試論變電站設(shè)計中的環(huán)保措施

許永安

國家電網(wǎng)公司推行的“兩型一化”變電站,要求變電站設(shè)計應(yīng)注重資源節(jié)約、環(huán)境友好、工業(yè)化。在此著重談一下變電站設(shè)計中的環(huán)保措施,因為處理好變電站與環(huán)保之間的關(guān)系,解決好變電站噪聲、無線電干擾、電磁污染、環(huán)保建材的應(yīng)用以及景觀等環(huán)境問題不僅具有經(jīng)濟效益,而且具有社會效益。

1 降噪措施

1.1 控制噪聲源

變電站的噪聲源,主要有斷路器、變壓器和軸流風(fēng)機。斷路器有電沖擊或電擊噪聲,變壓器有持續(xù)交流噪聲,軸流風(fēng)機有機械振動噪聲,為減弱噪聲,應(yīng)選用低噪聲設(shè)備。

1.2 控制傳播途徑

1)對軸流風(fēng)機安裝消聲器和吸聲管道,使排風(fēng)口的噪聲降低到最低程度。2)對采用風(fēng)機降溫的主變進線柜,母分等大電流柜,設(shè)計時要選擇合適的風(fēng)機或在柜內(nèi)做吸聲處理。

2 降低無線電干擾措施

2.1 保持一定的防護間距

在確定輸電線路路徑時,要根據(jù)GB 7495-1987架空電力線路與調(diào)幅廣播收音臺的防護間距和《航空無線電導(dǎo)航臺電磁環(huán)境要求》中的有關(guān)規(guī)定,架空輸電線路與廣播收音臺、機場導(dǎo)航臺和定向臺等保持一定的防護間距。如遇到特殊困難,應(yīng)與當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門商量更改路徑,或?qū)⒂杏绊懙耐ㄐ拧⑿盘柧€或輸電線改為電纜。

2.2 增大輸電線直徑

由于工頻電磁場衰減很快,對無線電幾乎不造成影響,因而輸電線路對無線電、電視的干擾主要指電暈放電引起的干擾。在超高壓輸電線路設(shè)計時,應(yīng)使導(dǎo)線半徑或等值半徑不小于電暈的半徑,以避免出現(xiàn)電暈現(xiàn)象。

2.3 選用干擾水平低的設(shè)備

為避免干擾變電站內(nèi)計算機顯示器,應(yīng)盡量避免將主控室與電容器室相鄰或樓上樓下布置,這是因為電容器裝置中串聯(lián)有空心電抗器,它會產(chǎn)生較大的漏磁,使計算機顯示屏出現(xiàn)抖動或模糊。設(shè)計時要選擇漏磁小、基本上可以忽略不計的鐵心電抗器,或選擇電抗值較小的電感電阻型限流器。

3 電磁污染的防護

3.1 減小輸電線下場強的措施

為降低地面場強,設(shè)計一般采用抬高導(dǎo)線架設(shè)高度的方法,其高度在 10m～15m時有明顯效果,但超過 15m,效果越來越低;對于超高壓雙回路輸電線,同相序布置時場強最大,逆相序布置時場強最小。因此,超高壓雙回路線路逆序布置是減小輸電下場強的重要措施。另外,在設(shè)計新線路時應(yīng)優(yōu)先選擇三角形布置形式,這對減小輸電線下場強和節(jié)省線路走廊有利。

3.2 靜電屏蔽措施

靜電屏蔽措施主要有兩種措施:一種是把電場限制在金屬屏蔽體內(nèi),將金屬屏蔽體外表面上所感應(yīng)的電荷導(dǎo)入大地,使外界弱電裝置或人體免受金屬屏蔽體內(nèi)電場的影響。另一種是將弱電裝置裝設(shè)在金屬機殼內(nèi),使電力線不能穿入到金屬機殼內(nèi),免受電場的影響,對變電站一次設(shè)備進行保護、監(jiān)測、控制用的自動化裝置,都裝設(shè)在金屬機殼內(nèi),設(shè)計有良好接地線,對于分散安裝在就地開關(guān)柜上的自動化裝置,其抗電磁干擾等級要求達(dá)到Ⅳ級。

4 廢水、廢氣和固體廢物處理措施

變電所的三廢排放按階段可分為工程實施期及運行期兩個階段。1)施工期間對環(huán)境的影響主要來自施工機械設(shè)備運行產(chǎn)生的噪聲,其設(shè)備主要有打樁機、挖掘機、推土機、混凝土攪拌機、混凝土振搗機、壓路機、自卸卡車等,機械設(shè)備工作時可能對所址周圍的聲環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響。廢水污染源主要為生產(chǎn)廢水和生活污水。施工期間大氣污染物主要為施工揚塵,其次有施工車輛排放少量的污染物。按“兩型一化”建設(shè)要求建設(shè)變電站后,通過工藝優(yōu)化平面布局,使得變電站用地面積,主控樓建筑面積都較常規(guī)變電站縮小,對建筑物,圍墻,電纜溝,構(gòu)支架推行工廠化制作,現(xiàn)場裝配式施工,以一個 110 kV戶外變電所(主變?nèi)萘?3× 50 MVA,110 kV 2回進線,10 kV 36回出線)為例,圍墻內(nèi)用地面積僅為 3.7畝,主控樓建筑面積僅為 360m2(單層),由于房屋層數(shù),重量減少,使得樁機等重型機械的取消成為可能,對混凝土攪拌機,振搗機等機械入場作業(yè)時間也壓縮至最短,因此施工噪聲對周圍的聲環(huán)境影響很小。生活污水排放量,生活垃圾總量較常規(guī)減少。對周圍環(huán)境影響也減至最少。對于施工揚塵可以通過下面措施來控制:a.廢土方應(yīng)隨挖隨運,防止引發(fā)揚塵;b.施工場地及時灑水,抑制揚塵;c.運輸車輛嚴(yán)格限載,車廂保持嚴(yán)密和清潔,防止起塵和泄漏。2)目前110 kV變電站按無人值守,220 kV變電站按少人值守設(shè)計,只有極少量的生活垃圾。變電站內(nèi)設(shè)有化糞池,生活污水在化糞池中泥水分離,污泥儲存在化糞池,廢水自流排入調(diào)節(jié)池并存儲,由運行單位聯(lián)系環(huán)衛(wèi)部門落實罐車,定期外運廢水至污水處理廠處理或外運至附近農(nóng)場復(fù)用,真正做到“零排放”。

變電站正常運行狀況下,根據(jù)GB 50060-2008 3 kV～110 kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范 7.3.5條規(guī)定:屋內(nèi)氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備配電裝置宜配備SF6氣體回收裝置,當(dāng)發(fā)生事故時以免造成人員損傷和空氣污染。主變事故排油應(yīng)通過設(shè)置在站內(nèi)具有油水分離功能的廢油井進行回收處理,因此不存在廢油或油污水的排放。蓄電池為充電型,可循環(huán)充電使用,其使用壽命約 10年,超過使用壽命就需要更換蓄電池,報廢蓄電池。報廢的蓄電池儲放不當(dāng),會產(chǎn)生蓄電池廢液。目前生產(chǎn)運行部門蓄電池一般使用 6年～8年予以更換,報廢時按規(guī)定處理。

5 消防器材的選擇

室內(nèi)移動消防器材,宜選用對空氣和電氣設(shè)備無污染的氣體滅火器,如手提式 CO2滅火器。主變壓器消防采用排油充氮滅火裝置。淘汰對大氣有污染的鹵代烷滅火器。

6 環(huán)保建筑材料的應(yīng)用

1)建筑內(nèi)外墻建筑材料采用節(jié)能、環(huán)保型建筑材料,如粉煤灰中型砌塊、粉煤灰磚、輕質(zhì)加氣混凝土等。2)內(nèi)墻裝修應(yīng)以保護墻體,延長耐久性為目的,采用普通環(huán)保型乳膠漆,不采用花崗巖、大理石板材、鋁塑板、木裝修材料。3)外墻裝飾材料采用普通環(huán)保型乳膠漆噴涂。4)主控室地面面層采用普通環(huán)保材料,如普通地磚。配電室地面面層采用環(huán)氧砂漿。5)變電站內(nèi)生產(chǎn)、生活用家具宜采用環(huán)保耐用復(fù)合材料。6)站內(nèi)檢查井采用整體式高密度聚乙烯檢查井。7)站區(qū)圍墻采用預(yù)制裝配式圍墻。8)采用無機復(fù)合(水泥基)材料的電纜槽及電纜槽蓋板以取代傳統(tǒng)的磚砌電纜溝和鋼筋混凝土蓋板。9)采用工廠預(yù)制輕型裝配式圍墻以取代傳統(tǒng)的磚砌圍墻。

7 可回收性的設(shè)計

可回收性設(shè)計是指以資源高效利用和循環(huán)利用為核心,以“三R”為原則(即減量化Reduce、再使用Reuse、再循環(huán)Recycle),充分考慮土地再利用和設(shè)備、材料回收。為了避免資源過快開發(fā)、過量消耗和環(huán)境污染,在設(shè)計初期就應(yīng)該考慮回收利用。

1)設(shè)備安裝基本采用螺栓連接,因此具備可更換可拆除的特點。2)構(gòu)、支架采用拆卸方便的鋼結(jié)構(gòu),鋼柱與基礎(chǔ)、鋼柱與鋼梁構(gòu)件之間的連接盡量采用螺栓連接,既方便安裝也方便拆卸。3)圍墻、電纜溝及蓋板、建筑物采用工廠預(yù)制輕型裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件,即盡量使用可回收材料;同時對構(gòu)、支架、電纜溝及蓋板、建筑、圍墻進行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,使新舊工程的結(jié)構(gòu)部件實現(xiàn)可替換性,利于報廢變電站的構(gòu)件拆除后部分復(fù)用。4)采用Low-E真空玻璃、斷條鋁合金等門窗保溫技術(shù),全部采用可回收。5)對廢棄的混凝土探索再生利用途徑,可以用作新建變電站的道路、路基、路面磚等工程,可以交給專門回收公司再生利用,避免露天填埋對環(huán)境影響和耗用垃圾清理等建設(shè)經(jīng)費。6)施工時宜采用鋼模板等可重復(fù)使用的模板,不采用木質(zhì)模板。

8 景觀和美化

在變電站景觀和美化設(shè)計中,要遵循一條原則:變電站與周圍景觀要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

8.1 優(yōu)化總平面布置

變電站總平面布置要科學(xué)、緊湊。這樣不僅大大節(jié)省土地資源,降低工程造價,而且還能減少對周圍電磁場及無線電干擾的影響,有效改善景觀。

1)合理布置配電樓,通過距離衰減,減小電磁場對周圍無線電干擾的影響。2)合理簡化主接線,減少間隔,間距尺寸;將間隔層保護、監(jiān)控單元分散布置在開關(guān)柜上,減小主控室面積;合理布置值班室,減小輔助用房,壓縮占地面積。3)進出線采用地下電纜,電纜絕緣層外加屏蔽或用帶鎧裝電纜,將電磁場屏蔽在電纜內(nèi)。在進行總平面布置設(shè)計時,不僅要考慮工藝與結(jié)構(gòu)要求,還要綜合考慮朝向、采光、通風(fēng)、防噪、防潮、防振、交通、施工檢修等,嚴(yán)格按規(guī)劃要求,與周圍建筑保持一定的間距,并與周圍建筑物協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

8.2 藝術(shù)化處理

變電站建筑布置要求整齊、清晰、功能劃分明確。按使用要求合理確定建筑面積。立面處理上主次分明,有層次;建筑風(fēng)格上要簡潔、穩(wěn)重、實用,體現(xiàn)工業(yè)化設(shè)計。對配電室事故排風(fēng)用的軸流風(fēng)機要加以掩蔽處理。另外站區(qū)圍墻要通過精心選擇造型、材料與尺寸,并加以裝飾。當(dāng)然在考慮美觀的同時,也要注重經(jīng)濟因素,通過技術(shù)經(jīng)濟比較選擇最佳方案。建筑色彩能喚起人們的第一視覺印象,能給人以溫暖、莊重、距離和時間感,因此要注重建筑外墻裝飾,要與變電站周圍建筑色彩協(xié)調(diào)統(tǒng)一。變電站內(nèi)配電裝置場地硬化采用 200mm厚碎石地坪,地坪下150mm厚3∶7灰土夯實,壓實系數(shù)不小于 0.95。站內(nèi)路邊綠化采用經(jīng)濟型綠籬,既能凈化空氣,又能美化環(huán)境。

9 結(jié)語

國家電網(wǎng)公司“兩型一化”變電站設(shè)計理念的確立,為變電站的設(shè)計帶來了觀念上的突破,在今后的設(shè)計中應(yīng)更加強調(diào)生產(chǎn)活動對于自然生態(tài)環(huán)境的影響,積極探索出適合變電站實際情況的設(shè)計方式和建設(shè)模式,綜合運用技術(shù)、經(jīng)濟、管理等多種措施降低對社會和環(huán)境的影響。落實“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、工業(yè)化”變電站建設(shè)的要求,為實現(xiàn)“一強三優(yōu)”的電網(wǎng)和推動社會經(jīng)濟環(huán)境的發(fā)展盡自己的綿薄之力。

[1] GB 50059-92,35 kV～110 kV變電所設(shè)計規(guī)范[S].

[2] DL/T 5056-1996,變電所總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)程[S].

[3] GB 50060-2008,3 kV～110 kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范[S].

[4] GB 12348-90,工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] GB 3096-93,城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6] GB 7495-1987,架空電力線路與調(diào)幅廣播收音臺的防護間距[S].

[7] GB 6364-1986,航空無線電導(dǎo)航臺電磁環(huán)境要求[S].

[8] GB 15707-1995,高壓交流架空送電線路無線電干擾限值[S].