1、绿色变电站设计探讨摘 要：介绍了 220kV 变电站的初步设计，通过新技术的应用与节能设备材料的选择、科学地进行工程设计、采用环保施工方案等，从而实现了绿色环保变电站的总体设计。 关键词：节能减排;绿色变电站;变电站设计 Abstract: This paper describes the preliminary design of the 220kV substation, through the application of new technologies and energy-saving equipment material selection, science and engine
2、ering design, the construction of environmental protection plan, so as to realize the overall design of the green environmental protection substation. Key words: energy-saving emission reduction; green substation substation design; 中图分类号:TM411+.4 文献标识码：A 文章编号： 1 前 言 为适应低碳经济的发展趋势，满足国内经济发展方式转变的迫切需要，国内
3、提出了绿色环保变电站的建设理念。绿色变电站若采用成熟适用的节能技术，可以降低电网运行损耗及变电站建设及运行成本，为建设资源节约型、环境友好型 社会作出贡献。 2 绿色变电站的设想 2. 1 新技术的应用与设备材料的选择 2. 1. 1 光伏技术的应用 某些地区地处高原，日照强烈，日照偏角小，是发展光伏发电的理想地区，可以利用站内空置场地和主控综合楼屋顶及墙面安装光伏发电系统作为站用电源之一光伏发电系统采用并网技术接入站用电 380/220V工作段，光伏电池所发的电力可直接提供给站用负荷使用。 2. 1. 2 主变压器的选择 据估计我国变压器的总损耗占系统总发电量的 10%左右，应选用空载损耗及
4、负载损耗较低的主变，减少主变运行过程中电能的损耗云南地区地形复杂，采用总重量较轻的分解运输式三相变压器，可以节约制造变压器的钢材和绝缘油。运输也非常方便，运输线路上不需要对部分桥梁道路进行加固。 2. 1. 3 电气二次部分 （1）全站的保护柜提倡使用无铅无汞的印刷电路板，避免铅、汞对环境的污染 （2）直流及 UPS 设备的前后柜门均使用网状结构，可解决柜内设备的通风环境，延长了设备寿命。 （3）积极发展在线监测技术，推动和实现设备的状态检修是防止重大恶性事故发生、节约成本和降低检修费的重要举措。 （4）二次设备使用年限结束后，提出回收的规定。 （5）蓄电池采用阀控式密封铅酸蓄电池，具有放电性
5、能好、少维护、环保和占地小等优点。 2. 1. 4 建筑绿色建材 （1）外围护结构材料的节能: 随着环境保护和节能降耗的需要，具有阻燃耐火 轻质、抗震保温、隔音、耐水抗渗、环保等优点的围护结构材料 ALC( 高压蒸养轻质加气混凝土) 开始在变电站应用推广 但是 ALC 板的造价高，外围护材料全部采用 ALC 板将会增加投资。 因此，实际工程中多采用免烧砖。免烧砖很少产生工业废渣，也不排放有害气体，是符合可持续发展要求的绿色新型墙体材料。 （2）外墙装饰材料的节能：外墙的装饰材料要从对资料源的节约、节能和环保的角度，应尽量不选用陶瓷砖。目前可以选用的材料有: 保温隔热涂料、防腐蚀涂料、净化 NO
6、 和可吸入颗粒物涂料。 （3）内装饰材料的环保：室内的装饰选材要考虑材料的环境协调性，并使室内的污染物不易扩散。室内环境的装饰装修材料的选用多考虑：净化空气功能乳胶涂料、抗菌涂料、具有湿度调节功能的无机粉末涂料，在抹面材料中选用具有相变储能材料调节湿度增加室内环境的舒适程度。（4）高强钢的使用: 高强钢管状结构的构架具有更高的抗弯、抗扭能力、构架采用高强结构钢，构架用钢量约为传统普通结构钢构架的 85% 设备可以安装在较少的高强钢构架上将减少管道开挖、底座基础和接地工程的费用。同时，既少且轻的构架可以缩短装配时间，加快表面收尾工程的进度。高强钢锥管构架几乎是免维护的，采用可靠的工程涂料进行防腐
7、处理可提高使用寿命。 2. 2 电气部分的设计 （1）站址的合理选择：应尽可能地让站址靠近电能消费集中的电力负荷中心，还需兼顾线路走廊的需求，减少线路在架设过程中所需的设备材料，减小对沿途居民的影响。应注意项目区附近的生态敏感点，减少和防止污染。应充分考虑站区的地质条件，避开不良地质构造区域，减少变电站建设时需对站址进行的处理，保证变电站安全运行。 （2）优化电气配置方案：某些地区地形复杂，在特殊地形可以考虑采用如 GIS HGIS 和罐式断路器等紧凑型设备布置，避免对基本农田的占用及边坡处理所需的费用。近几年出现的悬吊管母的布置方案管母弧垂小，没有电动力和风力引起 的摇摆，对构架拉力小，还可
8、以压缩相间距离，还可灵活调节管母高度，减少场地对坡度的要求及三通一平场地所需工程量。 （3）减少电缆长度：合理规划电缆沟路径，减少电缆长度，降低电缆中的电能损耗。 （4）优化站内照明系统：运行人员需要每天手动开关照明，运行工作量大，存在对用电造成浪费的可能性。目前，已经有厂家能提供智能照明电源系统，实现通过程控方式控制站内照明预先设置定时开启/停止照明时间，可在远方计算机修改预定时间，也可在非预定时间采用远程方式遥控操作，该智能照明电源系统费用不超过 5 万元。 （5）电气二次部分：全站设备使用 IEC61850 网络规约，设备通信经过光纤挂网，可节省通信线路，减少电磁辐射。主变使用 PLC
9、自动控制，使其运行在最经济状态，全站配置图像监控系统，减少对运行人员的依赖。二次设备间用通信网络 交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消常规自动化系统一次设备和二次设备之间点对点式的控制电缆，采用光纤网络直接通信，变电站可使用一套 GPS，一套我国自主研发的北斗对时系统。 3、220kV 绿色变电站工程设想 3. 1 工程建设规模 弥渡变电站电压等级为 220kV/110kV/35kV，本期建成 1 台 180MVA 的三相组合式有载调压变压器、2 回 220kV 出线、6 回 110kV 出线、35kV建成组电容器。 3. 2 绿色变电站的设计方案 3. 2. 1 电气一次部分 （1）站址
10、选择：弥渡变站址距离公路近，交通方便，便于设备的运输，同时也减少了新建进站道路的工程量。站址所在的地形四周开阔，障碍物少，方便进出线的引接，同时场地未发现断层、滑坡、崩塌、泥石流及岩溶等不良地质作用存在，场地稳定，适宜建筑。 （2）悬吊管母布置方式弥：渡变电站采用了悬吊管母的布置方式，减小间隔宽度，减少构架受力，增加变电站设备安装的灵活度，同时其抗震能力也能承受住 8 度的地震烈度 （3）35kV 配电装置室的布置：35kVI、II 段配电室合为同一建筑。该方案较 35kV 配电室采用三栋独立的建筑，站区围墙占地面积可减少902.41m2，减少了征地所需费用。 （4）主变选择：弥渡变所需的主变
11、容量大，运输重量大，而变电站位于边远山区，因此采用三相组合式变压器，将主变分拆运输，减轻运输重量，避免变压器占地面积大的缺点。 （5）站用变选择：由于非晶合金变压器在站用变上的制造经验有限，弥渡站用变采用 S11 型变压器，其空载损耗比 S9 型下降 20% 30%，空载电流下降 70% 80% 设 2 台站用变，将其中一台作为施工电源变，待施工完毕后用作站用变站用电屏选用 GCS 系列智能屏，380 /220V 站用电系统为单母线分段接线，进线采用 ATS 智能开关自行完成站用电备自投功能 （6）全站照明: 户外照明灯具采用 LED 光伏照明灯具代替常规防震型投光灯及防眩通路灯照明，同时配蓄
12、电池 太阳能板 控制器 LED 灯头 逆变器 灯杆 户内照明灯具采用 LED 光源节能灯具代替普通节能灯具，能满足正常及事故照明的需求，具有市电亮，应急亮，配 8Ah 锂离子电池，应急时间12h 的功能 3.2. 2 电气二次部分 （1）变电站按无人值班变电站设计，全站设一套图像监视及安全警卫系统。同时，通过本站远动终端装置 RTU 或综合自动化装置，将各个主要设备的运行数据经信息通道送至运行监控中心及操作队部，自动生成各类图文信息和报表，以便监视查询。 （2）采取诸多抗干扰措施：监控系统站级层网络通信介质采用光纤，各智能 I /O 模块间通信采用双绞线带屏蔽的计算机专用电缆并在屏蔽层一端接地
13、；到微机型保护的交、直流电源进线，先进抗干扰电容，然后才进入保护装置内；主控室应尽可能避开强电磁场、强振动源和强噪音源的干扰; 选用屏蔽性能优越的阻燃屏蔽控制电缆，其屏蔽层应可靠接地；二次屏柜的具体接地措施严格按照相关技术规程和反事故措施要点执行。 （3）全站设备都使用 IEC61850 网络规约；对时系统使用一套GPS，一套北斗; 蓄电池在使用年限结束后，要求厂家进行回收; 全站保护柜使用无铅无汞的印刷电路板; 直流及 UPS 系统的前后柜门均使用网状结构。 4 结 论 综上所述，绿色变电站在电气一次、电气二次等专业通过采用新技术的应用与设备材料的选择科学的工程设计工程等方面实现了绿色环保变电站的总体设计 在今后变电站的设计中，还需充分引入更先进的科学技术及设计理念，采用更多的节能环保措施，将绿色变电站的建设不断推广开来。
