淺析城市電網220kV變電站建設的技術要點

摘 要：現代社會，城市活動對于電力供應的需求與日俱增，城市各項功能的正常運行都需要充足、可靠、穩定的電力供應。龐大的電力需求和苛刻、復雜的供電質量要求對電力企業提出了一系列問題。作為城市供電網絡的關鍵組成，220kV變電站的建設工作就是其中一個重點。文章圍繞城市電網220kV變電站建設技術問題有關內容進行分析、討論，從設備選型、通風、防火、防嗓音處理、降低接地電阻值等多個方面進行了詳細闡述。

關鍵詞：變電站；技術要點；城市電網

引言

城市作為人類生活、生產的集聚區，在人類社會活動中發揮著至關重要的作用?，F代社會，城市更是人類經濟、生活、文化、宗教、醫療乃至軍事的中心地帶。龐大的人口數量，社會活動的廣泛、頻繁開展，都使得城市電力需求極為驚人。隨著城市規模和建設水平的不斷增加、提高，城市電網分布密度、電力負荷都在持續增長，作為電力網絡中的樞紐環節，220kV變電站數量越來越多，很多都必須設置在繁華市區地帶，才能滿足城市用電的需要，保障電力供應的正常穩定。而城市作為人群集聚區，建筑規模、密度十分龐大，不同區域的電力需求也不盡相同，如何科學設計220kV變電站建設方案，提高供電質量，保證用電安全，是當代電力企業和城市建設者們普遍面對的一個難題。筆者結合多年工作實踐經驗，試對城市電網220kV變電站建設有關技術問題進行探討、分析，希望能夠為廣東電力同行高效開展城市變電站設計、建設工作提供一定參考作用。

1 設備選型

由于城市建設的220kV變壓器地處市區，周邊人員密度大、物資集中、建筑眾多，一旦發生火災事故，往往會造成十分嚴重的經濟損失和人身傷害，社會影響很大?；谶@個原因，在220kV變電站項目實施之初，就要充分考慮到變電站消防安全方面的問題。其中，最基本的就是在設備選型階段要選擇消防安全系數高，耐燃、阻燃產品，要優先選擇無油化產品，減少因為設備故障導致引發火災的可能性。同時，變壓器在正常工作狀態下會持續發出噪音。由于城網變壓器位于市區，為防止人們受到變壓器噪音影響，在選擇變壓器設備時要對便器的降噪性能進行充分考評。此外，出于降低變壓器土地需求的考慮，高壓配電裝置要盡量采用GIS設備，這種設備不但具有安全穩定性好，便于安裝調試，維護簡單的特點，而且對空間和土地面積的占用量不大，十分適合市區環境使用。在選擇供應商時要注意對生產廠家進行全方位的評估，采用招投標的方法擇優錄取，確保產品質量穩定、性能優良，安全可靠。除了上述基本內容外，城網變電站GIS設備選型還要注意以下幾方面內容：一是要堅持長遠的眼光看待問題。在設備選型時，不能單純滿足于現階段的用電需求，還要展望未來，設備性能、參數要盡量趨向于高端，容量盡量要大。特別是隨著經濟的不斷發展，城市用電需求的不斷增加，GIS 的通流能力、開斷能力面臨著更高層次的挑戰。用安全角度講，設備的絕緣性能，特別是絕緣件的電絕緣性能，必須以滿足5到10年后的需求為標準。二是在建設變電站的同時，必須注意城市環境保護，特別是要選擇噪音低、振動小的變壓設備。這就給斷路器的操作功提出了更高的要求，在消音措施上做出了規定。三是對城網設備的自動化和智能化水平有一定程度的要求。在微電子技術、傳感器技術和計算機技術、網絡技術日漸成熟的今天，工業設備自動化、智能化逐漸成為現實，并且水平越來越高。GIS設備的自動化、智能化開發工作已經進入實施階段。

2 通風、防火、防嗓音處理

主變壓器要單獨放置在室內，墻壁采用防火設計，安置防火報警裝置，一旦檢測到火情，系統在自動報警的同時會啟動水噴霧滅火裝置。同時，變壓器及室內必須采用通風設計，放置變壓器散熱集聚，引發火災。同時，城網變壓器必須符合噪音方面的規定。為了達到這個目的，除了降低變壓器工作噪音音量外，變壓器還采用隔音設計，但這樣一來就和通風要求相沖突。目前通常采用主變壓器室門和墻壁都填充隔音材料，平時密閉，屋頂設置百葉窗、通風口及輸流風機，變壓器實底部設置進風道，以此達到通風的效果。

3 降低接地電阻值的方法

降低變電站接地電阻，改善變電站接地效果，提高變電站安全水平，是220kV變電站建設過程中的必要措施。GIS設備由于采用了全戶內多層布置設計，使得變電站對土地需求降低，在土地資源日趨緊張的今天無疑是個十分優秀的設計，但與此同時，由于接地面積小，使得在滿足大接地短路電流系統的接地電阻值要求的方面就顯得十分困難。尤其是市區環境下，周邊建筑密布，沒有足夠大的空間進行接地網鋪設，無法通過擴大接地網面積的方法來改善接地效果?；谶@個原因，在實際工作中往往采用以下幾種方法來降低接地電阻值。

3.1 土壤置換法

該法顧名思義，是將變電站所處位置的土壤用電阻系數更低的土壤予以置換。常用于進行置換的土壤包括粘土、黑土和沙質年度等。土壤置換區域要大于或等于接地體周邊0.5米以內的范圍以及近地面側不小于接地極長的三分之一范圍內。需要注意的是，城網變電站所在的市區土壤原本電阻系數就不大，采用土壤置換法起的效果往往并不突出。

3.2 加鹽法

該方法是在接地體周邊土壤內人為加入食鹽，以此增強土壤的導電性能，降低土壤電阻系數。具體實施時，要把食鹽和土壤逐層加入地基坑中，鹽一層，土一層，相互間隔開來，食鹽層要加水浸濕，其厚度要控制在1厘米左右。該方法有點是成本低廉，受季節影響小，不足之處是，土壤中的食鹽會逐漸流失，從而使得土壤電阻系數變大，同時，食鹽的存在也會加大接地體腐蝕速度，一般以兩年為一個周期，周期末必須進行再處理。

3.3 采用降阻劑法

該方法是通過在土壤中加入降阻劑來降低土壤電阻率的方法來達到降低接地電阻的目的。具體實施時要先挖好地溝，并鋪設好接地線，然后在溝內鋪灑長效降阻劑，然后進行回填施工。長效降阻劑由高分子材料、水及電解質組成，相較于前兩種方法，土壤電阻系數降低更明晰，效力更持久。同時，降阻劑法方便易行，經濟性能也很好，適合大范圍推廣使用。

3.4 鉆孔深埋法

該方法本質是在地層中埋設接地體以達到提高接地效果的目的。首先使用鉆孔機在地層上打出標準孔徑，然后將一定標準的圓鋼接地體埋入其中，并灌入碳粉漿或泥漿。多個埋設好的接地體并聯處理，形成垂直于地表的接地體系。接地體長度通常為5到10米，具體根據現場地質情況而定。超出這個長度，不但不能顯著提高接地效果，還會大幅提高施工難度。鉆孔深埋技術由于接地體深處地面以下，受季節變化影響小，接地效果相對穩定、可靠、持久，施工簡單，便于操作，工程造價較低，十分適合在城市建筑密集、接地網區域有限的環境下使用。因而在城市電網中應用較為廣泛。

4 結束語

220kV變電站作為城市電網中的樞紐環節，建設實施涉及諸多問題，影響因素眾多，在具體實施過程中，不僅要考慮到諸多技術問題，還要綜合分析變電站所處地點及其附近地區的社會活動、人文等影響。要堅持可持續發展的理念開展變電站項目建設工作，結合城市建設整體發展規劃，科學謀劃，統籌全局，充分調動各方面積極因素，盡量減少項目建設實施過程中可能遇到的風險隱患，保證變電站項目順利建設實施，推動我國電力事業健康發展，為城市建設作出堅實的保障。

參考文獻

[1]馮大千.關于變電站設計建設和運行管理的幾點建議[J].廣西電力，2008（2）.

[2]李友富.“兩型一化”變電站建設思路及實施[J].湖北電力，2008（4）.