公用工程设计
PublicUtilitiesDesign
【文章编号】1007-9467（2010）07-0056-04
安慧110kV变电站暖通设计体会
■张红杰
（中国纺织工业设计院，北京100037）【摘要】重点介绍了安慧变电站的通风系统设计，对各个电气设备间的排热通风和事故通风系统以及通风控制做了细致描述。介绍了设计中应注意的问题并对火灾后的排烟系统设计提出自己的观点。该变电站已安全运行两年多，并经历了２００８年北京奥运会这一重大事件的考验。
【关键词】排热通风；事故通风；六氟化硫；火灾后排烟【中图分类号】TU831
【文献标志码】A
VentilationandSmokeControlDesignofAnHui
110kV
TransformerSubstation
ZHANGHong-jie
(ChinaTextileIndustiralEngineeringInstitute，Beijing100037,
China)
【Abstract】IntroducedAnHuitransformersubstationventilationsystemdesign,anddescribedbetweenthevariouselectricalequipmentheatventilationandemergencyventilationsystemsandventilationcontrolsystem.Thedesignershouldpayattentiontotheproblems.Andputforwardownpointofviewtothesmokeofafterthefiresystemdesign.Safeoperationofthesubstationhasbeenmorethantwoyearsandhasexperiencedthe2008BeijingOlympicGamestestevent.
【Keywords】heatventilation；emergencyventilation；sulfurhexafluoride；firesmoke
1概述
安慧110kV变电站位于北京市朝阳区奥运公园东侧，北临城府路，西侧为规划的湖边东路，东侧为北辰东路，是作为奥运场馆配套工程而设计建造的。该变电站为奥运公园区域内的“鸟巢”、“水立方”、国家体育馆、国际会议中心以及公园内的商业文化设
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施和其它各项配套设施提供电源，并考虑解决周边其它重要用户用电紧张问题以及为未来若干年内该区域的规划发展提供可靠的电力保障。
根据电力工艺的要求，安慧变电站为110kV区域性负荷变电站，属户内型地上变电站类型。规模为50MVA油浸自冷式有载调压变压器4台；110kV配电装置采用六氟化硫组合电气设备（GIS
）；35kV配电装置选用全封闭手车式开关柜；
10kV电容器选用成套柜架式装置。建筑布局为地下1层，地上4层，总建筑面积为7678m2。其中地下1层为电缆夹层；地上1层设变压器室、
GIS室、电容器室等；地上2层设35kV开关室和控制室；地上3层、4层作为奥运电力抢修中心。图1是变电站外形图。
图1安慧变电站外形图
2通风系统
2.1对变电站通风系统作分类介绍
变电站通风系统可分为正常工作下的排热通风和事故状态通风两种。其中事故通风又分为六氟化硫气体绝缘电气设备间的事故通风和火灾后的排烟两种。
2.1.1排热通风
排热通风即为变电站正常运行时为排除电气设备发热量保障电气设备在满足条件的环境温度下工作而设置的通风系统。
排热通风量计算公式：L=
Q0.28cρ（1）
avΔt
式中，L为电气设备室的通风量，m3
/h；Q为电气设备的余热量，W；c为空气的比热容，取1.01kJ/(kg.℃)；ρav为进排风平均密度，kg/m3
；Δt为进排风温差，℃。
2.1.2六氟化硫气体绝缘电气设备间的通风
六氟化硫气体是一种性能良好的气体绝缘与灭弧介质，在电气设备中广泛应用。纯六氟化硫是一种无色、无味、无臭、无毒、不可燃、可压缩的液化惰性气体，其化学性质稳定，约比空气重5倍。在六氟化硫气体生产过程中会伴随多种有毒气体产生，并混入成品气中。由于杂质的存在，
六氟化硫经电晕、火花放电及高电压大电流电弧作用，产生多种由氟、硫、氧、氢、碳等元素组成的化合物，其中很大部分具有腐蚀性、
刺激性、毒性。这些杂质的存在不仅影响电气设备的性能，而且危及设备运行检修人员的人身健康和安全。因此，对于六氟化硫气体绝缘电气设备间应设机械通风装置。在电气设备事故发生后，有害气体外溢，分解为各种气体，成分较为复杂，但大多数比空气重，聚集于房间下部，也有一种氟化氢气体比空气轻，会上升到房间上部。因此在六氟化硫气体绝缘电气设备间的上部下部均要设置排风口。2.1.3火灾后的排烟通风
变电站排烟需要同时满足《建筑设计防火规范》GB50016-2006）（以下称《建范》）和《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)。由于后者未对电气设备间的排烟做出明确说明，设计中参照《建范》中对疏散排烟的要求。《建范》9.4.5条规定：担负一个防烟分区，或室内净高大于6m且不划分防烟分区的空间，排烟量为60m3/(h·m2（)单台风机排烟量不小于7200m3
/h。
2.2各个电气设备间的通风2.2.1主变压器间及其散热间
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根据电气工艺条件，主变压器与其散热器为分体布置。主变压器间内发热量较小，仅占主变压器总发热量的10％（其余90％由其散热器排出）。在主变压器工作负荷较低时，主变压器间通风方式为通过房间一侧外墙低处设百叶窗自然进风，另一侧高处
设百叶窗自然排风，实现自然通风，排出室内余热量，达到节能的目的。为满足主变压器大负荷工作时排热通风需求和火灾后排烟的要求，设置机械排风装置。排热通风量：根据电气专业提供数据，主变压器发热量220kW/台，
本体发热量占总发热量10％，北京夏季室外通风计算温度为30℃，取排风温度45℃，由式（1）可得到排热通风计算风量为4320m3/h。火灾后排烟量：单台主变压器室长宽高分别为8m，9m，9.5m，根据《建范》中60m3/(h·m2)的计算标准，排烟量为4320m3/h，由于单台风机排烟量不得小于7200m3/h，排烟风机选取按7200m3/h。由于排热通风量与排烟量差距较大，为降低运行费用并更好控制噪音，设置一台通风机用于正常排热通风和一台排烟风机用于火灾后排烟。其中排热通风机的启停由温控器控制，并与自然排风百叶窗联动（风机启动则关闭排风百叶窗，反之打开百叶窗自然排风）。
散热器间为户外敞开式布置，自然通风散热。2.2.2110kV配电装置组合电器室（GIS室）
GIS室设备发热量很小，但设备中存在大量六氟化硫气体。按卫生部《工业企业设计卫生标准》的规定，车间空气中六氟化硫气体的含量不得超过6000mg/m3，为简化设计可采用换气次数法确定事故排风量。根据《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规定》，六氟化硫电气设备间平时正常运行下部通风换气次数不小于2h-1；事故时上下部同时排风，通风换气次数不小于4h-1。GIS室长宽高分别为21m，9.6m，9.5m，计算得到正常运行时下部排风为3830m3/h；六氟化硫气体发生泄漏事故时房间排风量为7660m3/h；火灾后的排烟量为12100m3/h。以上三种通风类型分别设置通风机存在布置复杂、投资增大等困难，将三者综合考虑，在GIS室内设置一台排风机（设于GIS室下部）和一台双速排烟风机（设于GIS室上部）。排风机风量按正常通风即2h-1换气
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考虑，双速排烟风机的高速排烟量按火灾后的排烟量即60m3/h·m2的标准计算。平时，开启GIS室下部排风机通风换气；事故状态下，再由六氟化硫气体报警控制系统开启排烟风机低速档，与下部排风机同时排风；火灾时，切断GIS室所有风机电源，火灾后，在确认无火灾危险的前提下，开启排烟风机高速档排出烟气。2.2.3电容器室
排热通风量：电容器发热量20kW/台，北京夏季室外通风计算温度为30℃，
取排风温度40℃，由式得到排热通风计算风量为6000m3/h。电容器面积45m2，计算得到火灾后的排烟量为2700m3/h，排烟风机选取按7200m3/h。进风方式为通过设于地板上的风口（风口下设防火阀）自然进风；电容器低负荷工作时，可由外墙高处所设电动百叶窗自然排风；另设置机械排烟风机作为火灾后排烟使用，正常工作时兼做排热通风机（排烟风机启动则关闭排风百叶窗，反之打开百叶窗自然排风）。当电容器在高负荷下工作时，室内温度上升，由温控器联动打开排烟风机排热通风；火灾时，切断风机电源，火灾后，在确认无火灾危险的前提下，开启排烟风机排出烟气。2.2.4电缆夹层
电缆夹层位于地下一层，通过窗井自然进风，机械排风。机械排风系统作为正常通风系统兼火灾后的排烟系统。风机选用排烟风机，风量按火灾后的排烟量考虑。2.3通风控制系统
电气设备间的排热通风机和火灾后的排烟风机的启停由主控室控制，同时设置就地启停装置。在各主变压器室和电容器室内设测温装置，当环境温度高于设定值（由工艺专业确定）时，启动排热通风机，以保证电气设备正常运行的环境温度。
消防控制：火灾初起时，切断所有通风排烟系统电源；在确认无火灾危险时再启动排烟系统进行排烟。
3采暖系统
由于地下1层至地上2层电气设备的发热量很
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大，故不设置采暖系统。地上3、4层奥运电力抢修中心设置散热器采暖，热媒为95℃/70℃热水，热源来自城市热力管网。
4空调系统
为满足电力工艺要求，地上二层的控制室、通讯室、蓄电池室等房间设一套变频多联空调系统。地上3层、4层奥运电力抢修中心根据建筑布局分别设置两套变频多联空调系统，以满足舒适性要求。
5设计中需要注意的问题
1）电力工艺专业提出，变电站内蓄电池室事故状态下会有少量氢气排出，通风空调需考虑防爆设计。经过对空调产品的调研，目前国内市场没有防爆型空调室内机，设计中需要特殊考虑。将空调室内机设于蓄电池室外界，通过送回风管道与房间相连，管道要采取防雷接地措施。
2）安慧变电站位于奥运公园区域内，对环保噪声的要求比较高。在设计中所有风机均选用低噪音型产品，风机采用柔性安装，从源头降低噪音；电气设备间设消声百叶窗。经对现场噪声实测，满足国家环保要求，不会对周围环境造成污染。
3）在《建范》中，排烟的目的是要及时排除火灾产生的大量烟气，阻止烟气向防烟分区外扩散，确保建筑物内人员的顺利疏散和安全避难。即排烟是人员疏散的必要条件。《建范》中1.0.3条指出，火力发电厂与变电站设计中，当有专门的国家现行标准时，宜从其规定。在《火力发电厂与变电站设计防火规范》
中，未对电气设备室排烟做出明确说明，只指出火灾时应切断配电装置室通风机电源。电气工艺提出排烟为火灾后，在确认无火灾危险后排出站内烟气。此意义上的“排烟”与《建规》中的疏散排烟是有区别的。由此引出，
电气设备室火灾后排烟套用《建规》上疏散排烟规定的合理性问题。
①《建规》中9.4.5条，担负一个防烟分区，或室内净高大于6m且不划分防烟分区的空间，排烟量为60m3（/h·m2）。本设计中，主变压器室和GIS室层高为9.5m，按排烟量为60m3（/h·m2）计算得到的火灾后排烟换气次数为6.35h-1；其它电气设备室层高为5m，
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【文章编号】1007-9467（2010）07-0059-05
烟气脱硫电气系统设计
廖玉美（上海环境卫生工程设计院，上海200232）
【摘要】通过实际案例（某电力有限公司４台３００ＭＷ机组烟气脱硫），介绍烟气脱硫系统的电源引接、高压６ｋＶ供配电系统、低压４００Ｖ供配电系统、保安电源系统、直流系统、不停电电源系统、照明及检修系统的设计要点及各系统的构成特点。供配电系统；直流系统；保安电源【关键词】
【中图分类号】TU271.1
【文献标志码】A
【Keywords】powersupplyanddistributionsystem；directcurrentsystem；emergencypower
1高压电源的引接
某电力有限公司4台300MW机组，在电厂主体设计时高压厂用工作变绕组均预留了脱硫系统用电负荷容量，脱硫系统高压电源直接接于主厂房高压厂用工作变。
LIAOYu-mei
(ShanghaiEnvironmentalEngineeringDesignInstitute,Shanghai
200232,China)
【Abstract】Basedonarealcase,thispaperdealswithdesignemphasesandconfigurationfeaturesoftheconnectionofpowersupplyforsmokede-sulfurizationanddistributionsystemof6KV,andthatof400V,powersecuritysystem,directcurrentsystem,UPSsystem,lightingsystem,maintenancesystemaswell.
26kV供配电系统
工程电气系统采用两个电压等级（6kV和400V电压等级），高压6kV母线按炉分段，每炉单独设置一段6kV工作母线，6kV系统设计为单母线分段系工程共引入8回6kV电源，每回电源容量不小于统。
5000kV·A。每段6kV母线供给对应脱硫岛的6kV
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!按排烟量为60m3（/h·m2）计算得到的火灾后排烟换该工程于2008年运行，为北京奥运公园区域供气次数为12h-1；电缆夹层层高为4m，按排烟量为60m3/（h·m2）计算得到的火灾后排烟换气次数为15h-1。可以看出该规定适用在变电站的火灾后排烟计算上存在一定的不合理性。建议：借用《采暖通风（GB50019-2003）中，关于事与空气调节设计规范》
故通风的要求。利用统一的指标即：不小于12h-1房间换气量，来设计火灾后的烟气排出。
②火灾后的排烟，在风机类型选择上，《火力发电厂与变电站设计防火规范》没有明确指出。电气工艺专业提出，电气设备在发生火灾时，烟气温度较低。那么设计中套用《建规》选择高温消防排烟风机的合理性就有待规范的进一步完善和实际工程的检验。以上仅为个人观点，不足之处请各位同行批评指教。
张红杰（1978～），女，河北邯郸人，工程师，从事暖通
作者简介
电，保证了奥运开幕盛典的安全供电和各项赛事的顺利进行，目前已正常运行两年多。
【参考文献】
【1】朱蓉，成永涛.西大望220kV变电站暖通设计[J].暖通空
2001，31（1）:56-59.调，
【2】李善化，康慧，孙相军.火力发电厂与变电所供暖通风空气
调节设计手册[K].北京：中国电力出版社，2001.【3】GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范[S].【4】GB50016-2006建筑设计防火规范[S].
【5】GB50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范[S].
【收稿日期】2010-03-31
6小结
ymlzhj@sina.com.cn。空调设计，（电子信箱）
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