1、绿色变电站设计探讨摘要：绿色变电站的建设是高效、经济、节能、安全、环保、可持续发展电力建设中的重要环节之一。文章结合广东电网公司绿色变电站评价指标体系，从节地、节水、节能、节材、环境保护的设计角度出发，对绿色变电站的设计进行了分析探讨。关键词：绿色变电站；环保节能；变电站设计中图分类号：TM645文献标识码：A文章编号：10092374(2011)19011303发展低能耗、低污染、低排放的低碳经济已成为全世界的共识，建设节能环保型的绿色电网，既是建设资源节约型、环境友好型社会的客观要求，也是现代电网本身发展的必然趋势。随着电网的飞速发展，绿色变电站越来越成为绿色电网建设的重要组成部分。本文结
2、合广东电网公司绿色变电站评价指标体系，从节地、节水、节能、节材、环境保护的设计角度出发，对建设安全、适用、健康的工作环境，高效低耗、环境友好，与自然和谐共存的绿色变电站进行分析。一、绿色变电站的设计理念绿色变电站，即在变电站的全寿命周期(规划设计、施工、运营、拆除)内，最大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材)、保护环境和减少污染，提供安全、适用、健康的工作环境，高效低耗、环境友好，与自然和谐共存的变电站。为建设绿色电网，在绿色变电站全寿命周期内需要兼顾资源节约与环境保护，从安全、环保、耐久、经济、美观等方面进行综合考虑。即，在变电站建设过程中应从节地、节水、节能、节材和环境保护的角度出发，
3、在满足安全、可靠、技术先进的前提下，推广和应用节能减排技术和设备，采用环保节能材料，坚持经济适用的原则，合理控制造价，力求资源利用的最大化。二、设计方案(一)节地与土地利用在变电站总体规划时，变电站用地应符合地方政府、相关部门的规划要求，做到与当地城镇规划、工业区规划、自然保护区规划或旅游规划区规划相协调、可持续发展，并节约用地。变电站的站址选择时，应充分考虑合理使用土地。不占用基本农田耕地，尽量利用荒地、劣地，不占或少占经济效益高的土地。鼓励通过对废弃场地或被污染的场地进行改造处理，使之符合变电站的建设要求，节约宝贵的土地资源。站外道路宜用已有的道路或路基，尽量减少桥、涉及人工构筑物工程量；
4、应避开不良地质地段，地下采空区，不压矿藏资源；宜利用当地的社会交通运输资源，做到沿线厂矿企业共同应用，并兼顾地方交通运输的要求。(二)节能与能量利用1.采用节能设备节能。根据美国能源部资料，每节约 lkWh 的电能，可减少大量大气污染物，如下表所示。由此可见，节约电能，对于环境保护的意义重大。变电站可采用绝缘铜管母线、高效节能照明灯具、节能变压器等进行节能，具体如下：(1)采用绝缘铜管母线代替矩形母线。绝缘铜管母线导体采用空心铜管，表面积大，导体表面电流密度分布均匀。因此，铜管母线特别适合工作电流大的回路中使用。它具有允许应力大、可承受的短路电流大，机械强度高，导体表面电流密度分布均匀，集肤效
5、应系数低等优点；在同等条件下，三相长度 3m 的绝缘铜管母线电能损耗是 51684kWh年，常规铜排三相长度 3m 的电能损耗是 94608kWh年，节约电能 45。(2)积极推广光效高、寿命长的金属卤化物灯。变电站户外照明常规设计采用普通园林灯，由于灯具工作环境恶劣，如：高腐蚀(盐雾、酸雨)、台风侵袭，静电严重等，存在能源浪费、灯具后期维护工作量大的问题。建议户外照明采用工业照明，光源采用金属卤化物灯，其发光效率高，光通量及照度是同功率卤素灯泡的 5 倍，在相同亮度下，所消耗的电量只是普通卤素灯泡的 15，而且发热量小，更加安全可靠，同时金属卤化物寿命为普通卤素灯泡的 510 倍，可减少更换
6、灯具次数。(3)推广使用细管径(26mm)的 T8 或 T5 直管型荧光灯。细管径直管型荧光灯光效高、启动快、显色性好，适用于变电站生产场所，特别是要推广使用稀土三基色荧光灯，因为我国照明标准对主控室、继保室等房间要求其显色指数大于 80。选用细管径荧光灯比粗管径荧光灯节电约 10，选用中问色温 4000K 直管型荧光灯比 6200K 高色温直管型荧光灯节电约 12。同时，灯具应使用电子镇流器，与传统型电感镇流器相比，其优点是节能，自身功耗只有 35w，具有重量轻、体积小、启动可靠、无闪频、无噪声、允许电压偏差大灯优点。(4)选用节能变压器。选用 S11 型主变(以 220kV 电压等级，容量
7、为 180MVA 的主变为例，空载损耗：80kW，负载损耗(75)：495kW)，与国家规范电力变压器能效限定值及能效等级中电力变压器目标能效限定值(空载损耗：122.9kW，负载损耗(75)：628.5kW，能效为 1 级)相比，空载损耗减少 34.9，负载损耗减少 21.2，每台主变每年可减少损耗 45.5 万 kWh，增加效益 38.2 万元。2.采用节能技术节能。工程设计时，在资源、经济条件允许的情况下，可以在变电站采用光伏发电技术，充分利用太阳能这种可再生资源，为照明等生产辅助性负荷提供电能，有利于节能减排、改善能源结构。由于目前光伏发电系统的造价较高，为满足经济性的要求，变电站内光
8、伏发电系统的应用范围可考虑为照明等生产辅助性负荷，今后随着光伏发电技术的不断完善及经济性的逐步提高，可逐步扩大变电站内光伏发电系统的应用范围。3.采用自动控制装置节能。变电站配电装置室排风系统设置温度自动控制装置，根据配电装置室温度自动启停风机。通风系统采用温度自动控制装置，风机根据配电装置室室内温度变化自动启停风机进行通风，这样既可满足配电装置对环境温度的要求，又能取得可观的节能效果。与此同时，户外照明采用自动节能控制，道路照明分组布置。对经常无人使用的场所、通道、出入口处的照明，设单独开关分散控制。户内建筑的通道照明设感应控制。(三)节水与水资源利用对于变电站，可以合理选用用水定额，按 G
9、B50015建筑给水排水设计规范及 DLT 5143变电所给水排水设计规程对给水系统设计一个基本参数，限定用水的定额，合理选用用水定额是减少生活用水资源浪费的一项重要措施。同时要合理设置生活给水系统，采用变频、叠压给水设备，这也是给水系统的一个基本节能措施。变电站内污、废水主要是生活污水及含油废水，当变电站站址区域允许排放时，须对污水、废水进行处理，达到相应标准后才能排放，处理后出水水质应符合污水综合排放标准(GB8978 1996)和当地的排放标准的要求。(四)节材与材料利用随着电力工业自动化程度的提高，变电站中的电缆连接数量大幅增多，目前变电站的电缆、光纤、数据线等存在电缆浪费、敷设混乱、
10、可追溯性差、扩建不方便等众多问题，而变电站中大部分电缆的可靠性都要求很高，为保证变电站的可靠运行，电缆敷设路径应合理安排，应符合路径短、转弯少、交叉少，便于扩建的要求。绿色建筑提倡和推广使用预拌混凝土，其应用技术目前也较为成熟。预拌混凝土在保证混凝土质量，减少施工现场噪声和粉尘污染的同时能够减少材料损耗和节约水泥的包装纸袋对森林资源的消耗，保护生态环境。建筑中材料包含可循环材料(如：金属材料、铝合金型材、木材等)和非可循环的材料。充分使用可再循环材料可以减少生产加工新材料带来的对资源、能源消耗和对环境的污染，对于建筑的可持续发展具有非常重要的意义。(五)站内外环境质量与环境保护1.不使用降阻剂
11、。降阻剂在实际的接地工程中得到大量、长期的应用，其降阻效果是不可置疑的，但一些品牌的无机降阻剂和火山灰降阻剂，以及一些矿渣降阻剂对钢接地体具有强烈的腐蚀性，同时，由于降阻剂直接埋在地下，降阻剂中如含有重金属等有毒物质就会对地下水资源造成污染，若变电站直接取井水作生活用水的就更应防范。华北电网有限公司防止接地网和过电压事故措施1.1.2 条规定：“变电站不应使用降阻剂”，在实际变电站工程中，可采用降阻效果稳定、对电极具有防腐作用的离子接地极进行降阻。2.控制变电站噪音。变电站的噪音源主要来自变压器本体噪音、冷却系统的风机。同时户内电气设备的散热通风系统也是变电站的主要噪音源之一。控制变电站噪音污
12、染主要从以下方面考虑：(1)设备选型应满足 GBl2348 2008工业企业厂界噪音标准中的 II 类，即昼：不大于 60dB，夜：不大于 50dB。(2)变电站设置 2.5m 的围墙，围墙除起到防盗作用外，也可以起到一般性的隔断噪音作用。(3)将站内最大的噪音源：主变压器一布置在背离居民区，能有效减少噪音对变电站附近居民的影响。3.限制变电站电场强度和磁感应强度。变电站的工频磁场和工频电场会对附近居民生活和身体健康的影响，为减少其影响，变电站站界(非架空出线侧)的工频电场强度不超过标准规定的评价限值，即 4kVm。变电站站界(非架空出线侧)的工频磁感应强度不超过标准定的限值，即 0.1mT。4.变电站绿化。绿化是城市环境建设的重要内容，是提高生活质量和改善生态环境的重要内容。为了改善变电站的城市印象，变电站建设用地内鼓励采用屋顶绿化和墙面绿化等方式进行绿化布置。这样既能切实地增加绿化面积，又可以改善屋顶和墙壁的保温隔热效果。三、结语随着低碳经济的发展，节能减排要求的不断提高，绿色环保变电站将在“绿色发电一绿色供电一绿色用电”的绿色链条中发挥原来越重要的作用，将对社会经济发展和构建和谐社会做出更多的贡献。
