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隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城區(qū)人口密集度越來越高，用電負(fù)荷迅速增長，電源供應(yīng)相對不足，需要建設(shè)更多深入市區(qū)的變電站，而城區(qū)土地資源的稀缺性不允許變電站占用大量土地，且環(huán)保及景觀協(xié)調(diào)方面極為嚴(yán)格的要求使變電站站址越來越難以落實。因此，建設(shè)與高層建筑相結(jié)合的變電站或半地下、全地下變電站是今后城區(qū)變電站設(shè)計的發(fā)展趨勢。本文以110kV 變電站的工程實例探討了全地下變電站電氣設(shè)計中的一些問題。
1 電氣主接線
沿襲以往在城郊建設(shè)變電站，然后利用10kV 或35kV 輸電線路向城區(qū)供電的模式在電力負(fù)荷大幅增長的今天已不能滿足要求，采用110kV 供電已成為大中城市區(qū)域性供電優(yōu)選方案，即在城區(qū)負(fù)荷中心建設(shè)110kV 變電站，取消35kV 電壓等級，直接利用110kV/10kV 降壓變向周邊用戶供電。隨著制造廠家電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的要求，變電站的規(guī)模及接線應(yīng)在滿足電網(wǎng)需求的情況下盡可能減化。
通常按城市變電站在系統(tǒng)中的地位、規(guī)劃容量、線路和變壓器連接元件總數(shù)等條件來確定主接線方案。若建設(shè)終端變電站，110kV 配電裝置可考慮采用線路變壓器組接線。按終期3×50MVA 主變考慮。10kV 側(cè)按單母線四分段，每段母線帶12 ～ 13 回出線。若建設(shè)樞紐變電站，110kV 出線終期可按4 ～ 6 回來考慮，單母線分段接線，主變?nèi)萘堪唇K期4x50MVA 設(shè)置，10kV 側(cè)按單母線四分段，每段母線帶13 ～ 14 回出線，或10kV 側(cè)按單母線八分段環(huán)形接線考慮，每段母線約帶7 回饋線。#2、#3 主變10kV 側(cè)可交叉供電，以保證供電可靠性。在10kV 分段開關(guān)處裝設(shè)備自投裝置，保證在單回110kV 線路或單臺變壓器運行時的可靠供電。
地下變電站的土建部分多為一次建成，擴(kuò)建較困難。項目前期工作論證要充分，規(guī)劃時應(yīng)充分考慮遠(yuǎn)期負(fù)荷的發(fā)展并留有一定余地，從而確定變電所的終期建設(shè)規(guī)模，選定電氣設(shè)備布置方案。
2 主要電氣設(shè)備選擇
全地下變電站一般設(shè)置在人口稠密地區(qū)，用地緊張，變電所占地面積很��；而用戶對供電安全性、可靠性、電能質(zhì)量及城市環(huán)境保護(hù)等方面的要求越來越高，特別是對防火、防爆、防污染以及降噪聲等問題加倍關(guān)注。所以在電氣設(shè)備選擇需注意以下三個方面：
(1) 設(shè)備選型宜小型化，可減少占地面積，使整體布置趨于緊湊合理。
(2) 全站設(shè)備無油化，包括主變壓器可考慮采用SF6 氣體絕緣變壓器(GIT)。這樣全站無易燃、易爆物，既能簡化消防系統(tǒng)，又可將火災(zāi)的影響局限在地下，而不致影響到地面。
(3) 設(shè)備制造水平高，技術(shù)成熟，檢修率和維護(hù)量要小，使停電機(jī)會大大減少。
2.1 主變壓器
主變壓器是變電站內(nèi)最主要的電氣設(shè)備，普通的油浸式變壓器本體鐵心產(chǎn)生的低頻噪聲傳播較遠(yuǎn)且難以消除，一旦因故障著火，將對人身財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。SF6 氣體絕緣變壓器(Gas2 Insulated Transformer，GIT) 以其獨有的優(yōu)勢受到了人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)油浸式變壓器相比，它有以下優(yōu)點：
(1) 絕緣性能和冷卻效果好。由于SF6 的負(fù)電性( 即吸附電子的能力)，使其具有極好的介電絕緣性能。同時SF6 在熄滅電弧和瞬時放電的溫度范圍(1500 ～ 5000K) 有著優(yōu)異的熱交換特性。因此，GIT 有著很好的絕緣性能和冷卻效果。
(2) 不易燃易爆。SF6 氣體屬于惰性氣體，分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，不易燃；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生電弧時，內(nèi)部升高的壓力會被SF6 氣體體積的變化而抵消，防爆性較好。
(3) 噪聲低。SF6 氣體密度比變壓器油密度小，聲音通傳送比較慢，中間鐵心發(fā)出的聲音很少能夠傳到罐體，這樣，GIT 產(chǎn)生的噪聲比油浸式變壓器的要小。特別適合在繁華的商業(yè)中心和人口密集的居民區(qū)使用。
(4) 安裝方便，且易于維護(hù)檢修。GIT 在出廠時已完整組裝，SF6 氣體已注入其中，使得安裝過程簡化，同時，由于SF6氣體在冷卻管中壓力降很小，這樣散熱器可以水平安裝或脫離變壓器垂直安裝，同樣的環(huán)境下，SF6 氣體比油浸式變壓器的變壓油消耗慢得多。GIT 使用真空有載調(diào)壓開關(guān)，無需帶電濾油器，相應(yīng)減少了油枕和壓力－釋放設(shè)備，設(shè)備外型簡潔，對站內(nèi)平面布置及今后維護(hù)運行帶來了方便。GIT 的缺點在于價格昂貴，生產(chǎn)廠家較少。目前110kV 及以上電壓等級的GIT 幾乎全部為進(jìn)口設(shè)備，生產(chǎn)及供貨周期較長。此外，SF6 氣體不含氧氣，如發(fā)生泄漏會有窒息作用，在高溫作用下會分解一些低氟化合物，這些分解物會進(jìn)一步反應(yīng)組合成其它有毒物質(zhì)。變壓器室內(nèi)需采取有效通風(fēng)措施，將SF6 氣體濃度限制在1000μg/L 之內(nèi)，且應(yīng)安裝SF6 泄漏儀和氧氣含量監(jiān)測裝置。綜上所述，雖
