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对城区地下变电站与民用建筑合建的探讨

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

摘 要 针对城市商业区建设变电站所面临的新问题,提出对土地的综合利用措施,即将地下变电站与民用建筑结合建设,通过采用无油化设备,提高消防的安全性;通过地面上的商业开发,提高土地利用率,美化城市环境,同时降低工程造价,获得满意的经济效益。

  随着经济的不断发展,广州的人均国民经济产值1997年已位居全国各大城市第2名,并成为珠江三角洲的经济、文化、政治及金融中心,特别是近几年房地产的开发,供电负荷猛增,使变电站的分布越来越密,并逐渐深入到市中心人口稠密区。为此,在城区建设变电站就面临一些新的问题。

1 问题的提出

  城区房地产的开发和旧城改造,使深入市中心的变电站越来越多,其建设难度也越来越大,主要面临下列几个问题:

  a)用地紧张,站址难觅,即使能征得用地,面积也非常小,设计难度大、要求高。

  b)征地拆迁费用非常昂贵,已远远超出建变电站的费用,致使每千伏安造价很高。

  c)市中心往往为繁华的商业用地,有着极高的商业价值,特别对于广州这样的城市来说,土地资源十分有限和宝贵,如仅建1座3~4层的变电站,则土地得不到充分利用,是一种极大的资源浪费。

  d)与周围环境协调的要求高,建筑的格调与景观和环境要融为一体。

  e)防火、防爆、防噪声的要求特别高。

  由于上述原因,我们在对变电站进行设计时,就必须综合考虑,全面衡量各方面的利与弊。为解决这些问题,借鉴国外的经验,特别是如何降低造价,提高土地的利用价值,考虑在地下建变电站,地面上进行物业开发,不失为一种新的途径、新的思路。

2 基本技术原则

  由于变电站建设在繁华的商业区,对消防、噪声的要求特别高,因此,在这种特殊环境中建地下变电站,就必须确定以下几点作为主要设计原则:

  a)简化接线,尽量采用线路-变压器组单元接线形式,10 kV 采用单母线分段接线,分段开关设备自投。当1台主变或1条线路故障时,可保证不间断供电。

  据了解,香港已投入运行多年的地下变电站,也是采用线路-变压器组单元接线方式;但变压器高压侧不设开关,只设负荷开关,且负荷开关装在SF6气体绝缘变压器上,成为一整套装置。多年的运行表明这一做法是成功的,不仅节省了投资,且可减少占地面积。

  b)设备选型宜小型化,以减少占地面积,使整体布置趋于紧凑合理。

  c)全站设备无油化,包括主变压器采用进口的SF6气体绝缘变压器。这样全站无易燃、易爆物,既能简化消防系统,又可将火灾的影响局限在地下,而不致影响到地面。

  d)简化总体布置,尽量减少挖方量,减少设备布置层数,以方便运输和安装,简化消防、通风系统,同时为将来的运行维护创造良好的条件。

  e)按无人值班站考虑,设“四遥”系统。

  通过以上几项措施,简化设计,减少运行维护工作量,从而为地下变电站结合地面民用建筑的建造提供了现实的可行性。下面以一个100 kV 终端变电站为例进行阐述。

3 变电站建设规模及主设备选型

3.1 建设规模

  由于变电站地处繁华市区的负荷中心,其负荷密度相当高,故应尽量提高主变压器容量。考虑到 10 kV 开关拒的容量一般为 3 150 A,最大不超过4 000 A,所以主变压器容量取50 MVA为宜。如确需采用 63 MVA 的主变压器容量,也可将2台开关柜并列运行,当然需要设置平衡保护。为此,可按表1规模考虑。

3.2 主要设备选型

  a)主变压器选用进口的SF6气体绝缘、三相双卷风冷有载调压变压器。

  b)110 kV 设备采用GIS,或组合式电器。使采用的负荷开关可直接与主变压器组成一整套装置,使设备布置更简明紧凑。

  c)10 kV 高压开关柜可选用合资厂生产的中置式手车柜,或采用XGN型箱式固定封闭开关柜,内装真空开关。

  d)无功补偿装置选用干式成套电容器装置。

表1 110 kV 地下变电站推荐考虑规模

名称 规模 主变压器 3×50 MVA 110 kV出线回路数 3回 10 kV出线回路数 3×12回 无功补偿 6×4 200 kvar

  e)变电站用变压器、接地变压器选用干式变压器,且可将两者功能合为一体,以减少设备用房。

  f)蓄电池选用阀控式全封闭

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