全地下变电站工程设计与施工的探讨--中国期刊网

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全地下变电站工程设计与施工的探讨

发表时间：2021/9/7 来源：《城市建设》2021年9月上17期作者：俞琪

[导读] 在变电站的智能型空调系统及轴流风机控制系统设计上，通过控制接口部件与变电站综合自动化系统连接，可以测量室温和空调温度，实现空调制冷、制热远方智能控制，实现轴流风机开、关、通风远方智能控制，对于各种状态都有信号反馈，并且在空调或风机发生内部故障时，能准确的将故障信息远传，以便及时处理确保空调安全运行。

苏州电力设计研究院有限公司俞琪江苏苏州 215000

        一、简介
        变电站地下三层，地面留两个出入口及通风口，设计规模为2台63MVA主变压器，电压等级为110/35kV 。110kV出线回路数：2回； 35kV出线回路数：10回；
        建筑物主体为地下三层建筑，地面为进出口和进/排风井；地下一层为二次设备室，35kV配电装置室和#1SVG设备室；地下二层为主变室，110kV配电装置室，SVG变压器室，接地电阻站变室和#2 SVG设备室；地下三层为电缆夹层和消防气瓶间。每层层高为5米，顶板覆土为1.5米。
        变电站利用控制中心路网设宽6.0米混凝土路面与城市道路连接，并作为设备吊装运输通道。站内除建筑物、构筑物外均为覆土绿化场地。变电站全地下布置，围墙为实心防爆围墙。
        二、工程特色
        （一）无功补偿采用SVG动态补偿装置，运用SVG水冷技术，解决了强制风冷SVG设备的诸多问题。
        考虑采用SVG(静止型动态无功发生器)来取代传统的电容器+电抗器补偿模式，通过采用SVG，迅速吸收或发出系统所需要的无功功率，从而实现动态调节系统的无功功率。SVG设备具有多样化的补偿功能，与传统的无功补偿装置相比体积小，控制系统智能、灵活，设备损耗少。
        水冷技术相比风冷方案，无需大量风道，适应性更强。通过运用SVG水冷技术，解决了强制风冷SVG设备散热不理想，风扇噪音大，设备积灰多难以维护等难题。SVG水冷技术，对比强制风冷方案，具有更强适应性，更长使用寿命，运行更可靠，维护更便捷等优点。
        （二）采用气体绝缘变压器，解决地下变的场地限制，防火、防爆等要求。
        气体绝缘变压器是以SF6气体作为绝缘和冷却介质变压器，简称为GIT。SF6气体不仅具有良好的绝缘性能，而且具备无毒、无味、不燃烧的特性。不污染环境，与环境相协调；不燃烧，不爆炸，安全可靠；过负荷能力强；无储油柜，体积小型化；低密度气态介质，散热器灵活布置；节约消防系统，降低总成本；无需基础油池及地下储油罐，节省附属设施；可与GIS设备联合使用，维护统一；维护保养方便，基本为免维护产品。
        （三）采用上下双层接地网布置，解决站区场地狭小，接地网接地电阻过大的问题。
        水平接地体分上下两层，上层敷设在地下变电站的覆土层，下层敷设在地下变电站的建筑底板下0.5m处。上下层水平接地体通过-40x5铜排相连。本站接地网接地电阻要求不大于0.5欧姆。本工程很好解决了单层接地网接地电阻过大的问题。
        （四）变电站与周边建构筑物关系处理
        1、控制中心与地下变电站相互关系处理
        处理方案：控制中心与地下变作为两个单体分开建设，变电站地下部分与轨道控制中心地下室设置双墙分隔开，地面部分控制中心与变电站贴邻面外墙全高设置为防火墙，并与地下主变电站出地面部分之间的间距控制4.米以上。
        2、地下变电站与边上运行加油站相互关系处理
        《35kV~220kV城市地下变电站设计规定》中8.1.1规定变电站的地上建筑与相邻地上建筑之间的防火间距，地上建筑与甲乙类厂房、库房间距最小为25米，其余规范未见相关条文。

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加油站与变电站相隔的围墙改为混凝土防爆墙
        3、基坑开挖与油罐保护措施
        同时开挖，基坑围护结构一体化设计施工，地下变采用1米厚地下连续墙加内支撑结构形式，基坑内设置三道支撑桁架，桁架下立柱桩采用4L160x14格构角钢柱，角钢柱利用基础工程桩为基础。正对加油站储油罐范围内的土体用三轴水泥搅拌桩加固至基础底面以下5米。
        五、平面布置功能优化
        1、把变电站值班室及监控设备设置在轨道控制中心大楼一楼；
        2、小型设备、发热量不大、层高要求的房间设置在地下一层，如35kV设备室、二次设备室、SVG设备室。发热量大、层高要求高的设备如主变室、SVG变压器室、GIS室等房间设置在负二层，这些房间一般是设备基础以上占据两层空间，设备基础以下为负三层的进风通道空间。负三层为电缆夹层兼发热量大的设备进风口。
        六、防水处理
        1、外墙外侧、底板：结构层采用自防水钢筋混凝土，外侧再用自粘胶膜防水材料。
        2、外墙内侧：采用小龙骨挂多孔板方式的简易离壁墙。
        3、电缆进出洞口：洞口外侧参照沉井进出洞口的连接方式，墙外侧预留钢筋和止水环与电缆隧道相连，电缆隧道再斜向带坡向下通向地铁通道，保证隧道与变电站接口部位无积水。电缆预留洞口用进口橡胶环封堵。
        4、大型设备吊装孔上用预制盖板封后外侧再做防水处理，洞口下部房间内设置不锈钢排水槽。
        七、主变吊装处理
        大件运输公司采用500T汽车吊进行吊装，在设计时在地下室侧壁对应位置设置三个巨型柱，并且稍微突出屋面作为吊车支腿的支撑点。
        八、三维技术在综合管线排布中的应用
        地下变各层的管线涉及到暖通、水消防、动力照明、气体灭火系统、SF6系统、BAS、FAS、以及电气一次二次电缆等，通过采用采用三维设计模拟排布，综合管线吊架方式统一考虑，最终现场管线排布效果较好。
        九、节能环保的理念突出
        为了减少设备损耗，主变压器节能型，室内照明均选用了节能型灯具。为了便于变压器散热同时减少变压器的噪音，变压器采用水平分体布置，变压器本体和散热器分体水平布置。每间变压器室之间均设防火、防爆隔墙，变压器本体布置在相对封闭的室内，并在变压器室中采用消音吸声墙及消音门，减小噪声外传，达到规定的区域噪声控制标准，变压器室下部房间为进风口，上方设置通风百叶，取消了百页窗的隔音层，有利于空气循环流通，提高了散热效率，实际运行效果良好。
        采用钢筋混凝土框架结构并增加金属网，以增加对电磁场的屏蔽和吸收作用，并装设工频电磁环境实时在线监测与公示系统，实时监测变电站周围工频电场强度和磁感应强度，
        十、辅助系统更加智能化、安全化
        在变电站的智能型空调系统及轴流风机控制系统设计上，通过控制接口部件与变电站综合自动化系统连接，可以测量室温和空调温度，实现空调制冷、制热远方智能控制，实现轴流风机开、关、通风远方智能控制，对于各种状态都有信号反馈，并且在空调或风机发生内部故障时，能准确的将故障信息远传，以便及时处理确保空调安全运行。
        另外在安全方面使用了全变电站图像监控系统及火灾报警系统，通过远距离控制，能准确的将监控图片及故障信息远传，并实施和“110”连接, 以保证设备的安全运行。GIS室内设置了SF6报警系统，以监测GIS室内的SF6含量，并与110kV配电装置室轴流风机联动。