關(guān)于110千伏全戶內(nèi)城市變電站結(jié)構(gòu)形式的探究

黎婉珣

摘 要 110千伏全戶內(nèi)城市變電站是提高電網(wǎng)的供電能力的重要基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及居民生活水平的提高，用電負(fù)荷的持續(xù)快速增長，個(gè)別變電站供電任務(wù)重，負(fù)載率高，難以保證工業(yè)及附近居民的供電可靠性，嚴(yán)重影響了人們?nèi)粘Ｉ畹挠秒娦枨蠹敖?jīng)濟(jì)開發(fā)工業(yè)的發(fā)展壯大，成為制約城市用電的一個(gè)瓶頸。通過對(duì)110千伏全戶內(nèi)變電站和戶外變電站進(jìn)行比較，戶內(nèi)相較于戶外變電站的優(yōu)勢(shì)在于占地面積小，安全性能高，使用檢修更方便。因此，對(duì)110千伏全戶內(nèi)城市變電站結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析和研究，可以使相關(guān)人員對(duì)變電站結(jié)構(gòu)有更加全面的了解，從根本上改善城市的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化電網(wǎng)送出能力，對(duì)變電站進(jìn)行合理布點(diǎn)，加快110千伏電網(wǎng)建設(shè)步伐，擴(kuò)大電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模，從而滿足城市的負(fù)荷增長需要，緩解居民和經(jīng)濟(jì)開發(fā)的供電壓力，提高城市供電能力，為城市居民用電和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充足的電力保障，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞 城市變電站;需求量;結(jié)構(gòu)形式

前言

近年來，許多城市都將城網(wǎng)改造作為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要手段，對(duì)變電站建設(shè)工作也提出了更加嚴(yán)格的要求?；诖?，本文對(duì)110kV全戶內(nèi)城市變電站結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析和研究。

1110千伏全戶內(nèi)城市變電站結(jié)構(gòu)形式

1.1 裝配式普鋼結(jié)構(gòu)

裝配式普鋼結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單來說就是以受力構(gòu)件為主要的結(jié)構(gòu)，打造專有的建筑。組成該維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的材料為體積較輕的圍護(hù)材料。此種輕型裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有多重優(yōu)勢(shì)，不僅可以有效抵抗震感，同時(shí)安全性較高，可以承受較大的重量。而且該結(jié)構(gòu)構(gòu)建尺寸較小[1]，可以減輕建筑結(jié)構(gòu)的自重負(fù)擔(dān)，質(zhì)量也是鋼筋混凝土建筑的一倍以上。該結(jié)構(gòu)整體剛度較強(qiáng)，延展性好，且用于抗震措施的費(fèi)用相對(duì)來說比較少，非常適用在地震多發(fā)地區(qū)。而且建筑造型簡(jiǎn)潔美觀，鋼材強(qiáng)度高，外形結(jié)構(gòu)綠色環(huán)保，與國家可持續(xù)發(fā)展要求基本相符合[2]。

1.2 混凝土框架機(jī)構(gòu)

混凝土框架結(jié)構(gòu)采用混凝土柱和混凝土梁等共同拼接而成，起到一定的承重作用。該結(jié)構(gòu)在布置方面具有極大的靈活性，可以獲得較大的空間，一般在多層工業(yè)廠房和民用建筑辦公樓中非常適用[3]。該結(jié)構(gòu)所有材料非常容易取得，整體性好，構(gòu)建簡(jiǎn)單，可以長時(shí)間進(jìn)行使用。在施工過程中沒有任何的煩瑣性，只需要花費(fèi)極少的施工資金就可以完成。框架結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)，但是抗震效果相對(duì)比較差。并且該框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的截面比較大，在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中程序非常的復(fù)雜，需要使用大量的模板，施工時(shí)間較長[4]。同時(shí)，框架結(jié)構(gòu)自重較大，對(duì)支座不均勻沉降相對(duì)比較敏感。

框架節(jié)點(diǎn)區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，需要進(jìn)行混凝土澆筑，并且鋼筋綁扎等對(duì)結(jié)構(gòu)安全性會(huì)產(chǎn)生一定的制約，配筋面積大，節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋分布相對(duì)比較密集，進(jìn)行混凝土施工時(shí)會(huì)遇到很多的困難，對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)質(zhì)量產(chǎn)生安全方面的影響?；炷量蚣苁┕み€會(huì)受到季節(jié)天氣變化的影響，絕大多數(shù)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，施工條件相對(duì)比較特殊，很容易對(duì)環(huán)境造成污染[5]。因此，該變電站不采用該結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比空間布置更加靈活，同時(shí)抗震性能優(yōu)越，但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以有效防火，使用時(shí)間較長。因此，鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火問題在設(shè)計(jì)過程中必須加強(qiáng)注意。裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工雖然只需要較少的時(shí)間，可以有效減少施工工期，但是在工程建設(shè)過程中，整體造價(jià)相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)來說較高。110千伏全戶內(nèi)城市變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要與電氣、建筑等進(jìn)行整體性的協(xié)調(diào)，科學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新，積極進(jìn)行探索，才能使結(jié)構(gòu)方案更加的優(yōu)化，為電氣設(shè)備使用提供安全保障。

2110千伏全戶內(nèi)城市變電站結(jié)構(gòu)布置

2.1 平面布置

在對(duì)變電站進(jìn)行平面布置時(shí)必須以提高用地面積為主要的原則，避免浪費(fèi)空間，如果規(guī)劃部門沒有具體的要求，可以將主變?cè)O(shè)置在戶外環(huán)境中，當(dāng)必須采用全戶內(nèi)布置時(shí)，需要對(duì)消防和通風(fēng)等設(shè)施進(jìn)行分析和考慮。為了避免電容器對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)形成感染埃，二次設(shè)備室與電容室在進(jìn)行布置時(shí)應(yīng)該避免垂直。如圖1所示為變電站結(jié)構(gòu)層次圖，在不同層包括不同的設(shè)備。

110kV配電裝置具有多種選擇，可以選擇組合電器和敞開式電器在戶外進(jìn)行布置。對(duì)于現(xiàn)有的變電站來說，建筑面積會(huì)受到配電裝置影響，因此可以采用GIS對(duì)占地面積進(jìn)行控制。從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行考慮，裝配式配電裝置只需要投入較少的資金即可，而且使用穩(wěn)定性較強(qiáng)的斷路器就可以滿足運(yùn)行方面的要求。在無優(yōu)化方面，電流互感器可以使用穿墻套管內(nèi)置式。因此，裝配式配電裝置最為適合。在經(jīng)濟(jì)水平比較高，土地面積有限的市中心，為了對(duì)今后維護(hù)工作提供便利，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)都比較良好時(shí)，也可以適當(dāng)使用GIS。但是，GIS設(shè)備在運(yùn)行的過程中，一般在設(shè)備使用初期最容易發(fā)生故障，所以，當(dāng)GIS設(shè)備投入使用后，需要在日常生活中加強(qiáng)護(hù)理，并進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)和維修。

2.2 電氣主接線

變電站按照如圖2所示的方式進(jìn)行接線，可以減少設(shè)備投入，同時(shí)可以對(duì)保護(hù)配置進(jìn)行簡(jiǎn)化，與城市電力網(wǎng)接線的要求相符合，滿足兩個(gè)變電站的連接需要，如果能在變電站兩側(cè)配備電源，將會(huì)為城變供電提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

在電氣主接線中，將110kV配置接線進(jìn)行簡(jiǎn)化，以主變套管電流互感器代替獨(dú)立式電流互感器。因?yàn)?0kV出線為電纜，每臺(tái)主變又與不同的線路進(jìn)行連接，Ⅰ= U ÷ R為各回路電流計(jì)算公式。所以在進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算后，確定10kV系統(tǒng)采用經(jīng)消弧線圈接地方式。

2.3 保護(hù)監(jiān)控

無人值班變電站設(shè)計(jì)與以往變電所設(shè)計(jì)具有明顯的不同，其可以應(yīng)用自動(dòng)綜合化系統(tǒng)，對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)控。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，綜合自動(dòng)化設(shè)備性能更加良好，可以作為變電站選擇的主要系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。應(yīng)用綜合自動(dòng)化，設(shè)備以分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布，使設(shè)備可以保持長久的穩(wěn)定性，避免二次設(shè)備電纜的煩瑣性，使整體投入資金得到有效的控制，并且分布式保護(hù)裝置可以對(duì)配電裝置室的散熱通風(fēng)機(jī)電磁干擾問題進(jìn)行針對(duì)性的改善。

作為無人值班的變電站，變電站內(nèi)不需要設(shè)置專門的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，但是需要設(shè)置方便與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)計(jì)算機(jī)相符合的接口。此外，為了增加維護(hù)的便利性，變電站遙信和遙控量需要以變電站設(shè)計(jì)規(guī)程為依據(jù)，進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置，并對(duì)其統(tǒng)一管理。

2.4 電氣布置

設(shè)計(jì)全戶內(nèi)型變電站，需要采取切實(shí)有效的措施解決變壓室通風(fēng)散熱問題。保證主變?cè)诜€(wěn)定的環(huán)境中持續(xù)運(yùn)行，滿足全戶內(nèi)型城市變電站設(shè)計(jì)方面的需要。在查閱相關(guān)資料，并對(duì)變電站實(shí)際進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，需要對(duì)排風(fēng)口高度和面積等參數(shù)進(jìn)行合理的控制，并提出科學(xué)、規(guī)范的設(shè)計(jì)方案。

每個(gè)變壓器都需要配置用于散熱的裝置，將其安裝在變壓器不同的位置，并在散熱裝置下面設(shè)置進(jìn)風(fēng)道，為運(yùn)行人員觀察變壓器運(yùn)行狀態(tài)提供便利，使變壓器內(nèi)部進(jìn)入大量的自然風(fēng)。

變壓器需要在較高的位置布置，為獲取最多的自然風(fēng)提供方便。變壓器室內(nèi)地坪需要比室外地坪高出一部分，并在其下部設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，并用網(wǎng)柵進(jìn)行隔離。

在進(jìn)行布置時(shí)可以在綜合樓一層布置多個(gè)變壓器室，并在四周合適位置設(shè)置排風(fēng)口，使變壓器室內(nèi)始終可以有大量的自然風(fēng)進(jìn)入。

在其他層可以布置多個(gè)設(shè)備間隔。為了提高隔離效果，二次控制電纜可以采用電纜豎井橋架，與主控室繼電器屏下的活動(dòng)地板相連接。

綜合樓一層布置電纜室和自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置，并對(duì)布置方向進(jìn)行控制，使布置格局更加簡(jiǎn)潔，一目了然，改變以往電纜層控制電纜的凌亂分布，使隔離效果得到顯著的提升。而此次布置10kV配電裝置，以10kV開關(guān)柜高度為參考。

綜合樓內(nèi)的布置房間布置工器具室和消防室等輔助用房，根據(jù)相關(guān)消防要求設(shè)置消防車道，整體變電站占地面積可以控制在兩千平方米左右。

3結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，全戶內(nèi)城市變電站應(yīng)用了多種創(chuàng)新性的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更強(qiáng)。其中，GIS設(shè)備性能得到了良好的優(yōu)化，可以有效保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定，可以逐漸提高其應(yīng)用效率。同時(shí)，為了保證其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要合理布局，準(zhǔn)確接線，加強(qiáng)保護(hù)監(jiān)控。

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