綠色節能在變電站設計中的應用

Summary：隨著我國經濟的發展，國家能源消耗巨大，發展低能耗、低污染、低排放的低碳經濟已成為全世界的共識，建設節能環保型的綠色電網，既是建設資源節約型、環境友好型社會的客觀要求，也是現代電網本身發展的必然趨勢。隨著電網的飛速發展，綠色節能變電站越來越成為綠色電網建設的重要組成部分。Keys：綠色節能；變電站；設計；應用一、變電站用電主要損耗來源1.1通風設備變電站內使用了大量的風機，除了一部分風機作為事故排煙用外，在主變室、站用變室、電容器室等較大的設備室內，通常會使用風機進行換氣降溫。而其中主變室的風機功率最大，發熱量大的且通風較差的主變室，風機的耗電可占整個站用電的50%或以上。1.2空調設備按照某省級電網設計規范，主控室（含繼保室）的夏季設計溫度為26℃～28℃，蓄電池室夏季設計溫度應小于或等于30℃，高壓配電室如果繼保裝置下放的情況，溫度也應控制在26℃～28℃。那么，以上的設備室均需配置空調設備，才能滿足溫度控制要求。1.3照明設備因變電站占地面積較大，且室內通常沒有通風井用以透光，無論白天黑夜，在室內工作都需要用照明燈具。按照南方某省級電網設計規范，變電站如采用普通光源照明設備，照明設備總功率達24kW，如采用LED光源，則設備功率可降到8kW。1.4有人值班變電站的辦公用電及生活用電有人值班巡維站除監控電腦外，還需為運行人員配置辦公電腦，按照每個巡維站配置20臺電腦，每臺電腦功耗200W，每臺電腦平均每天運行時間12小時計算，每個月耗電1440度。同時，巡維中心的值班辦公室、休息室、廚房等房間，也需配置相應的空調、熱水器等耗電設備。2綠色節能變電站設計要點2.1變電站的選址節能設計在建設變電站之前，應該做好選址規劃工作。變電站的選址規劃主要遵循以下原則：遠離居民區，盡可能地避開自然保護區、工業園區、文明古跡等；不能選址于危險的地段或地質結構復雜的地段；盡可能地節約土地資源，減少水土流失。變電站之所以不能在居民區建設，是因為變電站的建設需要進行大量的拆遷工作，會給周圍的居民造成影響。同時注意，變電站的外觀建設應該與周圍環境保持一致，根據電網規劃的相關要求，盡可能地靠近負電荷中心，這樣能夠顯著降低在線路建設方面的投資，從而有效降低運行成本，起到節約材料、降低線路損耗的作用。另外，電氣設備節能占建筑節能的比重較大，變電站建筑節能不僅要考慮建筑物的體型系數、面積系數、室內空間、自然采光、隔聲、結構安全等內容，還應當系統、全面地綜合考慮變配電系統節能、照明節能、電采暖的采用等電氣節能指標以及耗能費用等影響建筑物節能的各個方面。在設計過程中，考慮以下方面實現節能效果：選擇低損耗的主變壓器和串聯電抗器，降低投運后的電能損耗；選用節能照明燈具，減少照明系統中的能量損失，充分利用自然光；選用低速節能型通風設備，優化通風系統設計，提高通風節能效果。2.2綠色建筑材料建筑墻體采用的節能材料應該滿足以下要求：環保、耐水抗滲、隔音、保溫、抗震、輕質、耐火等。例如，該變電站建筑墻體采用遮陽板，能夠降低太陽光的直射熱量，降低室內的溫度，降低空調的功率；建筑外墻采用雙層金屬非防火門，并在門內填筑15mm厚的玻璃棉板，這樣能夠降低室內外的熱交換。建筑墻體裝飾材料應該滿足環保、節能、節約的要求。例如選用可吸入顆粒物涂料、凈化NO涂料、防腐蝕涂料、保溫隔熱涂料。鋼材應該采用抗扭能力強、抗彎能力強的鋼管構架結構，構架的用鋼量為傳統普通鋼結構構架的80%左右，能夠降低在鋼構架上開挖施工的費用，且構架的配裝時間相對較短，便于維護；能夠降低工程涂料等的使用，且使用壽命相對較長。2.3節能設計變電站的節能設計應該充分考慮當地的太陽輻射狀況、氣候條件等，必要時使用光伏發電技術，充分利用太陽能。當然，光伏發電技術的投入成本相對較高，其適用范圍相對較小，在經濟情況能夠滿足相應要求的條件下，可以采用該種節能技術。該變電站的節能設計采用了低損耗三相二繞組有載調壓自冷降壓變壓器，空載降損比傳統變壓器降低了14kW，每臺主變壓器每年能夠節約電量大約為8.69×104kW?h；采用SC11-200型節能干式變壓器，空載損耗降低了0.15kW，每臺占用變壓器每年能夠降低的損耗大約為2014kW?h；采用CKSC-400/105-5鐵芯串聯電抗器，損耗降低了0.15kW，每臺電抗器每年降低損耗約1745kW?h；空調采用高效變頻節能空調，比普通的空調節電約30%，每年節電約8.25×104kW?h；GIS室采用防眩暈光燈，其他室內采用LED節能燈，這樣能夠節約電能約80%。變電站還應該采用自動控制裝置，通過利用該裝置的自動控制功能，能夠根據室內的溫度自動打開或關閉風機，并且還能夠提高新設備、新技術的利用率，盡可能地降低不必要的浪費和過度的損耗；采用智能避雷、智能組合電器、智能變壓器等簡化常規機電式控制回路和繼電器的結構；采用光纜代替二次控制電纜，二次系統不再使用銅質的等電位接地網，降低了銅排的使用量，同時節省了砂石、水泥的用量，降低了土建工程的施工量；采用閥控式密封鉛酸蓄電池，其有占地面積小，維護次數少，環保、放電性能好，節能效果良好等優點；通過采用在線檢測技術，能夠及時、準確地檢測出變電站設備存在的故障，并能夠及時采取相應的措施進行處理，有效降低了電能的浪費，也降低了檢修成本。2.4供電照明節能設計在110kV及220kV變電站示范工程中,采用合理的電氣布置及接線、選用環保節能型設備、采用新型LED照明燈具及設備加熱器中溫濕度控制器的使用等技術手段達到節能的目的。優化接線,將太陽能發出的電接入站內400V交流母線。選用非晶合金站用變等節能型變壓器,減少損耗,節約電能。1)通過對電壓降的控制達到節能的目的。普通正常照明的電壓降控制在5%以內,對視覺要求較高的場所正常照明的電壓降控制在2.5%以內,變電站內的熒光燈、高壓鈉燈容易啟動,電能損耗小。2)變電站內的熒光燈、高壓鈉燈全部加裝電子鎮流器和補償電容器,功率因數大于0.85,可以減少有色金屬的消耗,降低電能損耗。3)戶外道路照明的高壓鈉燈采用分區布置,便于夜間節能控制。4)室內照明按生產工藝要求和自然采光的情況,分區分組在照明箱內控制或較大的同一房間的燈具采用多個開關控制。照明設計選用效率高、利用系數高、配高合理、保持率高的燈具。室內頂棚、墻面采用淺色的裝飾,也可減少燈數量和容量。2.5節水設計水是人類必不可少的重要資源之一，節水設計是變電站建設的重要內容之一，因此，應根據工程的實際狀況，在設計的過程中，在變電站建筑的樓頂設置雨水收集利加入消毒劑進行消毒、注入到雨水清水箱中供以后使用，通過這種工藝能夠保證處理后的雨水達到景觀用水、綠化用水的標準。結束語：總而言之，將綠色、環保的設計理念引入變電站的建設中是切實可行的，變電站的建設能夠降低變電站的電能損耗，減少對環境的污染，并且能夠為社會提供可靠、穩定、安全的電能，對提高變電站的經濟效益和社會效益，以及促進變電站