浅谈变电站设计中的环保措略

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摘要:下文通过取用降噪、降低无线电干扰、电磁污染防护、“三废”处理、环保建材的应用、站内景观、可回收等环保措略对变电站设计进行了分析,力求实现国家电网公司倡导的“资源节约型、环境友好型和工业化”变电站设计,达到经济和社会效益最大化。

关键词:变电站,设计,环保措略

国家电网公司推行的“两型一化”变电站,要求变电站设计注重资源节约、环境友好、工业化。在此着重谈一下变电站设中的环保措略,因为处理好变电站与环保之间的关系,解决好电站噪声、无线电干扰、电磁污染、环保建材的应用以及景观等境问题不仅具有经济效益,而且具有社会效益。

1降噪措略

1.1控制噪声源

变电站的噪声源,主要有断路器、变压器和轴流风机。断器有电冲击或电击噪声,变压器有持续交流噪声,轴流风机有械振动噪声,为减弱噪声,应选用低噪声设备。

1.2控制传播途径

1)对轴流风机安装消声器和吸声管道,使排风口的噪声降到最低程度。2)对采用风机降温的主变进线柜,母分等大电柜,设计时要选择合适的风机或在柜内做吸声处理。

2降低无线电干扰措略

2.1保持一定的防护间距

在确定输电线路路径时,要根据GB 7495-1987架空电力线与调幅广播收音台的防护间距和《航空无线电导航台电磁环境求》中的有关规定,架空输电线路与广播收音台、机场导航台和向台等保持一定的防护间距。如遇到特殊困难,应与当地规划门商量更改路径,或将有影响的通信、信号线或输电线改为电缆。

2.2增大输电线直径

由于工频电磁场衰减很快,对无线电几乎不造成影响,因而输电线路对无线电、电视的干扰主要指电晕放电引起的干扰。在超高压输电线路设计时,应使导线半径或等值半径不小于电晕的半径,以避免出现电晕现象。

2.3选用干扰水平低的设备

为避免干扰变电站内计算机显示器,应尽量避免将主控室与电容器室相邻或楼上楼下布置,这是因为电容器装置中串联有空心电抗器,它会产生较大的漏磁,使计算机显示屏出现抖动或模糊。设计时要选择漏磁小、基本上可以忽略不计的铁心电抗器,或选择电抗值较小的电感电阻型限流器。

3电磁污染的防护

3.1减小输电线下场强的措略

为降低地面场强,设计一般采用抬高导线架设高度的方法,其高度在10 m~15 m时有明显效果,但超过15 m,效果越来越低;对于超高压双回路输电线,同相序布置时场强最大,逆相序布置时场强最小。因此,超高压双回路线路逆序布置是减小输电下场强的重要措略。另外,在设计新线路时应优先选择三角形布置形式,这对减小输电线下场强和节省线路走廊有利。

3.2静电屏蔽措略

静电屏蔽措略主要有两种措略:一种是把电场限制在金属屏蔽体内,将金属屏蔽体外表面上所感应的电荷导入大地,使外界弱电装置或人体免受金属屏蔽体内电场的影响。另一种是将弱电装置装设在金属机壳内,使电力线不能穿入到金属机壳内,免受电场的影响,对变电站一次设备进行保护、监测、控制用的自动化装置,都装设在金属机壳内,设计有良好接地线,对于分散安装在就地开关柜上的自动化装置,其抗电磁干扰等级要求达到Ⅳ级。

4废水、废气和固体废物处理措略

变电所的三废排放按阶段可分为工程实施期及运行期两个阶段。1)施工期间对环境的影响主要来自施工机械设备运行产生的噪声,其设备主要有打桩机、挖掘机、推土机、混凝土搅拌机、混凝土振捣机、压路机、自卸卡车等,机械设备工作时可能对所址周围的声环境质量产生影响。废水污染源主要为生产废水和生活污水。施工期间大气污染物主要为施工扬尘,其次有施工车辆排放少量的污染物。按“两型一化”建设要求建设变电站后,通过工艺优化平面布局,使得变电站用地面积,主控楼建筑面积都较常规变电站缩小,对建筑物,围墙,电缆沟,构支架推行工厂化制作,现场装配式施工,以一个110 kV户外变电所(主变容量3×50MVA, 110 kV 2回进线, 10 kV 36回出线)为例,围墙内用地面积仅为3. 7亩,主控楼建筑面积仅为360 m2(单层),由于房屋层数,重量减少,使得桩机等重型机械的取消成为可能,对混凝土搅拌机,振捣机等机械入场作业时间也压缩至最短,因此施工噪声对周围的声环境影响很小。生活污水排放量,生活垃圾总量较常规减少。对周围环境影响也减至最少。对于施工扬尘可以通过下面措施来控制: a.废土方应随挖随运,防止引发扬尘; b.施工场地及时洒水,抑制扬尘; c.运输车辆严格限载,车厢保持严密和清洁,防止起尘和泄漏。2)目前110 kV变电站按无人值守, 220 kV变电站按少人值守设计,只有极少量的生活垃圾。变电站内设有化粪池,生活污水在化粪池中泥水分离,污泥储存在化粪池,废水自流排入调节池并存储,由运行单位联系环卫部门落实罐车,定期外运废水至污水处理厂处理或外运至附近农场复用,真正做到“零排放”。

变电站正常运行状况下,根据GB 50060-2008 3 kV~110 kV高压配电装置设计规范7. 3. 5条规定:屋内气体绝缘金属封闭开关设备配电装置宜配备SF6气体回收装置,当发生事故时以免造成人员损伤和空气污染。主变事故排油应通过设置在站内具有油水分离功能的废油井进行回收处理,因此不存在废油或油污水的排放。蓄电池为充电型,可循环充电使用,其使用寿命约10年,超过使用寿命就需要更换蓄电池,报废蓄电池。报废的蓄电池储放不当,会产生蓄电池废液。目前生产运行部门蓄电池一般使用6年~8年予以更换,报废时按规定处理。

5消防器材的选择

室内移动消防器材,宜选用对空气和电气设备无污染的气体灭火器,如手提式CO2灭火器。主变压器消防采用排油充氮灭火装置。淘汰对大气有污染的卤代烷灭火器。

6环保建筑材料的应用

1)建筑内外墙建筑材料采用节能、环保型建筑材料,如粉煤灰中型砌块、粉煤灰砖、轻质加气混凝土等。2)内墙装修应以保护墙体,延长耐久性为目的,采用普通环保型乳胶漆,不采用花岗岩、大理石板材、铝塑板、木装修材料。3)外墙装饰材料采用普通环保型乳胶漆喷涂。4)主控室地面面层采用普通环保材料,如普通地砖。配电室地面面层采用环氧砂浆。5)变电站内生产、生活用家具宜采用环保耐用复合材料。6)站内检查井采用整体式高密度聚乙烯检查井。7)站区围墙采用预制装配式围墙。8)采用无机复合(水泥基)材料的电缆槽及电缆槽盖板以取代传统的砖砌电缆沟和钢筋混凝土盖板。9)采用工厂预制轻型装配式围墙以取代传统的砖砌围墙。

7可回收性的设计

可回收性设计是指以资源高效利用和循环利用为核心,以“三R”为原则(即减量化Reduce、再使用Reuse、再循环Recycle),充分考虑土地再利用和设备、材料回收。为了避免资源过快开发、过量消耗和环境污染,在设计初期就应该考虑回收利用。

1)设备安装基本采用螺栓连接,因此具备可更换可拆除的特点。2)构、支架采用拆卸方便的钢结构,钢柱与基础、钢柱与钢梁构件之间的连接尽量采用螺栓连接,既方便安装也方便拆卸。3)围墙、电缆沟及盖板、建筑物采用工厂预制轻型装配式结构构件,即尽量使用可回收材料;同时对构、支架、电缆沟及盖板、建筑、围墙进行标准化设计,使新旧工程的结构部件实现可替换性,利于报废变电站的构件拆除后部分复用。4)采用Low-E真空玻璃、断条铝合金等门窗保温技术,全部采用可回收。5)对废弃的混凝土探索再生利用途径,可以用作新建变电站的道路、路基、路面砖等工程,可以交给专门回收公司再生利用,避免露天填埋对环境影响和耗用垃圾清理等建设经费。6)施工时宜采用钢模板等可重复使用的模板,不采用木质模板。

8景观和美化

在变电站景观和美化设计中,要遵循一条原则:变电站与周围景观要协调统一。

8.1优化总平面布置

变电站总平面布置要科学、紧凑。这样不仅大大节省土地资源,降低工程造价,而且还能减少对周围电磁场及无线电干扰的影响,有效改善景观。

1)合理布置配电楼,通过距离衰减,减小电磁场对周围无线电干扰的影响。2)合理简化主接线,减少间隔,间距尺寸;将间隔层保护、监控单元分散布置在开关柜上,减小主控室面积;合理布置值班室,减小辅助用房,压缩占地面积。3)进出线采用地下电缆,电缆绝缘层外加屏蔽或用带铠装电缆,将电磁场屏蔽在电缆内。在进行总平面布置设计时,不仅要考虑工艺与结构要求,还要综合考虑朝向、采光、通风、防噪、防潮、防振、交通、施工检修等,严格按规划要求,与周围建筑保持一定的间距,并与周围建筑物协调统一。

8.2艺术化处理

变电站建筑布置要求整齐、清晰、功能划分明确。按使用要求合理确定建筑面积。立面处理上主次分明,有层次;建筑风格上要简洁、稳重、实用,体现工业化设计。对配电室事故排风用的轴流风机要加以掩蔽处理。另外站区围墙要通过精心选择造型、材料与尺寸,并加以装饰。当然在考虑美观的同时,也要注重经济因素,通过技术经济比较选择最佳方案。建筑色彩能唤起人们的第一视觉印象,能给人以温暖、庄重、距离和时间感,因此要注重建筑外墙装饰,要与变电站周围建筑色彩协调统一。变电站内配电装置场地硬化采用200 mm厚碎石地坪,地坪下150 mm厚3∶7灰土夯实,压实系数不小于0. 95。站内路边绿化采用经济型绿篱,既能净化空气,又能美化环境。

9结语

国家电网公司“两型一化”变电站设计理念的确立,为变电站的设计带来了观念上的突破,在今后的设计中应更加强调生产活动对于自然生态环境的影响,积极探索出适合变电站实际情况的设计方式和建设模式,综合运用技术、经济、管理等多种措略降低对社会和环境的影响。落实“资源节约型、环境友好型、工业化”变电站建设的要求,为实现“一强三优”的电网和推动社会经济环境的发展尽自己的绵薄之力。