220kV城市全戶內(nèi)變電所總平面建筑風(fēng)格設(shè)計探討

劉 燕

[摘要]在城市的建設(shè)發(fā)展中,會面臨城市變電所設(shè)計的諸多問題,以新光變電所工程的成功經(jīng)驗(yàn)為主線,通過對其總平面布置、建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的論述和分析,闡述城市變電所設(shè)計中建筑風(fēng)格、占地面積、消防、環(huán)保等方面的做法及建議。

[關(guān)鍵詞]城市變電所總平面建筑風(fēng)格 環(huán)境保護(hù)

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

隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,用電負(fù)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(xiàn),那些被包圍了的老變電所也因存在擴(kuò)建困難,運(yùn)行年代較長,設(shè)備陳舊,供電可靠性差而面臨改造的問題?？紤]到城市規(guī)劃、環(huán)保、節(jié)約土地資源等方面的因素,城市全戶內(nèi)變電所的設(shè)計需要進(jìn)行認(rèn)真的優(yōu)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(jìn)行升壓改造,經(jīng)過認(rèn)真調(diào)研搜資,方案論證,設(shè)計了一座具有城市現(xiàn)代風(fēng)格的全戶內(nèi)變電所,方案受到了建設(shè)單位、地方政府以及各級領(lǐng)導(dǎo)的一致贊賞。新光變改造成功之處主要在于電氣設(shè)備與建筑物的巧妙結(jié)合,建筑結(jié)構(gòu)形式滿足使用功能,占地面積小,符合環(huán)保要求,主要建筑簡約并不簡單的獨(dú)特設(shè)計理念,使之與周圍環(huán)境和諧地融為一體。

110kV南郊變電所位于無錫市城中心區(qū)域,是無錫市供電規(guī)劃中的“城中分區(qū)”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?nèi)萘繛?*50MVA,運(yùn)行電壓為110/35/10kV,其中110kV進(jìn)線2回,擴(kuò)大內(nèi)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(nèi)占地面積為11250m2(116m*97m)。根據(jù)無錫市城市電網(wǎng)規(guī)劃,南郊變需升壓為220kV新光變電所。設(shè)計本著因地制宜的原則,設(shè)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(shù)經(jīng)濟(jì)比較,最終決定采用GIS戶內(nèi)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(jié)省土地13.6余畝。

主接線及設(shè)備選型方案,本著節(jié)省投資的原則,新光變電所設(shè)計規(guī)模為3臺240MVA變壓器;220kV遠(yuǎn)期3回;110kV遠(yuǎn)期12回;35kV遠(yuǎn)期10回。設(shè)計中對采用GIS設(shè)備的電氣主接線進(jìn)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(shè)備均安裝在一層,二次設(shè)備室位于二層,110kV GIS室位于廠房西側(cè);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(jié)構(gòu),清晰明朗;35kV開關(guān)室位于廠房西北側(cè);電容器室毗鄰主變壓器室及110kV GIS室,位于廠房南側(cè),二次設(shè)備室位于廠房北側(cè),整體布局緊湊,配電裝置分區(qū)明確,既節(jié)省占地又便于施工安裝、運(yùn)行維護(hù)。主建筑周圍設(shè)環(huán)行道路,方便設(shè)備運(yùn)輸及安裝。

城市變電所應(yīng)考慮對周邊環(huán)境和臨近工程設(shè)施的影響和協(xié)調(diào),城市變電所的建筑外型,建筑風(fēng)格應(yīng)與周邊環(huán)境、景觀、市容風(fēng)貌相協(xié)調(diào)。新光變的建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)格打破了常規(guī)變電所的固有模式,創(chuàng)造出了一種既滿足使用功能,又與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)的建筑結(jié)構(gòu)形式。總體布局與城市建筑有機(jī)結(jié)合,主要建筑物通過合理、緊湊、適用、經(jīng)濟(jì)的布置,造型簡潔、新穎,成為城市建筑協(xié)調(diào)群體的唯一,強(qiáng)調(diào)了人對建筑的感應(yīng)。設(shè)計中,對工程造價做了適度的控制,采用了小跨度的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)選型合理實(shí)用。主體采用局部二層框架結(jié)構(gòu)體系。避免了常有的結(jié)構(gòu)錯層和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系,受力明確,結(jié)構(gòu)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(chǔ),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(yùn)行維護(hù)。變電所按全程序化無人值班設(shè)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(diǎn)處理。簡單明快的一體化建筑,彰顯了設(shè)計的獨(dú)具匠心。整體建筑結(jié)構(gòu)選型合理,施工簡便,節(jié)約建筑能耗。與相同規(guī)模工程相比,有效減少了所區(qū)占地面積。

由于新光變地處市區(qū),周圍多為居民樓房,消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行對變電所的安全生產(chǎn)尤為重要?？紤]電氣設(shè)備的特殊性,首先嚴(yán)格執(zhí)行各建筑物應(yīng)有的耐火等級和防火間距,裝設(shè)了火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)及防火封堵系統(tǒng)。考慮到變壓器本體內(nèi)含有大量的易燃性物質(zhì),變壓器著火時,會將火噴至附近的物體,變壓器防火是設(shè)計的重點(diǎn),設(shè)計中將變壓器布置在戶內(nèi),在變壓器本體裝設(shè)排油注氮系統(tǒng),鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及周圍的墻體均能達(dá)到3小時以上的耐火極限,排油注氮系統(tǒng)可有效防止變壓器爆炸及重燃,以上設(shè)計可有效避免火災(zāi)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(wǎng)環(huán)保問題。變電所噪音源主要有變壓器和軸流風(fēng)機(jī)、斷路器噪音構(gòu)成,變壓器是持續(xù)交流噪音,主要來源于變壓器本體和冷卻系統(tǒng)兩部分,斷路器是電沖擊噪音,軸流風(fēng)機(jī)是機(jī)械震動噪音。首先在設(shè)備選型上,全部采用低噪音電氣設(shè)備,220kV、110kV采用SF6氣體絕緣組合電器,35kV采用SF6氣體絕緣開關(guān)柜,變壓器采用自冷式低噪音變壓器。其次在建筑結(jié)構(gòu)形式上采取措施將噪音降到要求值以下。電氣設(shè)備采用全戶內(nèi)布置,變壓器本體布置于戶內(nèi),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(shè)備布置上,變壓器的位置盡量遠(yuǎn)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(yùn)時順利通過了環(huán)保部門的驗(yàn)收。新光變電所以環(huán)境友好型的設(shè)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(yīng)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(dá)到自然通風(fēng)散熱的效果又豐富了立面造型。

結(jié)束語:新光220kV變電所設(shè)計新穎、布局緊湊合理、設(shè)備先進(jìn),建筑物造型設(shè)計與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)一致,融為一體,既展示變電所固有結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn),又實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計簡潔、新穎。工藝結(jié)構(gòu)上的協(xié)調(diào)和獨(dú)到處理,賦予變電所工業(yè)建筑設(shè)計新的活力。城市變電所的設(shè)計要認(rèn)真解決好建筑與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào),與城市規(guī)劃的統(tǒng)一,解決好消防、噪音等環(huán)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(huán)境友好型變電所。

參考文獻(xiàn):

[1]《電力工程電氣設(shè)計手冊1電氣一次部分》,水利電力出版社.

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