淺析城市電網(wǎng)220kV變電站建設(shè)的技術(shù)要點(diǎn)

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)，城市活動(dòng)對(duì)于電力供應(yīng)的需求與日俱增，城市各項(xiàng)功能的正常運(yùn)行都需要充足、可靠、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。龐大的電力需求和苛刻、復(fù)雜的供電質(zhì)量要求對(duì)電力企業(yè)提出了一系列問(wèn)題。作為城市供電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成，220kV變電站的建設(shè)工作就是其中一個(gè)重點(diǎn)。文章圍繞城市電網(wǎng)220kV變電站建設(shè)技術(shù)問(wèn)題有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析、討論，從設(shè)備選型、通風(fēng)、防火、防嗓音處理、降低接地電阻值等多個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：變電站；技術(shù)要點(diǎn)；城市電網(wǎng)

引言

城市作為人類(lèi)生活、生產(chǎn)的集聚區(qū)，在人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)代社會(huì)，城市更是人類(lèi)經(jīng)濟(jì)、生活、文化、宗教、醫(yī)療乃至軍事的中心地帶。龐大的人口數(shù)量，社會(huì)活動(dòng)的廣泛、頻繁開(kāi)展，都使得城市電力需求極為驚人。隨著城市規(guī)模和建設(shè)水平的不斷增加、提高，城市電網(wǎng)分布密度、電力負(fù)荷都在持續(xù)增長(zhǎng)，作為電力網(wǎng)絡(luò)中的樞紐環(huán)節(jié)，220kV變電站數(shù)量越來(lái)越多，很多都必須設(shè)置在繁華市區(qū)地帶，才能滿(mǎn)足城市用電的需要，保障電力供應(yīng)的正常穩(wěn)定。而城市作為人群集聚區(qū)，建筑規(guī)模、密度十分龐大，不同區(qū)域的電力需求也不盡相同，如何科學(xué)設(shè)計(jì)220kV變電站建設(shè)方案，提高供電質(zhì)量，保證用電安全，是當(dāng)代電力企業(yè)和城市建設(shè)者們普遍面對(duì)的一個(gè)難題。筆者結(jié)合多年工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，試對(duì)城市電網(wǎng)220kV變電站建設(shè)有關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行探討、分析，希望能夠?yàn)閺V東電力同行高效開(kāi)展城市變電站設(shè)計(jì)、建設(shè)工作提供一定參考作用。

1 設(shè)備選型

由于城市建設(shè)的220kV變壓器地處市區(qū)，周邊人員密度大、物資集中、建筑眾多，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，往往會(huì)造成十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷害，社會(huì)影響很大。基于這個(gè)原因，在220kV變電站項(xiàng)目實(shí)施之初，就要充分考慮到變電站消防安全方面的問(wèn)題。其中，最基本的就是在設(shè)備選型階段要選擇消防安全系數(shù)高，耐燃、阻燃產(chǎn)品，要優(yōu)先選擇無(wú)油化產(chǎn)品，減少因?yàn)樵O(shè)備故障導(dǎo)致引發(fā)火災(zāi)的可能性。同時(shí)，變壓器在正常工作狀態(tài)下會(huì)持續(xù)發(fā)出噪音。由于城網(wǎng)變壓器位于市區(qū)，為防止人們受到變壓器噪音影響，在選擇變壓器設(shè)備時(shí)要對(duì)便器的降噪性能進(jìn)行充分考評(píng)。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(shè)備，這種設(shè)備不但具有安全穩(wěn)定性好，便于安裝調(diào)試，維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，而且對(duì)空間和土地面積的占用量不大，十分適合市區(qū)環(huán)境使用。在選擇供應(yīng)商時(shí)要注意對(duì)生產(chǎn)廠家進(jìn)行全方位的評(píng)估，采用招投標(biāo)的方法擇優(yōu)錄取，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)良，安全可靠。除了上述基本內(nèi)容外，城網(wǎng)變電站GIS設(shè)備選型還要注意以下幾方面內(nèi)容：一是要堅(jiān)持長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光看待問(wèn)題。在設(shè)備選型時(shí)，不能單純滿(mǎn)足于現(xiàn)階段的用電需求，還要展望未來(lái)，設(shè)備性能、參數(shù)要盡量趨向于高端，容量盡量要大。特別是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市用電需求的不斷增加，GIS 的通流能力、開(kāi)斷能力面臨著更高層次的挑戰(zhàn)。用安全角度講，設(shè)備的絕緣性能，特別是絕緣件的電絕緣性能，必須以滿(mǎn)足5到10年后的需求為標(biāo)準(zhǔn)。二是在建設(shè)變電站的同時(shí)，必須注意城市環(huán)境保護(hù)，特別是要選擇噪音低、振動(dòng)小的變壓設(shè)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(guī)定。三是對(duì)城網(wǎng)設(shè)備的自動(dòng)化和智能化水平有一定程度的要求。在微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日漸成熟的今天，工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化、智能化逐漸成為現(xiàn)實(shí)，并且水平越來(lái)越高。GIS設(shè)備的自動(dòng)化、智能化開(kāi)發(fā)工作已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段。

2 通風(fēng)、防火、防嗓音處理

主變壓器要單獨(dú)放置在室內(nèi)，墻壁采用防火設(shè)計(jì)，安置防火報(bào)警裝置，一旦檢測(cè)到火情，系統(tǒng)在自動(dòng)報(bào)警的同時(shí)會(huì)啟動(dòng)水噴霧滅火裝置。同時(shí)，變壓器及室內(nèi)必須采用通風(fēng)設(shè)計(jì)，放置變壓器散熱集聚，引發(fā)火災(zāi)。同時(shí)，城網(wǎng)變壓器必須符合噪音方面的規(guī)定。為了達(dá)到這個(gè)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(shè)計(jì)，但這樣一來(lái)就和通風(fēng)要求相沖突。目前通常采用主變壓器室門(mén)和墻壁都填充隔音材料，平時(shí)密閉，屋頂設(shè)置百葉窗、通風(fēng)口及輸流風(fēng)機(jī)，變壓器實(shí)底部設(shè)置進(jìn)風(fēng)道，以此達(dá)到通風(fēng)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(shè)過(guò)程中的必要措施。GIS設(shè)備由于采用了全戶(hù)內(nèi)多層布置設(shè)計(jì)，使得變電站對(duì)土地需求降低，在土地資源日趨緊張的今天無(wú)疑是個(gè)十分優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，但與此同時(shí)，由于接地面積小，使得在滿(mǎn)足大接地短路電流系統(tǒng)的接地電阻值要求的方面就顯得十分困難。尤其是市區(qū)環(huán)境下，周邊建筑密布，沒(méi)有足夠大的空間進(jìn)行接地網(wǎng)鋪設(shè)，無(wú)法通過(guò)擴(kuò)大接地網(wǎng)面積的方法來(lái)改善接地效果?；谶@個(gè)原因，在實(shí)際工作中往往采用以下幾種方法來(lái)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(shù)更低的土壤予以置換。常用于進(jìn)行置換的土壤包括粘土、黑土和沙質(zhì)年度等。土壤置換區(qū)域要大于或等于接地體周邊0.5米以?xún)?nèi)的范圍以及近地面?zhèn)炔恍∮诮拥貥O長(zhǎng)的三分之一范圍內(nèi)。需要注意的是，城網(wǎng)變電站所在的市區(qū)土壤原本電阻系數(shù)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(nèi)人為加入食鹽，以此增強(qiáng)土壤的導(dǎo)電性能，降低土壤電阻系數(shù)。具體實(shí)施時(shí)，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(kāi)來(lái)，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(diǎn)是成本低廉，受季節(jié)影響小，不足之處是，土壤中的食鹽會(huì)逐漸流失，從而使得土壤電阻系數(shù)變大，同時(shí)，食鹽的存在也會(huì)加大接地體腐蝕速度，一般以?xún)赡隇橐粋€(gè)周期，周期末必須進(jìn)行再處理。

3.3 采用降阻劑法

該方法是通過(guò)在土壤中加入降阻劑來(lái)降低土壤電阻率的方法來(lái)達(dá)到降低接地電阻的目的。具體實(shí)施時(shí)要先挖好地溝，并鋪設(shè)好接地線(xiàn)，然后在溝內(nèi)鋪灑長(zhǎng)效降阻劑，然后進(jìn)行回填施工。長(zhǎng)效降阻劑由高分子材料、水及電解質(zhì)組成，相較于前兩種方法，土壤電阻系數(shù)降低更明晰，效力更持久。同時(shí)，降阻劑法方便易行，經(jīng)濟(jì)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(zhì)是在地層中埋設(shè)接地體以達(dá)到提高接地效果的目的。首先使用鉆孔機(jī)在地層上打出標(biāo)準(zhǔn)孔徑，然后將一定標(biāo)準(zhǔn)的圓鋼接地體埋入其中，并灌入碳粉漿或泥漿。多個(gè)埋設(shè)好的接地體并聯(lián)處理，形成垂直于地表的接地體系。接地體長(zhǎng)度通常為5到10米，具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況而定。超出這個(gè)長(zhǎng)度，不但不能顯著提高接地效果，還會(huì)大幅提高施工難度。鉆孔深埋技術(shù)由于接地體深處地面以下，受季節(jié)變化影響小，接地效果相對(duì)穩(wěn)定、可靠、持久，施工簡(jiǎn)單，便于操作，工程造價(jià)較低，十分適合在城市建筑密集、接地網(wǎng)區(qū)域有限的環(huán)境下使用。因而在城市電網(wǎng)中應(yīng)用較為廣泛。

4 結(jié)束語(yǔ)

220kV變電站作為城市電網(wǎng)中的樞紐環(huán)節(jié)，建設(shè)實(shí)施涉及諸多問(wèn)題，影響因素眾多，在具體實(shí)施過(guò)程中，不僅要考慮到諸多技術(shù)問(wèn)題，還要綜合分析變電站所處地點(diǎn)及其附近地區(qū)的社會(huì)活動(dòng)、人文等影響。要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的理念開(kāi)展變電站項(xiàng)目建設(shè)工作，結(jié)合城市建設(shè)整體發(fā)展規(guī)劃，科學(xué)謀劃，統(tǒng)籌全局，充分調(diào)動(dòng)各方面積極因素，盡量減少項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施過(guò)程中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)隱患，保證變電站項(xiàng)目順利建設(shè)實(shí)施，推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)健康發(fā)展，為城市建設(shè)作出堅(jiān)實(shí)的保障。

參考文獻(xiàn)

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