中國電科院研發(fā)多項模塊化變電站節(jié)能環(huán)保關鍵技術

　　6月20日，中國電力科學研究院有限公司節(jié)能環(huán)保技術攻關團隊成員再次來到北京市懷柔區(qū)110千伏科學城東變電站開展變電站廠界噪聲測試，進一步驗證模塊化變電站靜音墻板的降噪環(huán)保效果。該變電站于5月25日投運，采用了裝配式建筑模塊化建設方式。這種方式可有效提升工程質量、縮短建設周期、降低工程造價，實現(xiàn)變電站精細化建設科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少的目標。

　　國家電網(wǎng)有限公司自2015年開始推行變電站模塊化建設。截至今年5月，公司已累計建設模塊化變電站2800余座，編制35千伏～220千伏變電站模塊化建設通用設計模塊50余個。為了提高模塊化變電站裝配式建筑物的降噪環(huán)保水平，中國電科院于2012年組建了節(jié)能環(huán)保技術攻關團隊。10年來，團隊研發(fā)了多項模塊化變電站節(jié)能環(huán)保關鍵技術，并在實際工程中推廣應用，推動變電站建設節(jié)能減排。

　　模塊化變電站靜音墻板為變電站“按下靜音鍵”

　　懷柔區(qū)110千伏科學城東變電站采用了由中國電科院節(jié)能環(huán)保技術攻關團隊研發(fā)的模塊化變電站靜音墻板。這種墻板由多層復合吸隔聲材料通過主副框架精密連接而成。

　　6月20日當天，團隊用5個多小時完成了18個測點的噪聲數(shù)據(jù)采集及測試工作。“測試結果表明，與傳統(tǒng)墻板相比，模塊化變電站靜音墻板的隔聲能力提高了10個分貝。應用模塊化變電站靜音墻板后，該變電站廠界噪聲下降了3個分貝。”團隊帶頭人、中國電科院高級工程師楊臻介紹。

　　模塊化變電站靜音墻板在工廠加工制作完成后，可直接運到現(xiàn)場安裝使用，實現(xiàn)了設計標準化，構配件工廠化、裝配化以及施工機械化。楊臻說：“模塊化變電站靜音墻板讓變電站‘靜下來’，而且在建造成本方面與傳統(tǒng)墻板相差不多，有良好的應用前景。”

　　團隊還研發(fā)了模塊化變電站變壓器低頻噪聲控制技術。通過模塊化設計，團隊將共鳴型吸聲結構完美貼合在模塊化變電站變壓器油箱外部。經(jīng)測試，試驗油箱的總聲壓級可降低5個分貝。共鳴型吸聲結構還具有拆裝便利、構造簡單、便于量產(chǎn)、成本低廉等優(yōu)點。

　　目前，團隊正聯(lián)合山東電工電氣集團有限公司在白鶴灘—浙江±800千伏特高壓直流輸電工程中開展高端換流變壓器降噪技術的工程應用，提出基于周期性薄膜聲學超材料的減振降噪技術，并完成了6組材料聲學試驗。試驗結果表明，該技術可降低窄帶線譜噪聲5個分貝以上。

　　低能耗智能環(huán)境控制系統(tǒng)讓變電站環(huán)境控制更高效

　　6月22日，楊臻和同事馬裕超、李想等在江蘇無錫一處試驗場地開展低能耗智能環(huán)境控制技術應用于戶外變電站智能匯控柜的第一階段測試工作。

　　由于變電站建筑物內的電氣設備室層高高、空間大，以往采用的傳統(tǒng)柜式空調制冷、單一功能除濕機除濕的方法能耗大且效果不佳。對此，中國電科院節(jié)能環(huán)保技術攻關團隊從2021年10月開始攻關，并解決了這一難題。

　　團隊基于可控弱氣流熱平衡、矢量送風等理論，結合各類電氣設備室對溫度、濕度、空氣品質等環(huán)境控制需求，研發(fā)出了變電站低能耗智能環(huán)境控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)各類電氣設備室環(huán)境“五可控”，即送風地點可控、送風方向可控、送風品質可控、送風時機可控、設備附加噪聲可控。

　　系統(tǒng)的可控氣流直接作用于需降溫、除濕的電氣設備本體，在設備本體周圍形成持續(xù)穩(wěn)定的氣流場。單系統(tǒng)配置功率為0.55千瓦/0.75千瓦的機組，可覆蓋200～250平方米的范圍，代替多臺空調、除濕機、空氣凈化器，尤其適用于配電裝置室、二次設備室。應用該系統(tǒng)后，變電站設備室環(huán)境控制能耗可降低50%以上。

　　“目前，低能耗智能環(huán)境控制系統(tǒng)已在四川、貴州等地的變電站試點應用，達到了預期效果。”馬裕超說。

　　單元式一體化建筑助變電站建設更低碳環(huán)保

　　節(jié)能環(huán)保技術攻關團隊還開展了單元式一體化建筑等多項模塊化變電站節(jié)能環(huán)保關鍵技術研究。

　　“變電站輔助生產(chǎn)用房通常為混凝土現(xiàn)場澆筑。這樣不但工期長，而且現(xiàn)場濕作業(yè)較多，帶來一定的環(huán)保壓力。”李想說，團隊研究的單元式一體化建筑是變電站輔助生產(chǎn)用房，功能相對獨立，并且實現(xiàn)了工廠化預制。

　　2021年10～12月，團隊通過理論計算、仿真分析、實物裝配等多種方式，推出了變電站單元式一體化建筑標準化設計方案。

　　單元式一體化建筑集成內部裝修、工廠完全裝配、現(xiàn)場直接拼裝，減少了建設現(xiàn)場的濕作業(yè)量，能滿足變電站建設的低碳環(huán)保要求。單元式一體化建筑在設計過程中遵循節(jié)能環(huán)保設計理念，采用光伏發(fā)電、自然采光，更加節(jié)約能源。坡屋頂、高側窗等設計可充分滿足建筑自然通風需求，使內部空間布局更合理。坡屋頂上安裝的太陽能光伏板，可滿足整屋能源供給需求。

　　除此之外，團隊研發(fā)的極寒地區(qū)保溫墻板、城市變電站消聲裝置、裝配式電纜溝、裝配式大型設備基礎等節(jié)能環(huán)保技術產(chǎn)品也已在各地推廣應用。

　　目前，團隊正在開展變電站節(jié)能環(huán)保智能照明控制系統(tǒng)研究。該系統(tǒng)的合理化設計可全面優(yōu)化變電站自身的運行環(huán)境，提升供電水平，減少能源消耗，從而降低成本。團隊將聚焦變電站節(jié)能環(huán)保建設，持續(xù)推動技術創(chuàng)新，不斷降低變電站主要建筑物能耗，助力電網(wǎng)綠色低碳發(fā)展。（劉玉杰 趙偉博）