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191 建筑建材装饰2013年第12期 设计与规划 综合探讨绿色变电站设计原则与要点 徐鲁明 （江苏省电力公司经济技术研究院，江苏连云港 222004） 摘要： 近年来， 我国电网在高速发展的同时， 我国能源也日益短缺， 为了满足经济发展的需求， 绿色电网的建设应运而生。 本文主要对绿色变电站的概念和评价指标进行分析说明，结合笔者工作经验对建设绿色变电站设计要点进行深入探讨。 关键词：绿色变电站；环保节能；设计原则 中图分类号： TM63 文献标志码： A 文章编号： 16743024（2013）1219102 前言 随着低碳经济的日益发展，绿色环保的设计理念已逐 渐成为了现实，并在变电站中尝试实施。绿色环保变电站 为社会的可持续发展做出了有益的尝试，并为电力建设的 可持续发展开辟了一条先河。绿色发电、供电以及用电的 绿色链条也在绿色环保建设工程之中发挥不可或缺的作用， 绿色环保变电站的设计将对资源节约型及环境友好型的和 谐社会的构建和发展做出更大的贡献。 1 绿色变电站的概念和评价指标 1.1 绿色变电站的概念 绿色变电站是指在变电站工作的全部过程中，能够尽 可能地节约土地、能源、水、材料等资源，环保、污染少， 并且能够提供安全、 合适、 稳定的工作环境， 能耗少效率高、 保护环境、能够做到人与自然和谐的变电站。绿色变电站 就是要做到人与自然的和谐相处，做到对环境的少污染无 污染，做到高效稳定的供电，绿色变电站的设计理念充分 体现了我国现阶段的社会经济发展要求，同时也是我国现 代化国家建设的必然要求，绿色变电站的建设理论研究和 实践不仅能够推动我国经济和环境的不断进步，而且能够 推动我国电力产业技术的突飞猛进。 1.2 绿色变电站的评价指标 绿色变电站在我国属于一个新兴事物，在我国并没有 出台一个绿色变电站的评价指标，虽然在世界上其他国家 和地区起步较早，虽然绿色变电站的建设是大势所趋，但 是各个国家和地区都没有一个统一的评价指标。在我国对 于绿色变电站的建设指标，也只能参考绿色建筑的建设指 标进行分析，同时借鉴外国绿色建筑的评价标准，从而尽 可能的形成一个完整的、体系化的、可操作的评价指标。 我国从几年前开始颁布了关于绿色建筑的标准，先后 出台了绿色建筑评价标准和绿色工业建筑评价导则 等，与此同时部分省份也因地制宜地颁布了自己的评价指 标。这些指标的出台和实践操作为我们进行绿色变电站的建 设提供了标准，绿色建筑标准的主要评价内容由以下几个 方面组成：节约用地和土地资源利用；节约能源和能源利 用；节约水资源和水资源的利用；节约材料和材料的利用； 环境质量评价；运行管理评价等。绿色建筑的评价标准和绿 色变电站的评价标准，重点都是走节约和环境保护的可持续 发展道路，达到以上指标也是绿色变电站的设计标准，绿色 变电站的设计要围绕这些相关指标展开，并力求充实完备。 2 绿色变电站设计原则 2.1 节约用地原则 在变电站的建设过程中，无论怎么规划，最终变电站 都是要跟旁边的环境共同构成一个整体。因此，我们在绿 色变电站的选址方面要做到人文和生态的绿色建设，因地 制宜地利用当地的有利条件、气候以及地形条件进行变电 站的建设。另一方面，我们也要根据变电站的功能作用， 结合城市建设规划和人们使用的方便，进行合理选址，避 免引起群众抵制事件。绿色变电站的选址规划要跟当地的 城镇建设规划、工业园区建设规划、自然保护区等的规划 建设保持和谐统一，要留出一定的预留用地，方便后期的 建设使用。绿色变电站的建设不能占用耕地和道路，不能破 坏具有开采价值的矿产资源和水流源泉，要尽量避开文物古 迹和古墓葬地区。要积极努力的进行废弃场地和污染区域的 改造处理，让这些废弃的土地成为能够建设绿色变电站的新 型土地。另一方面， 绿色变电站要确保稳定的、 长期的供电， 必须要选址在地壳稳定的区域，避开不稳定的区域。 2.2 节约用水原则 水资源十分珍贵，我们在建设绿色变电站的时候也应 该更加关注水资源的利用和节约用水。在变电站的设计中， 应该根据国家的相关标准进行定额用水，做到合理的使用 水资源，避免生活用水的浪费和污染。要积极采用先进的 设备进行生活用水的控制和节约，同时要做到水资源的充 分和循环使用。绿色变电站在运行过程中产生的废水、污 水等，要根据国家规定的标准进行排放，必须对排污进行 严格的控制和把关，做到入口和出口的无一纰漏。 2.3 节约能源原则 现代社会对能源资源的需求日益突出，能源问题也日 益严峻，从出现能源危机至今，世界范围内都在呼吁节约能 源，利用可再生能源和走可持续发展道路。随着我国的经济 发展，对能源的消耗和浪费现象也十分严重，特别是在建筑 方面的能耗不断增加，变电站的建设也是其中的一个很大部 分。因此， 对于我们国家来说， 要树立节约能源资源的观念， 合理的节约和使用能源才能使得变电站设计趋于绿色化。 3 绿色变电站工程设计 3.1 土建方面的设计 3.1.1 建筑节能方案 绿色变电站建筑设计的节能措施如下： （1）为满足四 季的日照要求及充分地利用天然能源来改善室内热环境， 变电站站内主要建筑物的空间设计应争取优良的朝向； （2） 门窗的节能方案可选择减小建筑物的外门窗面积可有效地 提高气密性及其保暖性能，进而减少冷风渗透。此外，应 用密闭性能优良的保温门窗或设置保温封条也能改善门窗 的保暖性能； （3）建筑物的砌体应采用机制免烧砖而避免 使用实心粘土砖，或是采用热工性能优良的页岩空心砖以 及增设导热系数较高的隔气层和隔热材料来减少室内外的 热交换； （4）在建筑结构方面可采用高强钢以及合理的结 构形式来节约钢材和钢筋混凝土的用量； （5）值班功能区 中电线电缆埋管及管道应进行有序排列； （6）采用低碳环 保的装饰、装修材料以降低有毒有害气体的排放量。 3.1.2 水工、暖通以及消防方面 设计绿色变电站时应对水工、暖通以及消防等方面进 （下转190页） 190建筑建材装饰 2013年第12期 设计与规划 节能，就必须使水泵通过定转速流方法与变频空调变速流 量方式来达到优良的调节性能，从而大大提高水泵的工作 效率，降低水泵的能源消耗，达到电气节能的目的。 2.5 电动机的节能设计方法 图 1 电动机的节能设计，应当从提高电动机的工作效率和 功率因数入手。 首先，选用高效率的电动机。在工程设计时，应当根 据实际的负载情况，选用与之相匹配的电动机，并尽可能 地选用调速电动机，以达到节能的目的。 其次，对于起动负载较大的电动机，宜采用软起动装 置进行启动，这样不但能使电动机较为平稳地起动，又能 使起动时的电流变小，电能消耗大大减少。 第三，采用变频器装置进行变频调速。变频调速是我 国当前大力推广的节能措施之一，在非固定转速场合，在 电动机的负载发生变化时，变频器装置自动进行调速，使 电动机转速与负载随时保持匹配，减少了电动机轻载时不 必要的功率消耗，达到节能的效果。 再次，采用电容器就地补偿线路对电动机无功功率进 行就地补偿。如图 1 所示，对电动机进行无功就地补偿， 可以提高电动机的功率因数，并减少线路损耗。 2.6 积极引入智能建筑设计理念 随着科学技术的快速发展，很多新技术在建筑工程中 得到了广泛运用。智能建筑不仅可实现便捷高效的智能化， 而且可实现节能环保的目标。具体说来，智能建筑可以把 信息化应用系统、建筑设备管理系统以及公共安全系统等 统一整合起来，充分发挥各部分的功能，努力实现最大化 的节能目标。可以说，智能建筑是一个高度集成化、信息 化的系统，在保障广大用户舒适、安全的居住需要的同时， 还可以通过对家庭耗能电气设备的优化，达到降低能耗的 目的。同时，使用智能化系统，可以自动感知并调节室内 用电载荷，确保电气设备的运行安全。 3 结语 综上所述，节能降耗是我国的基本国策，它已成为我国 经济可持续发展的重要组成部分。我国的建筑电气节能设计 的潜力巨大，我们必须在建筑电气设计中，通过加强电气节 能设计技术的推广应用，对建筑电气设施进行有效的科学的 节能控制，提高电能的利用率，减少不必要的能源损耗，使 人们在享受高科技成果的同时，促进生态环境的可持续发展。 参考文献： 1 陈辰 . 浅谈建筑电气节能设计 J. 中国新技术新产 品，2012（23） 2 李海峰 . 对现代建筑电气节能设计的探讨 J. 科技 创新导报，2011（6） 3 朱锦锋 . 建筑电气节能设计技术要点探讨 J. 工程 建设与设计，2012（8） （上接 191 页） 行相应的考虑，首先，在水工方面，变电站的站区给水加压 设备应该运用变频变量的气压给水设备，其优点在于可以根 据实际用水量来对水泵进行自动控制，在不工作、变频工作 或是不用水的情况下可以通过气压罐进行稳压，进而水泵自 动地停止运行以实现节能。其次，在暖通方面，除了必要的 生产用房之外可以撤销职工休息用房的空调设施，换用自然 通风的方式节能。再者，在消防方面，可以采用气体灭火系 统、细水雾系统或者合成泡沫灭火系统等在占地面积、环保 以及用电量比水喷雾更具优势的消防系统。最后，在变电站 的排污水防治方面，当变电站位于水源保护区时应设置专业 的污水处理装置；当其位于干旱地区时，可以将生活污水进 行有效处理之后用于灌溉旱地，从而实现污水的再利用。 3.2 电气方面的设计 3.2.1 站区的设计 绿色变电站的布置应根据实际选址的出线规划、场地 条件以及进所道路进行合理的布局，在满足运行要求的同时 还应考虑到供电的可靠性以及近远期扩建的配合程度。 此外， 还应选用合理适宜的配电发挥其布置清晰与所占面积小的优 势；对于狭小场地可选用全户内布置的形式。与此同时，对 于选用分相中型的装置，应采用节省占地面积的三柱式共静 触头的隔离开关、 垂直断口的隔离开关以及悬挂式阻波器等。 3.2.2 设备的选取 绿色变电站应尽量地选用寿命周期之内安全系数较高 的设备，以期减少维护工作量及意外事故的发生，还应选 用少污染、低声噪的环保设备与工艺，并采取相应的隔声、 消声、防火以及减振措施。节能减排的设备有： （1）选用光 伏电池的绿色电力为变电站提供部分电能可以有效地降低 碳排放，是发展低碳经济及合理利用资源的有效途径之一； （2）选用短路阻抗低的变压器，可有效地节约制造变压器的 绝缘油进和钢材，从而减少了此类物质的碳排放量； （3）采 用非晶合金站用变压器，其空载损耗远远小于传统的铁心 变压器，节能减排的效果十分显著； （4）采用绿色照明技 术，即运用高效的照明光源与灯具，可将变电站内的照明 依据场地与功能相互进行区分，从而达到节约用电的目的。 3.2.3 采用智能化一次设备与网络化二次设备 智能化一次设备即具有数字式接口的智能变压器、电 子式互感器、智能避雷器以及智能组合电器等，此类智能化 一次设备的控制操作与检测信号回路均运用微处理器智能终 端以及光信号进行传输，远远简化了传统机电式继电器与控 制回路的结构。网络化二次设备则是运用通信网络交换开关 量、模拟量以及控制命令等相关信息，采用光纤网络进行直 接式的通信可有效地省略了传统自动化系统一次设备与二次 设备间点对应的控制电缆模式。网络化的二次设备实现了站 内各智能电气设备间的互操作及共享。在绿色变电站的设计 中运用保护状态控制及顺序控制等高级应用功能可有效地集 中监控及保护设备，从而减少电缆的用量，并通过合理选择 电缆截面及优化二次设计来降低电解铜的高消耗。 4 结语