地下变电站采暖通风空调设计

地下变电站采暖通风空调设计

刘芙蓉

（中国电建集团江西省电力设计院有限公司江西南昌330096）

摘要：城市供电设施是城市基础设施的必不可少的组成部分，随着我国经济突飞猛进的发展，城市居民生活水平也在不断提升，这使得我国对用电需求量也在逐年升高，供电紧张形势是我国面临的严峻问题之一，因此地下变电站的出现得以使用电问题加以改善。在当前环境下，提高地下变电站采暖通风空调工程的节能减排，意义是重大的。本文主要简单介绍了地下变电站，以及地下变电站中的工艺通风技术，并提出了采暖通风空调工程设计中存在的相关问题，以期为今后地下变电站采暖通风空调设计的进一步研究有所帮助。

关键词：地下变电站；工艺通风；采暖通风空调设计

1引言

毫无疑问，无论在何种建筑中，采暖与通风空调都是非常重要的设备。人们对高质量生活的追求，都离不开完善地采暖通风空调设计，但是地下变电站中采暖通风空调设计中所采用的设备比较复杂，能量消耗大，而且会对周围环境造成一定影响，所以严格把控采暖通风空调设计中各个环节具有重大意义。尤其在市中心地段，繁华的商业租铺本身带有很高的商业价值，因此土地资源更为有限，所以很难找到适合的变电站站址，尽管可以征得用地，但是由于面积较小，导致变电站的设计难度增大。在防排烟设计与电气设备间的消防设计上，地下变电站中不同于地上常规变电站，不仅要考虑发生火灾后的排烟问题，同时还要全面考虑工作人员的疏散问题。

2简述地下变电站

随着我国经济的飞速发展，由于市中心有限的土地资源、高昂的征地拆迁费用等，地下变电站的出现为这些问题提供了一个新颖的途径与方向。地下变电站通常使用室内全封闭式组合电气设备，超高压地下变电站，比如220kV与500kV的电压等级，将成为大城市中心地段变电站的发展趋势。为确保地下变电站的安全运行，使得地下变电站成为资源节约型与环境友好型的模范，并且使地下变电站与商业区、居民区相得益彰，安全可靠的消防系统是必须的、地下变电站的安全运行，离不开排水系统，高效节能的通风系统、空调系统和门禁系统等多种工业辅助设备。尤其高效的通风系统与空调系统在地下变电站的建设中占据着非常重要的地位。

众所周知，西大望变电站是我国目前规模最大，且电压为220kV的一座地下变电站，该地下变电站处于北京第一热电厂南侧与京通公路以南的贮灰场内，是我国重要的枢纽变站。西大望变电站的建立，在一定程度上缓解了北京地区供电紧张的状态。根据实际情况的考究，西大望变电站采用的是半地下布置方案，整个变电站地下位置共有三层，地下1层设置了并联电抗器室等，地下2层设置的有限流电抗器室、GIS室与站用电室等重要场所，地下3层主要是电缆夹层。在地上部分主要分为两个部分，生产控制楼与35kV配电装置及变压器室，占地面积5796m2，其中生产控制楼共有三层，35kV配电装置及变压器室位于北侧，靠近京通路。

3地下变电站中工艺通风技术

3.1进风竖井与进风塔和排风竖井与排风塔

根据地下变电站布置的具体情况，自然进风与机械排风是地下变电站所采用的两种主要通风方式。在地下变电站中灰场的上风方向，通过建立进风塔与进风竖井，来确保室外风以较低的速度通到变电站。在地下变电站的另一侧建立排风塔与排风竖井，并在地下2层设立排风室，安装5台4-72No16E型离心通风机。与进风竖井相反的是排风竖井，它是从地下3层通到地面的，跟进风竖井的作用也是相反的，主要用于把地下变电站中的气体和热量排出去。由于很多地下变电站周围的环境较差，一般情况下进风需要过滤，需要在百叶风口上设置可拆卸的金属过滤器。此外由于电气设备的散热量很大，需要很高的风量才能排除室内余热，所以一般的进风口已经很难满足这种较高地进风需求，因此需要专门设置一个进风塔和进风竖井。考虑到进风塔对电气设备的吊装所产生的影响，所以采用移动式的进风塔，由于整个进风塔是由铝合金制作而成的，安装铝合金风口和透光顶棚，也巧妙地解决了地下变电站自然采光不足问题。移动式通风塔的设置也确保了清洗金属过滤器的安全。但是因为电气设备的防水问题是地下变电站中比较棘手的问题，所以地下通风系统风量主要是用于排除地下电气设备的散热量，并且满足管理人员所需的新风量。

3.2不同功能的房间通风

为确保并联电抗器室、限流电抗器室、电容器室、站用电室内气流的合理安排，需要在进风道底部均匀布置进风百叶，而在房间另一端上部设置排风道和排风口，这样才能使得室内气流均匀地将电气设备产生的热量分散出去，通过风管与设在排风机房的离心风机，将这些热量排到室外。地下站中的工具间、卫生间、休息室、库房等则通过走廊的风口进风，排风则由单独设置的通风竖井与安装在地面上的轴流风机排出。地下3层电缆夹层的进风与排风都是经由建筑通风竖井与百叶风口，为确保气流的均匀，局部设置轴流风机。上述房间中的通风主要是排除电气设备所产生的热量，排风都用同一个建筑风道并将其排出室外。尽管GIS室内电气设备发热量较少，由于室内工艺设备运行时会产生一些有害的气体，因此GIS室的进风与其他通风系统合用进风道，而排风道则需要另外设置机械通风装置，从而确保有害气体不扩散。

4采暖通风空调工程设计中应注意的几个问题

4.1通风问题

由于工艺设备散热量很大，特别是地下的电抗器室，所以需要很大的通风量才能满足散热需求。在可控范围内，风管的断面积高达4m2，严重加大了电缆与电气设备的布置难度。因此这需要通风专业的设计人员密切地配合电气与土建专业技术人员，通过采用各种安全有效的手段来保证整个设计的合理性与可靠性。在常规的地上变电站的消防通风设计中，只需要顾及火灾后排出的有毒气体，但是地下变电站的设计却相对更复杂更困难，需要同时考虑通风系统与消防排烟系统，要求在火灾初期时，必须及时关闭通风口上的防火阀，且由消防控制室控制各层、各处的防火阀，与此同时，还要考虑巡检人员的安全疏散问题；发生火灾后，同样要求各个风机开启以便排除火灾产生的有毒烟气。因此，在布置地下变电站中消防控制电缆前，需要确保各处的埋管，消防控制系统复杂且难度大，需要严格的地下变电站中的各个环节。

4.2安全方面的问题

暖通空调系统的安全性主要包括以下五个部分，比如人员环境安全、防火安全与重要设备物品环境安全。在设计通风空调系统时，安全性是在工程设计首要考虑的问题。燃油燃气锅炉房的时候，气体与液体泄漏问题必须要考虑进去，毫无疑问这种可燃性气体与液体带有极大的破坏性，存在很大的安全隐患，所以在地下变电站中建立报警系统与通风系统是很有必要的。与此同时，相关研究人员在设计地下变电站具体细节的时候，应考虑空调系统出现故障时所引发的不良后果。

4.3环境问题

由于我国经济飞速发展，我国的工业发展也随之，环境受到污染是必然的结果之一。经调查表明，燃煤锅炉的排烟与汽车尾气是大气受到污染的主要来源，因此在我国发达城市中，国家对烟花爆竹，汽车尾气以及燃煤锅炉都有明确地限制，相关的法律法规也制定了相应的条例。因此，在进行地下变电站设计的时候，要充分考虑到每一步设计对环境造成地不利影响。在选择地下变电站中的空调设备时，要避免选用那些含氟氯昂等产生污染气体的空调产品。

5结束语

毫无疑问，无论在常规变电站中还是地下变电站中，采暖与通风空调都是非常重要的设备。尤其是随着物质水平的提高，人们对质量生活水平的要求也越来越高，而这些都离不开完善地采暖通风空调设计。地下变电站中采暖通风空调设计直接影响着变电站项目的成功与否与经济效益优劣。地下变电站中采暖通风空调设计是一项涉及层面广的复杂工作，所以在考虑暖通空调施工方案设计时，不仅要全面地考虑采暖通风空调自身的诸多特性与限制性，还需要特别考虑地下变电站中通风系统与空调系统之间的关系以及发生各种事故时的解决措施，由于地下变电站自身建筑类型的特殊性，在通风与消防问题上仍需要严格把控，在确保满足用户的需求与满足电气设备的散热需求的基础上，进一步实现施工单位与工程单位整体的经济效益能得到提升。

参考文献：

[1]尹自力.无人值班变电站辅助环境远方智能控制系统的研制应用[J].2016.

[2]虞益群，季佳明.变电站超低耗智能环境控制系统的研发和应用[J].2012.

[3]GB50019-2015工业建筑供暖通风与空气调节设计规范.

[4]Q320211DMY01-2010变电站超低能耗智能环境控制系统企业标准.

[5]GB50243-2016通风与空调工程施工质量验收规范.

[6]国网发布《国家电网公司输变电工程通用设计35～110kV智能变电站模块化建设（2016年版）》.