摘要：地处低洼地区的变电站存在洪水围困的安全隐患，可能导致设备供电中断，影响用户正常用电。本文通过分析变电站建筑物结构、设备安装位置和水浸的各种原因，研究变电站防洪防涝能力提升的各种措施，确定整体提升方案，为存在水浸隐患的变电站进行防洪防涝改造提供参考。
关键词：变电站；防洪防涝能力；提升；研究
0引言
在发生台风等恶劣天气时，连续暴雨且市政排水管道堵塞、天文大潮等情况都会导致地处低洼地区的变电站容易遭受洪水围困，造成变电站内积水，轻则导致设备停电，中断对用户的正常供电，重则导致设备损坏或者人身触电，严重威胁人身安全和设备安全。在中国南方地区，水浸情况频发，变电站遭受洪水威胁的隐患较大，急需对变电站的防洪防涝设施进行改造，提升变电站防洪防涝能力，消除水浸隐患。
1背景
中国南方地区夏天经常发生台风等恶劣天气，连续暴雨时市政排水管道不畅通、天文大潮等现象都会导致低洼地区的变电站发生水浸的情况，影响设备安全运行。变电站作为直接向用户提供电力供应的场所，其安全稳定水平直接影响对用户的供电可靠性性。由于500kV变电站和220kV变电站在选址时都考虑了水浸的影响，站址都处于较高地区，水浸可能性非常小。而110kV及以下电压等级的变电站出于供电范围的考虑，迫不得已建在低洼地区或水浸隐患较高的地区。其次，由于站外不断发展建设，站外地面不断提升，导致变电站所在地区地势较低，因此110kV变电站水浸隐患较大，本文针对变电站防洪防涝能力提升的研究也主要对110kV及以下电压等级变电站进行，部分措施也适用于500kV及220kV电压等级变电站。
2 变电站水浸情况分析
要提升变电站防洪防涝能力，制定改进措施，可以从变电站布局方式着手，分析各种水浸的原因，从而对变电站防洪防涝不足之处进行改进。
2.1变电站布局方式分析
由于110kV及以下电压等级的变电站设备较少，占地面积较小，在作者所在地区大部分110kV及以下电压等级的变电站都采用了常规敞开式布局或GIS设备集中布局方式。
大部分常规敞开式布局的变电站主变压器、110kV设备为户外设备，安装在户外场地，而其他设备均为户内设备，集中安装在主控楼内。楼层布局方式多样，各地区常规敞开式布局的变电站设备布局方式都存在差异。GIS设备集中布局的变电站只有主变压器是户外设备，安装在户外场地，其他设备都是安装在主控楼内。
2.2变电站水浸原因分析
一般情况下，变电站发生水浸的情况都是由于站外水面较高，洪水倒灌进变电站造成的，洪水通过地下排水管道、电缆通道、变电站大门、围墙排水孔倒灌进变电站内，造成变电站内积水。对于常规敞开式布局的变电站，首先是主控楼电缆室、户外电缆沟、主变事故油池、主变基础积水。若水面继续升高，即110kV高压场地、主控楼一楼设备室将发生水浸情况，影响设备运行。对于GIS设备集中布局的变电站，水浸地点主要为主控楼电缆室和主变压器场地，影响相对较小。但当变电站内积水进一步上涨时，变电站内主变压器被迫停电，造成供电中断。因此，变电站水浸的最大原因就是站外涌进的洪水，只要切断洪水涌进的通道，并且增加排水泵及时抽走变电站内的积水就可以增加变电站抵御洪水的能力。
3 防洪防涝措施分析
为提升变电站防洪防涝能力，可以从以下方面着手：首先堵塞站外洪水涌入变电站的通道，尽量减少站外洪水涌入变电站；其次及时将涌入站内的洪水和降雨排出站外，尽量减少站内积水；最后将站内受洪水影响的设备进行提升。
3.1确定变电站防洪设计高度
在制定变电站的防洪防涝措施前，需根据变电站的地理位置和设备布置情况确定变电站安全运行积水高度。在站内洪水上升至该高度前，站内设备仍可以安全运行，当洪水高度达到安全运行积水高度后，运行人员应立即将全站设备停电，以确保人身安全、设备安全。一般情况下可设定变电站安全运行积水高度为1米，当变电站地势比站外环境低较多的情况下，变电站安全运行积水高度可适当调高，但不建议高于1.5米。
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3.2 堵塞洪水涌入通道
当站外洪水比站内地面还高的时候，洪水将从变电站的排水管道、电缆沟、围墙排水孔和大门倒灌进变电站内。因此，为堵塞洪水涌入变电站的通道，首先在变电站的排水管道加装阀门，在正常情况下阀门打开，站内降雨可通过排水管道排出站外；当站外洪水不断涨高时，变电站运行人员及时将阀门关闭，堵塞排水管道。除排水管道外，部分变电站的事故油池也会与站外排水管道联通，因此为确保站内所有排水管道都已加装阀门，需核对变电站的排水管道图纸，保证所有与站外联通的管道都已加装阀门。
其次，需完善电缆沟的封堵方式。一般情况下电缆沟与站外联通的地方都是用河沙封堵，若洪水压力大，河沙易流失。因此需重新完善电缆沟的封堵方式，可在变电站围墙下的电缆沟内建造混凝土墙，对于已有的出线电缆可用塑料管包围后再封堵，并在混凝土墙预留塑料管以备今后扩建出线电缆，该塑料管两端都用封盖密封，最后在电缆沟站内一侧填充河沙，保证站外洪水不能通过电缆沟涌入。
最后，将变电站围墙的排水孔全部堵塞，并在变电站大门加装临时防水挡板。正常情况下临时挡板无需装设，方便车辆和人员出入，当站外洪水不断上涨时，变电站运行人员提前安装防水挡板，阻挡洪水涌入。防水挡板的高度只需高于变电站的设计防水高度即可，同时可考虑防水挡板的加强支撑，防止防水挡板因水压过大而变形。
3.3 加装排水泵
当变电站排水管道的阀门关闭后，站外洪水不能涌入变电站，若此时变电站所在地区下暴雨，站内降雨将积累在变电站内，若暴雨时间长，站内积水也会慢慢上涨，影响设备运行。因此，可在变电站内排水管道的最低点开挖集水井，汇集站内积水，并加装排水泵，以便将集水井内积水排出站外。集水井底部面积建议至少2.5平方米，且集水井底部需比排水管道低0.5米，使其能够及时汇集变电站内积水。站内所有排水泵的总排水量需根据变电站占地面积和历年最大降雨量计算，计算公式如下：
Q=kSP/1000
Q为总排水量，单位是立方米/小时；k为调整系数，建议取值为1.5-2.5；S为变电站占地面积，单位是平方米；P是历年最大降雨量，单位是毫米/小时。
在配置排水泵时每个集水井宜按照功率一大一小搭配，正常情况下只需启动排水量小的排水泵即可，在积水大量增加的情况下才启动排水量大的排水泵。所有排水泵都加装自动启停装置，能够根据集水井的水位变化自动启动或停止排水泵，防止排水泵因水位过低而过热损坏。
3.4 提升设备基础
在特殊情况下，若站内积水不断上升，在达到变电站安全运行积水高度前，为保证站内设备仍能够安全运行，需将变电站户外设备和主控楼一层设备提升至变电站设计的防水高度以上。
户外设备基本上都是主变压器和110kV设备，由于主变压器本体密封性较高，能够抵御变电站安全运行积水高度以下的洪水，而110kV设备本体都远高于地面，因此受水浸影响的主要是辅助设备，如主变电源箱、本体端子箱、有载调压机构箱、呼吸器、刀闸机构箱、开关端子箱等。
对于主控楼一层的设备，在确定楼层高度满足要求的前提下，可将此类设备基础提升至变电站设计的防水高度以上。若设备基础确实不能提升，也可以考虑将设备室加装临时封闭措施，并加装排水泵，以抵御洪水威胁。
4 总结
变电站防洪防涝能力提升方案的改造思路是首先堵塞站外洪水涌进变电站的通道，在站内排水管道的最低点开挖集水井，并装设排水泵，最后将变电站户外辅助设备和主控楼首层设备进行提升。一般情况下通过实施前两部分改造，变电站已具备较强防洪防涝能力，满足变电站安全运行要求。对于有重要供电负荷的变电站，可继续实施第三部分改造内容，使变电站的防洪防涝保证水平得到双重保证。本方案具备很高的推广价值，能够为存在水浸隐患的变电站提供直接的借鉴作用，也能够为新建变电站防洪防涝设施的设置提供参考。
参考文献：
[1] 中国南方电网输变电工程标准设计V1.0 [S]。
[2] 东莞供电局变电站防洪防涝工作指引[Z]。
作者简介：
叶灿伦（1982-），男，大学本科，高级工程师，从事变电设备工程管理研究，邮箱yecanlun@163.com，联系电话13829259331。
论文作者:叶灿伦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/21
标签：变电站论文; 站内论文; 洪水论文; 设备论文; 积水论文; 电缆沟论文; 水浸论文; 《电力设备》2019年第15期论文;