摘要：GIS（GAS INSULATED SWITCHGEAR）即气体绝缘全封闭组合电器，因其结构密封且内部充有绝缘气体，故而具备占地面积小、结构紧凑、运行安全可靠、适用性强、维修工作量小等特点，广泛应用于不同电压等级的变电站中。笔者从GIS室内暖通空调的实际需求及设计注意事项入手，对其设计方案发表几点看法，以供相关单位参考。
关键词：变电站；GIS；暖通空调；设计
随着我国电力行业不断发展，电力系统逐渐趋向智能化、自动化、数字化方向发展，其中智能变电站作为维持电力系统正常、平稳运行的基础设施，在电力系统中占据重要地位。GIS凭借自身安全性、可靠性、适用性高，以及占地面积小、设备结构紧凑、维修工作量小等优点，被广泛应用于变电站中。而智能变电站与传统变电站相比，在诸多方面提出了新的要求，故而需对其暖通空调的设计进行深入探讨，以满足智能变电站建设需求。
一、变电站GIS设备工艺特点分析
（一）GIS设备特点分析
GIS设备与常规敞开式设备相比，内部结构更为紧凑、占地面积更小，并且由于使用了密封结构及内充绝缘气体的方式，使其安全可靠性得到极大提升，故而常被应用于电压等级相对较高的变电站中。
六氟化硫是GIS常用的绝缘气体，本身无色无味、无毒性、具有压缩性，是一种优质的绝缘惰性气体。但如果发生六氟化硫泄露，由于其相对分子质量较大，且不易扩散，易对周边人员造成窒息伤害。此外，六氟化硫在生产过程中，易产生多种有毒气体，如有毒气体混入六氟化硫产品中，不仅会影响其使用性能，并导致产品存在泄露毒害危险，因此在进行GIS设计时需着重注意设备泄漏问题。
（二）GIS设备工艺布置分析
在传统变电站设计中，GIS设备常被单独安设于配电装置室中，而保护测控装置则被安设于在继电器室内。
就我国电网公司针对智能变电站相关设计标准而言，智能化GIS设备控制柜的应用越发广泛，保护测控装置直接安设于智能控制柜中，不仅减小了设备占地面积和投资成本，还减少了设备安装电缆数量，以便于设备维修，并相应提高了设备的运行安全性能。但由于该方案在同一空间内布置了多种电气设备，故而提高了对室内暖通空调的设计要求。
二、变电站GIS设计要点分析
（一）变电站GIS通风要点分析
1、六氟化硫通风设计要点分析
在GIS正常运行状态下，六氟化硫泄露常出现在罐体焊接处、法兰密封处或六氟化硫气体管道连接处。而根据我国相关标准规定，变电站室内气体中六氟化硫含量应低于6000mg/m3。为保障GIS设备安全、平稳的运行，应结合实际设计换气状态。
就一般情况而言，可通过在GIS室外安设壁式轴流风机的方式，调节GIS室内空气。在实际设计中，应注意出现气流短路问题，并将排风口设计在无人员流动的隐蔽位置。由于六氟化硫的密度较大，因此换气位置应相对向下调整，并且换气次数频率不应低于1次/2h。
2、关于事故泄漏的排风设计分析
如GIS设备在运行中发生事故，导致密封设施破裂，内部有害气体逸出，则会进一步分解、汇聚成成分复杂的毒害气体。这些有毒气体中，多数气体仍具有较大的密度，聚集于变电站空间先不；也有少量气体相对密度较小，而在变电站空间上部狙击，针对这种现象，就需要排气系统具备上下同时排气的功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际设计中，可在GIS室墙壁外部安设壁式轴流风机与下部风机形成排风系统，如发生事故同时开启上下部分机，并控制换气次数频率不低于1次/4h，以达到降低气体危害的目的。
3、降温通风设计分析
在设计变电站室内暖通空调时，还应注意保护测控装置的降温通风需求，但保护测控装置本身的发热量并不大，依靠GIS室上部风机即可满足其降温通风需求。因此，设计人员仅需在此基础上，添设温度控制系统用以控制室内上部分机，就可有效排出保护测控装置散发的热量。
4、排烟设计分析
在传统变电站设计中，由于各设备间间隔相对较大，且GIS不具备相应的火灾危险性，故而在设计其暖通空调时，并不会考虑排烟设计问题。而智能变电站相关排烟问题，则应从地上变电站及地下变电站两种情况进行设计。
一般地下变电站会具备气体灭火系统，对于此类变电站的排烟设计，可选用通风消防两用式风，实现通风和火灾排烟两种功能，并选用可远程操控的、带有自动复位功能的防火防烟阀，作为空调进排风口处的防火阀。如DIS室内发现火灾信号，应优先切断风机电源，并关闭相应防火阀，进行灭火操作。排烟系统应待GIS室内确认无火灾信号之后开启，用以排出室内烟气及灭火剂残留气体，为灾后抢修创造条件。
对地上变电站而言，其灭火方式相对丰富，对排烟系统并无严格的要求，通过排风口自然排风即可，满足实际排烟需求。如有特殊需求，按照地下变电站排烟模式设计即可。
（二）GIS室内空调供暖设计分析
就现阶段智能变电站相关建设标准而言，并未对其暖通空调供暖功能提出具体要求。但在实际设计过程中，仍需考虑到寒冷天气对GIS设备运行的影响。
1、GIS设备对于环境的适应能力较强，且在运行过程需时常进行通风，故而在一般情况下不考虑空调供暖功能。但在我北部地区，尤其是东北地区，冬季气候较为寒冷，而GIS设备内部六氟化硫气体在气温低于零下25℃的环境下，易出现液化现象，导致绝缘能力和灭弧能力同时下降，从而影响设备的正常运行。
针对这种现象，在实际操作中常利用以下几种方式进行调整：第一，在六氟化硫中混入其他气体，解决液化问题，但较难控制掺如气体的比例；第二，添设电伴热装置以消除严寒影响。这种方式不仅会增加建设成本，且对于某些特殊设备结构而言，存有安装困难。而通过暖通空调进行气温调节，则会造成相对较多的能耗，故而仅适用于极端寒冷气温下的短时间调整。
三、其他注意事项分析
关于变电站暖通空调的设计还应注意以下几点内容：第一，应在与GIS室相连的电缆沟道中安设机械通风装置和六氟化硫气体监测装置；第二，空调进风口应设置于空气流动且相对洁净处；第三，应注意空调系统运行噪音对环境的影响。
结语：
变电站作为电力系统的基础设施，其运行平稳状态将对电力系统产生较大影响，故而在进行其相关暖通空调设计时，需综合考虑变电站实际运行需求和空调本身功能要求，以促进变电站的进一步发展。
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论文作者:邓莎莎
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/11/22
标签：变电站论文; 气体论文; 设备论文; 室内论文; 暖通空调论文; 六氟化硫论文; 排烟论文; 《基层建设》2016年17期论文;