提高變電站工程節(jié)能減碳水平的設(shè)計及應(yīng)用

黃天誠

摘要：作為電網(wǎng)系統(tǒng)中電力傳輸?shù)臉屑~環(huán)節(jié)，變電站工程項目的建設(shè)過程中需要提高節(jié)能降碳的標(biāo)準(zhǔn)，增加綠色低碳的設(shè)計創(chuàng)新和措施優(yōu)化，從建設(shè)過程到投產(chǎn)使用階段，全過程助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的快速推進。本文主要淺析幾種以提高節(jié)能減碳成效為目的的變電站工程節(jié)能減碳設(shè)計及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變電站工程;節(jié)能減碳;綠色環(huán)保

一、變電站工程節(jié)能減碳的背景及現(xiàn)狀

我國正在進行一場實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的社會系統(tǒng)性大變革，正在努力建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系。電力公司同樣在加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系，持續(xù)推進碳減排。而電力變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分與環(huán)節(jié)，隨著城市的發(fā)展和電力需求的不斷增加而持續(xù)規(guī)劃投資與建設(shè)中，亟需優(yōu)化傳統(tǒng)的建設(shè)設(shè)計方案，提高對綠色建造的重視程度，加速對綠色環(huán)保節(jié)能減碳的措施落地，從變電站工程施工建設(shè)過程，至建成投產(chǎn)使用的后期階段，研究創(chuàng)新更高效、更節(jié)能的設(shè)計方案并推廣應(yīng)用。目前常規(guī)變電站工程節(jié)能減碳方面存在以下不足之處有以下幾點：

1.變電站照明系統(tǒng)耗電量大

變電站照明系統(tǒng)包括站區(qū)路燈照明及配電樓內(nèi)照明，均屬于必要配套設(shè)施。但室內(nèi)照明因運行需要常長時間處于開啟狀態(tài)，站區(qū)電氣路燈每日夜間常亮約12小時，造成大量電能消耗，節(jié)能降耗率偏低。

2.通風(fēng)及控溫系統(tǒng)消耗大量電能

常規(guī)變電站配電樓內(nèi)往往需要安裝數(shù)臺空調(diào)以滿足運行單位對設(shè)備間溫度控制的要求，例如組合電器開關(guān)室內(nèi)需要安裝空調(diào)，在夏天氣溫較高時吹送冷風(fēng)，降低室內(nèi)及組合電器設(shè)備的問題，避免出現(xiàn)設(shè)備故障的情況;蓄電池儲藏間同樣需加裝空調(diào)，保證在冬季氣溫低時吹送暖風(fēng)保證蓄電池溫度在25攝氏度左右。除此之外，為起到通風(fēng)、排煙、排SF6氣體等作用，配電樓還會裝有一定數(shù)量的軸流風(fēng)機。以上空調(diào)和軸流風(fēng)機常年運轉(zhuǎn)造成大量電能的消耗。

3.傳統(tǒng)設(shè)計手段與設(shè)計理念落后

目前大多數(shù)變電站工程在設(shè)計過程中過分依賴于對以往成熟工程的借鑒與鞏固，缺少對節(jié)能減碳、綠色建造、助力“雙碳”的深入研究、思考、創(chuàng)新和應(yīng)用。建筑材料的選擇放棄和規(guī)避了很多新型環(huán)保的材料，站區(qū)布置及設(shè)備的布置對資源的節(jié)約考慮不足，對于新型數(shù)字化技術(shù)及手段的探索引用尚不夠深入。

二、幾種變電站節(jié)能減碳的設(shè)計及應(yīng)用

1.站區(qū)內(nèi)太陽能路燈的安裝應(yīng)用

在變電站站區(qū)內(nèi)設(shè)計安裝太陽能路燈，替代傳統(tǒng)的電鈉路燈。太陽能路燈是采用晶體硅太陽能電池供電，免維護閥控式密封蓄電池儲存電能，超高亮LED燈具作為光源，并由智能化充放電控制器控制。無需鋪設(shè)線纜、采用直流供電、光敏控制，具有穩(wěn)定性好、壽命長、發(fā)光效率高，安裝維護簡便等優(yōu)點。太陽能路燈除了安裝簡便，不用鋪設(shè)輸電線路的優(yōu)點外，最大的優(yōu)點是能夠在白天通過太陽能電池接受陽光照射產(chǎn)生的電能給蓄電池充電，將光能轉(zhuǎn)換為電能，通過太陽能控制器將電能存儲在蓄電池中。當(dāng)天黑后，即太陽能停止充電，控制器開啟光源，提供充足的站區(qū)照明。

2.配電樓內(nèi)燈光系統(tǒng)的設(shè)計改進

配電樓內(nèi)部使用“綠色照明”的設(shè)計理念，根據(jù)各區(qū)域的生產(chǎn)要求，采用多種形式燈具滿足不同區(qū)域舒適度要求，使用高效燈具，并采用滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能型光源，深入落實節(jié)能要求。設(shè)計時遵循的基本原則為：根據(jù)工作場所照明度要求、工作作業(yè)需求以及照明種類的不同，合理選用高光效、長壽命的LED光源;開展精細(xì)化照明設(shè)計，減少燈具數(shù)量;在滿足作業(yè)區(qū)域、崗位照明需求的前提下，選用防炫光、無光污染的照明器具;選擇結(jié)構(gòu)安全可靠、配光高效合理的燈具，注重配套電器的節(jié)能高效。站內(nèi)燈具采用高效率燈具，同時使所選燈具的配光曲線與環(huán)境相適應(yīng)，使被照面照度均勻，避免照度過于集中或分散。合理考慮并選用運行可靠、使用壽命長、自身功率低、頻閃小、噪聲低、諧波含量小、電磁兼容性符合標(biāo)準(zhǔn)以及性價比高的鎮(zhèn)流器。鎮(zhèn)流器作為燈具的耗能器件之一，同時對照明質(zhì)量和電能質(zhì)量有很大影響，選擇合適的鎮(zhèn)流器利于提高燈具節(jié)能降碳的效果。

3.優(yōu)化樓內(nèi)通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計

配電樓內(nèi)根據(jù)設(shè)計單位與運行單位的要求，往往會在墻上及樓頂上安裝多個軸流風(fēng)機，并在開關(guān)室及控制室配備多組空調(diào)，起到通風(fēng)、溫度調(diào)節(jié)的作用。為了避免單純提高軸流風(fēng)機和空調(diào)的個數(shù)、調(diào)高送風(fēng)量來實現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)和排風(fēng)的要求，設(shè)計人員應(yīng)考慮組織室外冷熱風(fēng)侵入與滲透的防治。由于北方地區(qū)冬季北風(fēng)較多，配電樓的入口大門應(yīng)避免設(shè)置在朝北向，可以避免大量冷風(fēng)的傾入，從而降低了空調(diào)的能耗量。同時優(yōu)化軸流風(fēng)機的布局，設(shè)計過程中充分考慮風(fēng)機排風(fēng)量及高度位置。因大部分變電站的軸流風(fēng)機以排煙氣及SF6氣體為主要功能，需合理布置在SF6氣體擴散區(qū)附近。從節(jié)能減碳的角度出發(fā)，創(chuàng)新增加軸流風(fēng)機的使用功能，增加調(diào)溫控制功能，與空調(diào)同時具備感溫、控溫功能，連接溫度控制器實現(xiàn)物理式排溫控溫，既能提升整個配電樓內(nèi)溫度控制的效果，同時減少了空調(diào)高耗能設(shè)備的使用量，從而降低了對能源的消耗。

4.采用綠色設(shè)計BIM 技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過對建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，為設(shè)計團隊以及包括建筑、運營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。BIM平臺上可建立暖通、給排水、強弱電的綜合模型，同時擁有著強大的數(shù)據(jù)處理能力，可以快速計算并進行分析，輸出結(jié)果，對變電站工程節(jié)能減碳的分析具有很大的理論價值和實際應(yīng)用價值。BIM技術(shù)還可以把不同專業(yè)設(shè)計結(jié)合起來，具備解決設(shè)計階段、檢查碰撞的不同的專業(yè)沖突等作用，可以有效的避免在施工階段才發(fā)現(xiàn)的這些沖突所帶來的浪費問題，為節(jié)約建材提供了非常有力的貢獻。

結(jié)束語：

從以上對變電站工程節(jié)能減碳的分析和幾種設(shè)計方式及應(yīng)用可以看出，變電站建設(shè)過程中仍然有大量提高節(jié)能效率、助力減少碳排放的研究創(chuàng)新空間。因此，為了在建設(shè)領(lǐng)域助力實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)，我們要繼續(xù)高度重視綠色建造的工程管理理念，充分開拓思維，思考創(chuàng)新更多變電站工程節(jié)能減碳的有效措施方案并加以應(yīng)用推廣。

參考文獻

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