長度,散熱器室外墻采用鏤空隔柵,即達到自然通風散熱的效果又豐富了立面造型。

結束語:新光220kV變電所設計新穎、布局緊湊合理、設備先進,建筑物造型設計與周邊環境協調一致,融為一體,既展示變電所固有結構形式的特點,又實現了建筑設計簡潔、新穎。工藝結構上的協調和獨到處理,賦予變電所工業建筑設計新的活力。城市變電所的設計要認真解決好建筑與周邊環境的協調,與城市規劃的統一,解決好消防、噪音等環保問題,使城市變電所融入到城市建筑的群體,成為真正意義上的環境友好型變電所。

參考文獻:

[1]《電力工程電氣設計手冊1電氣一次部分》,水利電力出版社.

[2]《220～500kV變電所設計技術規程》DL/T5218,中國電力出版社.

[3]國家環?？偩?《環境影響評價工程師職業資格登記培訓系列教材-輸變電及廣電通訊》.