油富·城综合体工程110kV全地下变电站方案探讨 2

1、油富·城综合体工程110kV变电站方案探讨（嘉泰富投资有限公司 李政兵一工程概况工程名称：油富·城综合体工程，项目可建设用地26266平方米，容积率为4.8，为商业用地。项目为大型都市场综合体，包括150米高层塔楼、高层公寓副楼、商业裙楼，功能包括甲级写字楼、公寓、购物中心、区级少年宫、110kV变电站等等，总建筑面积约206186平方米。二油富·城综合体工程110kV变电站概述我方建议油富城110kV变电站建成全地下变电站。全地下变电站 变电站主建筑物建于地下，主变压器及其他主要电气设备均装设于地下建筑内，地上只建有变电站通风口和设备、

2、人员出入口等少量建筑，以及有可能布置在地上的大型主变压器的冷却设备和主控制室等。三、建成全地下变电站是城市可持续发展的需要油富城110kV变电站在广州市荔湾区这样一个经济发达的大型城市核心区域，土地资源极为宝贵，环境要求严格，变电站站址选择日趋困难。广州市荔湾区在该地块规划是儿童公园、青少年宫、大型商业市场(油富城和万达广场）等重要的共公场所，将来会形成高密度人口区域，另外油富城项目建成后入住的居民可能“误会”、“惧怕”变电站，担心变电站建在自家门口有噪声、火灾危险、雷磁辐射效应，法律依据以及相关案例:国家电磁辐射管理办法规定100千伏以上为电磁强辐射工程。第二十条规定：在集中使用大型电磁辐射

3、设备或高频设备的周围，按环境保护和城市规划要求，在规划限制区内不得修建居民住房、幼儿园等敏感建筑。据此,民、办公楼等敏感建筑物附近就不能建造大型电磁辐射设备或高频设备！例如：广州市同德围的110千伏南德变电站建设就因居民的反对导致工期延误。为了最大限度减少对环境的影响，同时可以综合利用土地资源，国家电网公司“两型一化”变电站设计建设导则中也提出了“环境友好型”的技术要求，而地下变电站“节地、和谐、简约”的设计原则也正好契合了这一要求。在市中心建设地下变电站，可以解决以下问题：l 选址难。l 噪声影响。l 与环境协调。l 防火要求高。上海全地下变电站建成后，地面只有进风口、排风口：变电站通风口变

4、电站通风口变电站通风口变电站通风口变电站上方为共用绿地北京全地下变电站建成后，地面的进风口、排风口：变电站吊装兼通风口变电站通风口变电站上方为共用绿地太古汇变电站出风口太古汇变电站进风口四、全地下变电站的建设标准规定2005年中国电力企业联合会提出，由电力行业电力规划设计标准化技术委员会归口并解释，发布了35Kv220kV城市地下变电站设计规定DL/T5216-2005 ，该标准是为了规范城市地下变电站的设计，以达到供电安全可靠、技术先进、造价合理和运行维护方便的目的。标准以国家标准GB 5005935kV110kV变电所设计规范和SDJ 2220kV500kV变电所设计技术规程为基础，参照有

5、关国家标准和电力行业标准，对35kV220kV地下变电站设计的有关问题作出了原则规定。五、城市110kV全地下变电站建设现况1、 国内其他大型城市全地下变电站建设统计北京地区自1969年东城35kV战备用地下变电站建成投运起，经过四十年的建设，截止到2009年底,北京地区全地下变电站建设数量如下：电压等级220kV的有4座站（王府井站、朝阳门站、地安门站；桃园站），电压等级110kV的有28座站；共32座;上海自1987年第一座地下变电站35kV锦江变电站建成投运，1992年，为地铁一号线配套的110kV上体馆和110kV人民广场地下主变电站建成投运。上海全地下变电站建设数量如下：电压等级50

6、0kV的有1座站，电压等级220kV的有3座站，电压等级110kV的有22座站；共26座。 深圳供电局2013年建设皇岗口岸110kV变电站是全地下式的，深圳前海新区规划建设13座220kV地下变电站。2、广州地区建成的全地下变电站成功案例:目前，广州地区共建成地下变电站两座，分别为110kV中轴站、110kV太古站，投产时间均为2010年。目前二座地下变电站整体运行情况良好。由于地下屏蔽关系，全地下变电站的电场和磁场强度小于地上常规变电站，而且噪音等对居民的干扰也大大减少。至2014年3月止，正在建设的全地下变电站有110kV杨箕站,由富力地产与供电局合建；广州电视塔下的110kV艺苑站,由

7、广州市政府投资，已通过广州供电局规划审核，现处于初步设计阶段；110kV体育2号站的建设模式还处于双方洽谈阶段。广州地区的全地下变电站采用多种新技术和新工艺，实现信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，可自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等。广州地区的全地下变电站还首次安装了国际先进的高压设备局放在线监测系统。该系统能够对主设备进行24小时无间断的在线监测及实时分析，如设备出现放电现象，系统能够自动报警。全地下变电站还采用具有早期预报警功能的吸气式感烟火灾探测报警系统。与一般消防系统相比，该系统探测灵敏度极高，报警速度极快，在未燃烧产生烟的情况下，通过空气中光谱、烟尘和颗粒浓度

8、的监测和分析，只要达到一定浓度，系统就会自动预报警，可有效将火灾扼杀在萌芽状态。全地下变电站送电投产后，将紧接着对变电站的上方地面进行绿化施工，公共绿地与周边环境融为一体。六、广州供电局的政企商合建变电站的模式简介合建变电站模式是指让房地产开发商在项目建设前即落实好变电站站址，并由其负责变电站前期土建及电缆走廊工程建设，项目建成后供电局通过支付相关费用回购变电站。这种模式的好处在于使得变电站建设与开发商项目建设同步进行，确保变电站与开发项目同步投产，以满足其用电需求，同时由开发商代建变电站土建，有效地解决了城区建设变电站站址选取难、项目建设受阻等问题。变电站的建设要求比商业建筑要高，房地产开发

9、商的施工单位在施工时难免按照商业建筑的标准来做，而监理又可能存在缺位。就此，供电局应加派人员全程监理，或者程序上由对方报建，建设仍由供电局操办。目前在广州市的多个变电站建设中已在逐渐推广，位于越秀区建设大马路西侧的110千伏中旅变电站就是广州首座合建变电站。越秀供电局与粤海地产合建的仰忠变电站，包括还处于选址阶段的越秀区恒基、锦汉变电站以及即将在今年年底投产的荔湾区220千伏环西变电站，都采用了合建的模式。以北京地区为例，2002年底前已投入运行的15座地下变电站中，独立建设的全地下或半地下变电站有4座，其他均为与大型商场、办公楼等综合建(构)筑物联合建设的全地下或半地下变电站。七、广州地区已

10、建成投产的全地下变电站概算2010年投产的110kV中轴变电站，位于珠江新城西塔，广州市供电局对该工程的概算汇总如下表：110kV中轴输变电工程概算汇总表金额单位：万元 序号费用 名称工程项目 变电工程线路工程通信工程合计1建筑工程费1428.310.000.001428.312设备购置费4879.211792.72215.076887.003安装（本体）工程费789.431494.1134.952318.494其他费用1257.491625.1132.962915.565编制年价差491.79960.910.561453.266其他费用中含：基本预备费215.76143.246.92365.

11、927工程静态总投资8846.235872.84283.5415002.618建设期贷款利息401.9742.8611.51456.349工程动态总投资9248.205915.70295.0515458.952010年投产的110kV太古输变电工程，位于广州天河石牌太古汇城，广州市供电局对该工程的概算汇总如下表：110kV太古输变电工程概算汇总表金额单位：万元 序号费用 名称工程项目 变电工程线路工程通信工程合计1建筑工程费1335.641335.642设备购置费5415.122370.63219.708005.453安装（本体）工程费838.834220.9561.175120.954其他费

12、用1049.904536.7439.505626.155编制年价差562.882224.326.692793.896其他费用中含：基本预备费231.88271.427.82511.127工程静态总投资9202.3813352.64327.0622882.088建设期贷款利息418.15138.8012.33569.289工程动态总投资9620.5313491.44339.3923451.36太古汇变电站负三层 太古汇变电站负三层 太古汇变电站负四层8、 广州地区已建成投产的全地下变电站的问题(一）、存在问题分析1.1 安全运行风险 由于地下变电站结构复杂、大型机械难以进出，设备维护和故障排除都

13、因设备搬运有一定难度而延长故障的处理期，从而对电网安全稳定运行产生影响。同时，地下变电站由于抽风装置的长期开启，积尘情况较严重，对设备的运行产生不利影响。而地下变电站一般地处用电负荷较集中的地区，一旦发生停电，将对负荷中心的生产生活带来极大影响。1.2 防排水地下变电站防水和排水设施要求高于地面变电站，特别是在站内防水措施不到位、排水系统不完善的情况下，存在变电站水患和积水无法即时排除的隐患，影响站内设备的安全运行和人员的日常工作生活。其次，受地下水的水压影响，地下建筑常见有沉降缝隙漏水、施工缝漏水、固定架漏水等现象。当防水工程不足以抵挡漏水时，如不及时有效进行排泄，积累的渗水也将对室内环境构

14、成威胁。自建设以来，中轴、太古、猎德3个地下变电站均出现了不同程度漏水问题，猎德站还因电缆隧道封堵问题出现过水浸现象。1.3 通风变电站通风系统设计应能适时排除电气设备电能损耗所产生的热量，地下变电站由于电气设备均置于地下，通风系统对电气设备的安全运行有很大影响。当通风量达不到设计要求时，则站内设备存在受潮过热及消防隐患。其中，中轴站由于风槽距离长、转折多，风阻大,在风槽的中后段出现了风力不足的现象。1.4 消防目前中轴、太古、猎德均采用了油浸式设备，如变压器、电抗器等，如果发生绝缘击穿易酿成火灾甚至爆炸；电缆的绝缘层多采用聚氯乙烯等可然材料制成，能促进火势蔓延并燃烧产生大量有毒气体；此外，管

15、道、电缆穿越隔板的空洞易成为火灾蔓延的通道。因此，地下变电站具有火灾蔓延快、浓烟易积聚、灭火扑救困难等特点。这对地下变电站的消防系统可靠性提出了较高的要求，其报警、灭火设施及时启动、远方控制等要求都比地面变电站高。1.5 作业和生活环境地下变电站由于空间狭小，空气不流通。在站内进行工作时作业环境较差，必须进行手动抽风装置开启，而通风装置的启动又会产生较大的噪音，容易造成工作人员情绪烦躁和疲劳。目前广州地区的3座地下变电站虽为无人值班站，但遇到保供电任务需要值班人员长期驻站时，运行人员精神压力较大。且中轴站、太古站警传室设立在负一层，造成保安人员长期工作在地下，受空气质量、噪音等影响较大，同时也

16、造成了保安人员聘请困难的问题。（二）、解决措施2.1 前期规划及选址广州处于亚热带地区，夏季多雨，洪涝灾害发生几率大，同时广州土质疏松、地下水位较高，地下变电站建设成本高，运行维护难度大。在地下变电站前期规划选址时，应充分考虑土质、地下水位情况、洪涝可能性、城市给排水管道等通畅情况，同时应防止地下变电站成为地下水及城市水道管网低处汇集点，给站内排水及墙面防水带来困难。由于地下变电站土建工程无法扩建，变电站规模确定后，土建工程需按最终规模一次建设完成，在建设时还应充分考虑预留设备检修通道或者吊装通道。2.2 设备选型由于地下变电站空间有限，进出通道少，空间封闭，因此在设备选型时，宜采用免维护、小

17、型化、无油化、可靠性高的先进设备，以减少占地面积，降低运行维护的次数。在设计阶段要充分考虑设备投产后的维护、检修，包括减少设备的不必要停电、留有足够的检修位置、降低噪声等。由于地下站空间有限，设备的安装位置要充分考虑今后设备更换和维护人员日常维护的方便。目前，变压器主要向两个方面发展：一是向特大型超高压方面发展，另一是向节能化、小型化、低噪声、高阻抗、防爆型发展（110kV变压器）。前者一般都用在大型电站或电力输送上，后者，主要以中小型产品为主。随着中国的城市化发展，大城市人口更加密集，高层建筑林立，用电量急剧增加，传统的油浸式变压器油量大，一旦因故障着火，将对高层建筑和人们的生命财产安全构成

18、严重的威胁。因此，人们对不燃变压器的研究和应用也日益重视。SF6气体绝缘变压器(gasinsulated transformer，简称GIT）以其在防火、安全、用电可靠性等方面的优势受到了人们的关注，自20世纪60年代以来在日本、欧洲应用和开发较为广泛，在日本、我国香港和内地，110kV的GIT在地下变电站以及人口密集、场地狭窄、防火要求高的市区变电站等场所的使用日益广泛。目前国内已经有北京、深圳、香港、上海、重庆、呼和浩特、南宁等中心城市使用了110kV电压等级的SF6气体绝缘变压器，郑州、西安、石家庄、太原等中心城市也在调研在城网改造中采用GIT的可能性。在同站、同工况条件下，GIT与同样

19、参数的油绝缘变压器相比具有较大优势。例如：GIT无火灾隐患、噪声低、散热器布置灵活、占地面积小、性能安全可靠、只须简单检查而无须停机检修等，具有良好的经济效益和社会效益。很多SF6气体绝缘变压器安装于无人值班变电站。香港电灯公司、北京电力公司和深圳电力公司、上海电力公司等用户多年来的运行经验表明，只要认真监测变压器的气体压力、气体温度、绕组温度，定期测量SF6气体中的水分，以及对消耗品进行定期更换，变压器气体年渗漏率小于0.5%，就能保证GIT安全运行。他们已经充分体会到了GIT在运行安全、维护简便等方面的优点l 国内有二家SF6气体变压器生产工厂:保定天威集团保菱变压器有限公司，常州东芝变压

20、器有限公司.l 国内有多家无油无功容性补偿设备生产工厂:日新电机（无锡）有限公司， 西安西电电力电容器有限责任公司，陕西合容电气集团有限公司，库柏电气（上海）有限公司，上海思源电力电容器有限公司，佛山市顺德润华电力电容器有限公司，桂林电力电容器有限责任公司，苏州电力电容器有限公司。根据地下变电站建在城市商业区的特点，并考虑节省用地，满足消防，方便维护的角度考虑，目前全国有北京、上海、深圳、南宁等发达城市城区变电站采用SF6变压器。主要设备选择如下：(1)主变压器选用SF6 气体绝缘、三相双卷风冷有载调压变压器。(2)110kV设备采用组合式电器GIS。(3)10kV高压开关柜可选用合资厂生产的

21、KYN-28。(4)无功补偿装置选用干式成套电容器装置。(5)站用变压器、接地变选用干式变压器，且可将两者功能合为一体，以减少设备用房。(6)蓄电池选用阀控式全封闭酸性电池。 主变压器(1)SF6 变压器的优点安全可靠性高；保养、安装更加简便；性能高，体积小，布置灵活。(2)油变与s 变压器的综合性能比较分析根据SF6 变压器的构造特点，它具有以下优势：不污染环境，与环境相协调环保变压器； 不燃烧，安全可靠一一防爆变压器； 无储油柜 体积小型化；低密度气态介质一一散热器灵活布置；节约消防系统 降低总成本； 无需基础油池及地下储油罐 节省附属设施； 维护保养方便 基本为免维护产品；2.3 防水与

22、排水地下变电站防水应遵循以防为主、防排结合的原则。在施工过程中严格按照防水等级进行建设，按一级防水设计，严把验收关，做好建筑主体防水工作；在变电站建设时要好充分考虑附近水源，提前做好封堵工作，要确保站内排水系统系统同市政排水系统相联通。同时高度重视电缆隧道的防水工作，建议电缆隧道要用正式的防水隔离墙，并做好电缆孔的封堵工作，同时可在防水隔离墙开设一个防水门，做为检修工作和紧急逃生通道。变电站投产后，应做好对突发天气的应急响应，站内应装设应急排水系统。在汛期到来前，应检查周边市政排水设施是否完好，备足防洪沙袋。2.4 空调和通风系统严把设计施工验收关，要确保地下变电站设备室机械通风系统的通风量达

23、到设计要求。对通风槽距离长、转折多，风阻大时可尝试在较长的风管中间加设风机，以增加送风量。2.5 消防隔墙、防火门的耐火等级应严格遵守相关规定，全站设备应最大程度上做到“无油化”，如变压器可采用进口的SF6气体绝缘变压器，电缆、电线应优先采用辐照低烟无卤阻燃电线。对于必须使用注油设备的，必须选用符合的安全可靠性最高的灭火系统。站内应采用先进的火灾自动报警系统，并与通风系统形成良好联动。同时建议地下变电站消防栓水源采用双重配置，既设置与消防水池联通的消防栓，同时也设置一些直接依靠市政水源的消防栓，增加消防栓系统的可靠性。2.6作业和生活环境地下变电站设计时，应考虑值班人员长期驻站的情况，应设计有

24、休息室、生活设施等，通风系统设计应考虑站内噪声影响，宜采用低噪音通风设备、同时采取降噪措施。有条件的情况下，建议将保安警传室设立在地面，以避免保安长期在地下生活。9、 广州城市配电网现状特点1、 广州城市配电网特点1.1、110千伏电网广泛采用“3T”接线根据广供电计划201061 号文件提出的广州电网规划设计技术原则，以作为广州电网规划建设的指导性文件。从规划设计技术原则的内容可了解到110kV变电站建设规模概况：110kV 全户内式变电站，基底面积一般不大于1145m2（54.5×21或48×23）；围墙内用地面积一般不小于3290m2（76.5×43 或70

25、×46）；建筑高度一般不小于19m目前，广州供电局110千伏电网广泛采用“3T”接线。每座110千伏变电设3台主变，接线一般采用线路变压器组，在变电站高压侧不设母线，每台主变只设1台进线开关。从上一级220千伏变电站输出的每条110千伏线路上接3台来自不同变电站的主变。采用这种“3T”接线具有电网结构简单，所用设备元件少，节约了电网投资及变电站用地，其保护设置容易，调度运行方式灵活，可靠性相对较高。GIS开关设备63MVA变压器 图8-1 110千伏变电站站内“3T”接线示意图 图8-2典型110千伏线路“3T”接线示意图与普通的带母线的110千伏变电站相比，如果按一个变电站3台主变

26、考虑，采用“3T”接线将会至少节省高压开关5个，节约占地面积约1000平方米。由于110千伏电网“3T”接线具有以上优点，广州局在上世纪80年代末就开始在110千伏电网“3T”接线的探索，并逐步在电网建设与改造中采用，到目前为止，110千伏电网“3T”接线在广州电网已被广泛采用，全局110千伏电网采用“3T”接线的比例超过80，中心城区的110千伏变电站基本都已采用此接线。广州局在多年的110千伏电网“3T”接线的探索实践中总结出了110千伏“3T”接线的一些基本原则：（1）同一110千伏变电站的3台主变应T接在3条不同的110千伏出线上；（2）同一110千伏变电站的不同主变所T接的110千伏

27、线路应来自不同的220千伏变电站或至少要保证来自同一220千伏变电站的不同的母线段；按以上原则构建的110千伏电网可以达到以下目的：（1）当一条110千伏线路出现故障时，相关各站上的用电负荷都不受影响；（2）当一台110千伏主变出现故障时，该站的用电负荷都不受影响；（3）当220千伏变电站的一段110千伏母线出现故障时，相关各站的用电负荷不受影响；（4）在满足运行要求的前提下（包括N1状态下不损失负荷）导线的截面可以选得较小，以减少投资；1.2、主变容量选择广州地区目前运行中的主变容量以63MVA、50MVA、40MVA三种容量为主，北部山区存在少量31.5MVA、20MVA主变。新建110千

28、伏工程除了从化、增城北部等负荷密度低的地方选用40MVA外，其它地方均按63MVA主变容量来建设。1.3、变压器中性点接地方式广州地区目前实行的变压器中性点接地方式主要有直接接地和小电阻接地，其中，110千伏系统采用变压器中性点直接接地运行。10千伏系统主要采用经接地变压器及小电阻（10）接地运行，在边远郊区可采用不接地运行。1.4、10千伏接线介绍广州地区10千伏配网接线贯彻“N1”供电准则，电缆网采用“21”、“3?1”环网接线；该类接线操作简单，新增负荷接入方便；具有非常强的负荷转供能力与运行灵活性，有利于配网自动化的实施；经济性和可靠性共存。经过多年的发展及总结，制定了一些基本原则：电 缆 网1）环网接线模式中每回线路的环路电缆截面应为300mm2或240mm2，其中变电站至第一个开关房（综合房）的电缆截面应为300mm2。2）环网接线模式中每回线路最终总装见容量不宜超过12000千伏A。3）环网接线模式中每回线路应在适当位置设置开关房（综合房），每个开关房（综合房）直接接入容量一般不应超过3000千伏A。4）三台变压器时，10kV可采用单母线四分段接线(四台受电开关、两台分段开关、四段母线)，即将中间