摘要：随着深圳经济建设快速发展，带来了电力需求的迅猛增长，然而城区可建设用地日益紧张，城市环境景观要求不断提高，导致地下变电站建设数量越来越多。500kV地下变电站存在着设备散热量大，通风条件欠佳的问题，需要暖通设计采取稳妥可靠的措施，及时排除设备热量。本文针深圳地区500kV变电站暖通方案进行分析。
关键词：地下变电站；散热量；暖通方案；噪声；
1 暖通设计分析研究现状
目前国内以及国外的相关学者，对于地下变电站暖通设计的分析研究有很多。
华北电力设计院工程有限公司的朱蓉、成永涛对北京地区西大望20kV 地下变电站暖通设计进行了详细分析及总结。西大望变电站设计时，根据工艺设备布置和变电站的地理位置，在上风侧设置有进风竖井和移动式进风塔，在下风侧设排风竖井和排风风亭，采用自然进风、机械排风的通风方式。对可能产生有害气体的 GIS 室设正常通风和事故通风系统，对房间设置事故后通风系统，同时考虑到人员疏散要求，风机和防火阀等设计时既能集中控制，亦可就地控制。
中国电子工程设计院暖通组郝仲英，对高层建筑地下变配电室的通风设计进行了详细分析。通过结合某一工程设计实例，该学者对高层建筑地下设置的变配电室通风风量、通风气流组织方式，以及通风系统设置等方面进行了详细的计算分析及比选，并通过分析比较采用了将空气从低热区送入高热区后排出室外的做法，通过合理的设计避免了风管与电缆线的相互交叉。
上海电力高压实业有限公司蔡根生，和国网上海市电力公司检修公司王金云、李梦群对上海地区 500kV 静安地下变电站暖通系统进行了分析。在介绍了 500kV 静安全地下变电站的暖通设计回路走向及其设备组成的基础上，根据变电站实际运行情况对站内暖通系统展开分析和讨论，最后对近几年暖通系统的集中缺陷及其危害做出了分析，并提出相应的应对措施。
2 暖通设计主要原则对比分析
目前全国建设的地下变电站集中分布在北京和上海地区。两地在多年的设计建设实践中，形成了各自的暖通设计常用方案，并经过多年的运行实际，较好的满足当地电网运行的要求。本文将北京和上海地区主要暖通设计方案进行总结分析，并在此基础上对深圳 500kV地下变电站的暖通设计提出相关的设计原则和思路。
北京地区设计的地下变电站中，不同电压等级的地下变电站，主变散热器冷却方式存在区别，这也就导致暖通系统的设计存在较大区别。
2.1主变散热器选择
目前北京地区 220kV 地下变电站，主变均采用水冷型式，冷却塔集中布置在地面或者地面建筑屋面。考虑到对外立面和周边环境的整体影响，室外冷却塔一般布置成一个半开放的空间，即一侧（或多侧）不设置外墙，利用格栅通风并进行遮挡，顶部完全敞开以排热。室外冷却塔代替主变散热器，有效降低了室外设备的总体高度，但是不可避免增加了冷却塔这一运行噪声，对厂界噪声的控制带来了不小的难度。
上海地区设计的 220kV 地下变电站，独立建设的变电站，如大渡河站、济南站、宛平站、提篮桥站等一般考虑采用油浸式上下分体布置的变压器，自冷散热器直接布置在地面。与地面建筑合建的地下变电站，如即墨站，则考虑设置集中的水冷冷却塔进行降温处理，冷却塔考虑与地面建筑结合设计，一般布置在地面建筑屋顶。
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2.2通风竖井布置
北京地区地下站暖通设计时均考虑采用自然进风机械排风系统，平面布置上不考虑设置集中的进、排风风井，而是考虑与电气设备及建筑布置结合，设置多个分散的进、排风井，并将风井出地面部分与地面建筑结合布置。如北京地区地下站典型平面布置图中，考虑在靠近每个主变的位置设置排风竖井，共 3 个，通过竖井直通地面并排至室外。主要进风口考虑与主变吊装孔结合设置，并在各楼梯间位置设置分散的小进风井，用于主要进风口无法覆盖的其余房间进风，全站共设置 4 个分散的进风井。各进、排风口在地面部分均与地面建筑结合布置，外侧的通风百叶考虑设置防雨百叶。与排风竖井贴邻布置的地下各房间的通风风机优先考虑贴近排风竖井设置，与排风竖井相距较远的各房间，排风风机考虑设置在走道或者房间等不需要额外占用层高的区域，并通过风管接至排风竖井内。
上海地区地下变电站通风系统同样采用自然进风、机械排风（仅500kV静安站部分区域无法自然进风，而采用了机械送风系统）。同样设计时一般考虑设置集中的进、排风竖井，且在出地面时根据总体布置优化考虑，可以单独布置，也可以结合地面楼梯间等功能房间集中布置。进、排风竖井一般根据防火分区的划分进行控制，确保每个防火分区均有独立的进风和排风竖井（出地面部分可以根据需要合用，考虑在地下部分进行分隔）。
2.3主变室排风温度控制
上海地区，上海院设计的地下变电站，在主变室排风温度控制上，未按照规范要求的 45℃的限制进行控制，而是结合运行单位要求，考虑人员检修的舒适度将主变室排风温度控制在 40℃以下。加之上海地区夏季通风室外设计温度为 31.2℃，较北京地区的气温参数要高，同样按照上述计算公式计算出的主变室通风风量为 18600m3/h，风量增加约 87.5%。
若再考虑北京地区排风井出口采用防雨百叶流量系数约 0.6，而上海地区基本上采用消声百叶，流量系数仅约 0.4，则对于220kV主变，北京地区一台主变通风百叶面积约 1.8m，而上海地区设计所需面积约 5.2m ，面积增加约 189%。
综上，主变室控制温度的不同，以及排风井采取不同流量系数的百叶，上述两点对于通风面积的影响极大，这也就是目前给人感觉明显的上海地区地下变电站通风面积要远大于北京地区的根源所在。
同时需要指出的是，上海院在地下站主变通风设计时，考虑将主变排风温度控制在 40℃以下，计算所得通风量已经具有一定的安全裕度，因此按此计算出的主变室总通风量，各电压等级的地下站不再另外考虑风机风量的裕度。
3结论
结合深圳地区气候特点，深圳500kV地下变电站暖通参照上海地区方案进行设计，同时结合城市景观环境要求，选用低噪声散热方式。散热采用集中的水冷冷却塔进行降温处理，冷却塔考虑与地面建筑结合设计，一般布置在地面建筑屋顶。优先考虑集中式进、排风竖井和排风机房的布置方案、且每个防火分区配置独立的进、排风井。该方案具有布置整洁、检修便捷、控制简洁、运行噪声可控、气流组织合理等优点。主变排风温度控制在 40℃以下，排风井出口采用消声百叶，流量系数仅约 0.4。
参考文献
［1］《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003.
［2］《建筑设计防火规范》GB50016-2014.
［3］《35kV-220kV城市地下变电站设计规程》DL/T5216-2017.
［4］《220kV～500kV户内变电站设计规程》DL/T 5496-2015.
作者简介
王连锋（1979-），本科，高级工程师，一级注册结构工程师，从事电网设计工作。
论文作者:邵志奇,叶健民,王连锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/23
标签：变电站论文; 竖井论文; 排风论文; 地下论文; 暖通论文; 北京地区论文; 地面论文; 《基层建设》2019年第4期论文;