高 巖

（國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東 青島 266002）

0 引言

景觀式變電站是指在建筑密度大、規(guī)劃要求高的商業(yè)中心區(qū)、居民小區(qū)或經(jīng)濟(jì)文化中心區(qū)建設(shè)變電站時，以“與環(huán)境和諧、與居民友善”為原則，在配電樓外設(shè)計建筑裝飾方案或外掛構(gòu)架，以防止噪音及視覺污染等環(huán)保問題。隨著城市電網(wǎng)負(fù)荷的不斷增長，用電負(fù)荷越來越深入負(fù)荷中心，變電站由傳統(tǒng)式向景觀式的轉(zhuǎn)變正在成為城市電網(wǎng)建設(shè)的必然，應(yīng)用前景廣闊。

110 kV水城變電站規(guī)劃選址位于青島市黃島區(qū)濱海大道與珠海路交叉路口處的綠地內(nèi)，如圖1所示。地處城市重要景觀節(jié)點位置，該地塊其平面布局規(guī)劃及建筑設(shè)計應(yīng)與景觀設(shè)計一并考慮，對變電站外立面造型提出很高要求。山東省并未有景觀式變電站的設(shè)計建設(shè)先例，對變電站工程是否與環(huán)境和諧、是否與當(dāng)?shù)匚拿}相適應(yīng)、是否符合人的審美需求等方面認(rèn)知并沒有得到廣泛重視，更沒有相應(yīng)的系統(tǒng)研究和設(shè)計成果。依托水城站打造山東省首座景觀式變電站的研究具有很強(qiáng)的創(chuàng)新和實踐意義。

圖1 水城站規(guī)劃選址位置環(huán)境

1 外立面造型設(shè)計

設(shè)計要求：按照平面布置規(guī)劃及建筑設(shè)計與景觀一并考慮，打造“與環(huán)境和諧，與居民友善”的景觀式示范建筑；建筑外裝飾構(gòu)架均采用不燃燒材料，抗震烈度為6度；主要結(jié)構(gòu)形式鋼框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計使用年限為50年。

表1 水城站外觀方案分析

根據(jù)景觀式變電站的設(shè)計要求，針對水城站青島公司設(shè)計出3種外觀方案，并從技術(shù)性、科學(xué)性、合理性進(jìn)行綜合分析，最終選擇人工綠化景觀式外掛構(gòu)架方案。方案分析如表1所示。

水城110 kV變電站工程外觀設(shè)計為歐式風(fēng)格，如圖2所示。建筑外裝飾構(gòu)架均采用不燃燒材料，建筑內(nèi)部根據(jù)變電站使用的高度要求，合理劃分，折線屋頂下部高低結(jié)合，在不影響使用功能前提下保留了完整的外部造型；綠色的屋頂猶如覆蓋青青草坪，采用地景式建筑處理手法，折線屋頂綠化與地面相連，建筑與地塊的綠化融為一體，減弱建筑的體量感；垂直墻面的灰磚使用，從色彩上突出了折線屋頂，弱化了垂直墻面的存在感；周圍設(shè)置景觀式柵欄，市民可透過柵欄觀賞、拍照。

水城站建成后已成為該地的標(biāo)志景觀建筑物、區(qū)域新地標(biāo)，消除了部分居民對電力設(shè)施建設(shè)和電磁輻射的誤解，實現(xiàn)“與環(huán)境和諧，與居民友善”的規(guī)劃目標(biāo)。

圖2 水城站外觀

2 變電站布局設(shè)計

2.1 主接線設(shè)計

結(jié)合國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計《110（66）～500 kV變電站分冊》110-A2-4方案優(yōu)化主接線設(shè)計方案。110-A2-4方案說明如表2所示。

單母線六分段環(huán)形接線優(yōu)點包括：接線成閉合環(huán)形，在閉環(huán)運(yùn)行時，可靠性、靈活性較高；沒有匯流母線，在接線的任一段上發(fā)生故障，只需切除這一段及與其相連接的元件，對系統(tǒng)運(yùn)行的影響較??；每回路由兩臺斷路器供電，任一臺斷路器檢修，不需中斷供電，也不需旁路設(shè)施；隔離開關(guān)只作為檢修時隔離之用，減少誤操作。缺點是每一進(jìn)出線回路連接兩臺斷路器，每一臺斷路器連接兩個回路，斷路器數(shù)量增多，從而使繼電保護(hù)和控制回路較非環(huán)形復(fù)雜，開關(guān)柜數(shù)量增加，投資增大；且任一臺斷路器檢修，都成開環(huán)運(yùn)行，從而降低了接線的可靠性。單母線四分段接線方式用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電，保證可靠性；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電；但是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都需在檢修期間內(nèi)停電。

表2 110-A2-4方案接線基本模塊內(nèi)容說明

圖3 通用設(shè)計10 kV單母線六分段接線

圖4 優(yōu)化方案接線

基于上述分析，110-A2-4-ZB&10方案中，10 kV接線可由單母線六分段環(huán)形（圖3）優(yōu)化為單母線四分段接線（圖4）。2號主變采用2臺10 kV進(jìn)線開關(guān)柜、2段母線的接線型式，本期2號主變兩臺進(jìn)線柜母排連接，接線方式為單母線分段；遠(yuǎn)景3號主變運(yùn)行時，再將其斷開，以實現(xiàn)四分段。優(yōu)化后的接線方式從可靠性方面分析，水城變電站10 kV出線規(guī)劃42回，主接線的可靠性很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡化接線；優(yōu)化方案滿足斷路器檢修時系統(tǒng)的正常供電、斷路器或母線故障及母線檢修時，保證對一級負(fù)荷和大部分二級負(fù)荷的供電；靈活性方面，優(yōu)化方案滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時的靈活性；經(jīng)濟(jì)性方面，優(yōu)化方案和原方案相比減少10 kV開關(guān)柜5面，降低投資52萬元。

2.2 建筑物平立面緊湊化布局方案

通用設(shè)計110-A2-4方案中配電樓設(shè)計為雙層“一”字型建筑，將其優(yōu)化為單層“口”字型建筑，如圖5所示，減少建筑面積147 m2。

單層“口”字型平面設(shè)計創(chuàng)新采用主變“面對面”布置方式。其中，1號和2號主變“面對面”對稱布置于變電站兩側(cè)，縮小變電站長寬比，變電站站址長小于28 m，寬大于9 m，提供了一種因站址征地、規(guī)劃限制無法參考通用設(shè)計方案采用主變?nèi)粋?cè) “狹長型”布置方式時的新型主變布置方案，實現(xiàn)了變壓器和對應(yīng)10 kV主變進(jìn)線柜的同側(cè)對應(yīng)，方便封閉母線安裝，和通用設(shè)計相比節(jié)約封閉母線16 m，根據(jù)通用造價10 kV封閉母線價格取8 547元／m，可節(jié)約費用13.7萬元。

3 工程效益分析

3.1 技術(shù)指標(biāo)分析

通用設(shè)計110-A2-4配電樓建筑面積為2 458 m2，水城站配電樓最終設(shè)計建筑面積為2 311 m2。建筑面積壓縮率為5.98%，節(jié)約土建成本88.4萬元，縮短建設(shè)周期，且方便設(shè)備運(yùn)輸、吊裝，降低對周圍建筑物遮光影響。同時，水城站由地價昂貴的建筑區(qū)遷移至道路交匯處綠化帶內(nèi)，如圖6所示，實現(xiàn)城市整體規(guī)劃的效益最優(yōu)化，工程竣工決算3 985萬元，相比審定設(shè)計概算節(jié)約資金161萬元。

圖5 優(yōu)化單層“口”字型平面布置

圖6 水城變電站站址及總平面布置

容積率為項目用地范圍內(nèi)地上總建筑面積 （正負(fù)0標(biāo)高以上的建筑面積）與項目總用地面積的比值。根據(jù)《中華人民共和國城鄉(xiāng)規(guī)劃法》和城市規(guī)劃要求，膠南市城鄉(xiāng)規(guī)劃管理處關(guān)于水城站地塊出具的《規(guī)劃設(shè)計條件意見書》規(guī)定，本工程容積率不應(yīng)高于0.8。水城站主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計如表3所示，容積率為0.535，滿足城市規(guī)劃設(shè)計要求。

表3 水城站主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計 m2

3.2 標(biāo)準(zhǔn)工藝、新技術(shù)應(yīng)用

水城站工程標(biāo)準(zhǔn)工藝應(yīng)用率100%，采用銅覆鋼接地等8項基建新技術(shù)，延長了主接地網(wǎng)等的壽命，降低了投資規(guī)模；工程嚴(yán)格貫徹工程創(chuàng)優(yōu)流程和要求設(shè)計，控制箱體寬高一致、集中布置、扶欄處設(shè)置護(hù)板等，安全美觀，減少附加功能設(shè)置，突出以實用為主。

4 結(jié)語

本工程的成功實施，締造了山東省首座景觀式變電站設(shè)計精品，既滿足了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的用電需求，也滿足了城市規(guī)劃建設(shè)的景觀要求、環(huán)境要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益，實現(xiàn)了安全可靠、先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約環(huán)保的總目標(biāo)，達(dá)到了變電站建設(shè)和城市景觀建設(shè)的完美統(tǒng)一，對未來的城市中心變電站規(guī)劃建設(shè)，提供了一條可行的參考思路。

［1］約翰·西蒙茲.景觀設(shè)計學(xué)［M］.俞孔堅，譯.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

［2］王素梅.淺析景觀式箱式變電站的應(yīng)用（地埋式變壓器）［J］.河北企業(yè)，2011（12）：92.

［3］潘洪垚.220 kV地下變電站建筑及景觀設(shè)計［J］.華東電力，2011，39（8）：1 326-1 328.

［4］王佩華，鄧丹.城市電網(wǎng)的環(huán)境影響與防治對策［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2007，23（4）：20-22.

［5］賀輝.電力負(fù)荷預(yù)測和負(fù)荷管理［M］.北京：中國電力出版社，2013.

［6］陳安偉.智能電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評價研究［D］.重慶：重慶大學(xué)，2012.

［7］陳波.500 kV變電站二次系統(tǒng)智能化設(shè)計關(guān)鍵問題研究［D］.上海：上海交通大學(xué)，2012.

［8］劉執(zhí)權(quán)，楊博.變壓器散熱器掛本體與分體的對比應(yīng)用［J］.電工技術(shù)，2015（5）：39，54.