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對城區地下變電站的建設與思考
摘要：針對目前我國大中城市中心高級商業(yè)及住宅區中建設變電站所面臨的新問(wèn)題，提出對土地的綜合利用等措施。將變電站與民用建筑結合建設，提出建設地下變電站。
關(guān)鍵詞：地下變；電氣主接線(xiàn)；氣體變壓器；組合電氣；可靠性；可行性
1 問(wèn)題的提出
城區房地產(chǎn)的開(kāi)發(fā)和舊城改造，大量的商業(yè)區、高級住宅區越來(lái)越多地出現在城市中心區域，造成供電負荷的激增，使深入市中心的變電站越來(lái)越多，其建設難度也越來(lái)越大，主要面臨下列幾個(gè)問(wèn)題：①用地緊張，站址難覓，即使能征得用地，面積也非常小，設計難度大、要求高。②各項工程的前期動(dòng)遷、拆遷難度日益加大，征地拆遷費用非常昂貴，有時(shí)已遠遠超出建變電站的費用，致使變電容量每千伏安造價(jià)很高。③市中心往往為繁華的商業(yè)用地，有著(zhù)極高的商業(yè)價(jià)值，如僅建1座4層左右的變電站，則土地的上部空間得不到充分利用，對于土地資源來(lái)說(shuō)是一種極大的資源浪費。④與周?chē)h(huán)境協(xié)調的要求高，建筑的格調與景觀(guān)和環(huán)境要融為一體，造成投資加大。⑤防火、防爆、防噪聲等安全和環(huán)保要求特別高。
由于上述原因，就要求我們在對變電站進(jìn)行設計時(shí)，就必須綜合考慮，既要滿(mǎn)足用電需求，又要充分解決土地的綜合利用等問(wèn)題，需要全面衡量各方面的利與弊。為解決這些問(wèn)題，借鑒國外的經(jīng)驗，特別是如何降低造價(jià)，提高土地的利用價(jià)值，考慮在地下建變電站，地面上進(jìn)行商住等房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)，不失為一種新的途徑、新的思路。
2 基本技術(shù)原則
由于變電站建設在繁華的商業(yè)區，對消防、噪聲的要求特別高，因此，在這種特殊環(huán)境中建地下變電站，就必須確定以下幾點(diǎn)作為主要設計原則：①由于土地資源有限，要求我們盡可能簡(jiǎn)化接線(xiàn)，如2臺主變易盡量采用內橋接線(xiàn)方式、如3臺主變易采用線(xiàn)路-變壓器組單元接線(xiàn)形式，10 kV 采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，分段開(kāi)關(guān)設備自投。當1臺主變或1條線(xiàn)路故障時(shí)，可保證不間斷供電。②設備選型宜免維護、小型化，以減少占地面積，盡量減少挖方量。使整體布置趨于緊湊合理。③全站設備無(wú)油化，包括主變壓器采用進(jìn)口的SF6氣體絕緣變壓器。這樣全站無(wú)易燃、易爆物，既能簡(jiǎn)化消防系統，又可將火災的影響局限在地下，而不致影響到地面。但氣體絕緣變壓器的造價(jià)較高。④簡(jiǎn)化總體布置，采用立體布置方案，充分利用有限的土地。減少設備布置層數，以方便運輸和安裝，簡(jiǎn)化消防、通風(fēng)系統，同時(shí)為將來(lái)的運行維護創(chuàng )造良好的條件。⑤按無(wú)人值班站考慮，設“四遙”系統。通過(guò)以上幾項措施，簡(jiǎn)化設計，減少運行維護工作量，從而為地下變電站結合地面民用建筑的建造提供了現實(shí)的可行性。下面以一個(gè)66 kV 終端變電站為例進(jìn)行闡述。
3 變電站建設規模及主設備選型
3.1 建設規模 由于變電站地處繁華市區的負荷中心，其負荷密度相當高，故應盡量提高主變壓器容量。
3.2 主要設備選型 ①主變壓器選用進(jìn)口的SF6氣體絕緣、三相雙卷自冷有載調壓變壓器。②66 kV 設備采用GIS，或箱式組合式電器。使采用的負荷開(kāi)關(guān)可直接與主變壓器組成一整套裝置，使設備布置更簡(jiǎn)明緊湊。③10 kV 高壓開(kāi)關(guān)柜可選用合資廠(chǎng)生產(chǎn)的中置式手車(chē)柜，或采用XGN型箱式固定封閉開(kāi)關(guān)柜，內裝真空開(kāi)關(guān)。柜寬盡量減小，以減少占地面積。④無(wú)功補償裝置選用干式成套電容器裝置。⑤變電站用變壓器、接地變壓器選用干式變壓器，且可將兩者功能合為一體，以減少設備用房。⑥蓄電池選用閥控式全封閉酸性電池。⑦二次設備全站采用微機保護裝置，控保裝置已采用下放置開(kāi)關(guān)柜上，以減少主控制室的面積，同時(shí)裝設綜合無(wú)功自動(dòng)調壓裝置（VQC裝置）。
4 總體布置與建筑結構的考慮
首先，要考慮的是大型設備的運輸通道。而且，既要考慮地下部分通道，也要滿(mǎn)足地面上運輸和消防通道的要求，同時(shí)還有垂直通道的要求。一般地面上需要距離公路或規劃路較近等；垂直通道則可在人行道、綠化帶上預留吊物井，井口設可拆裝蓋板，平時(shí)蓋上板，必要時(shí)掀開(kāi)蓋板，即可進(jìn)行吊裝運輸。如吊物井設在綠化帶上，則該通道還可以作為通風(fēng)系統的風(fēng)口。其次，應考慮一次主設備間的連接。再次，應考慮地下變電站的結構與地面上民用建筑結構的協(xié)調關(guān)系。最后，盡量使設備布置在同一層，使之清晰明了，緊湊合理，便于電纜的敷設連接，便于運輸安裝和操作維護。
針對上述問(wèn)題，我們對即將建設的某變電站進(jìn)行了方案研究。該站總占地面積為1800平方米，為全戶(hù)內型布置�？傮w方案布置如下：主變壓器、高壓室布置在大樓相鄰兩側，主控制室和電容器室、所用變室等布置在另外兩側。站內設環(huán)形通道。除主變壓器設置在-8.50米層外，其余設備均設置在-5.00米層，下放設計成電纜層，以利于電纜敷設。主變低壓側采用母線(xiàn)橋連接。在大樓兩側各設置消防逃生樓梯各一部，用于平時(shí)的設備巡視和緊急情況下的逃生之用。變電站整體設置力求清晰明了，緊湊合理，既要便于運輸、安全，也要便于操作、維護。地面上1-4層為商服裙房，可以進(jìn)一步將上層空間設計為5-30層高層住宅每層的建筑面積為1100平方米左右，分為6戶(hù)，使用面積在120平方米左右。作為較高檔的住宅是較為合適的。
綜上所述，采用地下變電站與民用建筑合建的方案在技術(shù)上是可行的。
5 綜合利用的經(jīng)濟性
通過(guò)前面的闡述，我們知道，為滿(mǎn)足消防要求，我們選用SF6氣體絕緣變壓器和小型化、無(wú)油設備，從而使部分設備需從國外進(jìn)口。為此，設備購置費成倍增長(cháng)，整個(gè)地下變電站的投資約為常規地面站的2倍及以上。但綜合利用后，將地面上民用建筑產(chǎn)權出售，則可收回投資。
在征地費用不變的情況下，雖然地下站比地面站的費用增多約3400萬(wàn)元，但考慮在地面上建1幢30層的商住樓后，收益與支出基本持平甚至會(huì )略有盈余。
6 結束語(yǔ)
通過(guò)以上的分析比較可知，對土地的綜合利用，不僅技術(shù)上可行，而且經(jīng)濟效益明顯：既能有效地提高土地利用率，改善城市景觀(guān)，優(yōu)化城市環(huán)境，也能有效降低工程費用，并可以很好地解決消防和噪聲污染問(wèn)題。在能夠滿(mǎn)足供電負荷需求的情況下，如變電站本期只上2臺主變壓器，則效益更為明顯。其產(chǎn)生的社會(huì )間接效益更是無(wú)法估量。
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