陈 博，陆晶姗，杨云飞，陈 悦

(1.国网上海市电力公司经济技术研究院，上海 200122，2.上海合泽电力工程设计咨询有限公司，上海 200433)

地下变电站建设解决了用地紧张、站址难觅以及不影响市容等问题。但地下变电站造价高，由于处于特殊的地下环境，遭受着采光、通风、潮湿易腐蚀、防火、防渗漏等问题，给运行、设备检修等带来不便，造成运维成本高昂。从上海市已建投运的地下变电站运行情况来看，部分变电站出现了地下水渗漏的严重问题，每年均需投入大笔的维护费用。为了确保今后地下变电站建设运维成本可控，有必要开展地下变电站的技改项目分析，为今后地下变电站的建设决策提供依据。

1 项目选择

110 kV MZ变电站2009年投运，2020年实施一次、二次及厂端自动化设备改造，可研估算费用为1 999.76万元。该项目改造内容最为全面，涉及金额最大，对其进行具体分析。

与常规站改造差异。在该项目中，与常规站改造差异的地方在于土建部分和通风系统改造。土建改造，在墙体、运输门、疏散门、二次屏柜基础、防静电架空地板、吊顶、电缆桥架及排水沟改造等方面工作量明显大于常规站。通风系统中，计算所需的机械通风量及通风面积远大于常规站，因此设备配置高，改造成本大。

2 工程现状

110 kV MZ变电站现有2台40 MVA主变，110/10 kV电压等级，3号主变缓建，10 kV III段设备由10 kVI(1)-III(2)和10 kVII(2)-III(1)分段开关带。110 kV侧接线采用环进环出支接变压器接线，共6回110 kV线路，10 kV侧为单母线六分段，出线36回，10 kV为中性点经小电阻接地系统，安装10 kV无功补偿装置三组，每组均由3 000 kvar电容器及±3 000 kvar SVG组成。

110 kV MZ变电站于2009年12月投运，该站1号、2号主变压器采用保定保菱变压器有限公司SF6气体绝缘变压器，变压器采用分体水冷冷却方式，预留3号主变为一体式蒸发冷却型变压器。110 kV配电装置采用新东北电气(沈阳)高压开关有限公司的ZF-126(L)/T3150-40型110 kVGIS设备，GIS采用电子式电压互感器和光纤电子式电流互感器。10 kV配电装置采用上海南华兰陵电气有限公司NXPLUS_C型C-GIS设备，10kVC-GIS柜内安装。

3 土建部分改造

110 kV MZ变电站处于黄浦区，地上部分为空间钢架结构，地下为三层混凝土结构，本次改造不改动主体结构。本工程土建部分主要工作为配合更换电气设备，进行相应设备基础改造及部分换新工作,土建部分本项目改造为93.53万元。

(1)改造继保控制室，改造位于-7.200 m 层原演示厅位置，将原展示厅内设施拆除，改为继保控制室，重新布置墙体、运输门、疏散门、二次屏柜基础、防静电架空地板、吊顶等。

(2)拆除风井中的百叶，待设备运输完成后恢复。

(3)110 kV开关室下面及主变电缆层的排水沟的钢格栅需换新。

(4)空调机房的门、3 号主变室的门、GIS 室的小门、地面东侧的进出口小门及2号主变室隔壁的备品间的门拆除换新。

(5)110 GIS室的靠外墙的内墙面砖重新贴。

(6)2号主变室隔壁的备品间砖墙拆除重砌。

(7)新建散热器室基础改造，散热器基础位于0 m层，采用肋梁加筏板基础，基础施工完成后对局部损坏的地面及墙面进行修复。

(8)1号主变室及2号主变室顶板开洞并采取相应的加固措施，对局部损坏的楼板、地面等进行修复。

3.1 ±0 m 层改造内容

(1)新建散热器室基础改造，散热器基础位于0 m层，在变电站顶板上植筋做散热器基础，基础施工完成后对局部损坏的楼板及墙面进行修复。

(2)更换地面东侧的进出口小门。

(3)1号主变室及2号主变室顶板开洞，开孔位置尽量避开梁柱。对局部损坏的楼板、地面及防水等进行修复。

(4)二层水箱拆除后，对无用的管道井进行封堵。

(5)钢梁下增设吊钩3个，单个吊重2 t。

(6)拆除散热器室幕墙玻璃，外墙加门。

3.2 -7.200 m 层改造内容

(1)3 号主变室更换防火门。

(2)继电控制室重做架空静电地板。

(3)将展示厅内设施拆除，改为继保控制室，重新布置墙体、运输门、疏散门、二次屏柜基础、防静电架空地板、吊顶等。

(4)拆除风井百叶，待设备运输完成后恢复。

3.3 -13.000 m 层改造内容

(1)无功补偿装置室设备基础改造，将原1至3号无功补偿装置室内SVG部分地面及埋件凿除，按更换的SVG装置的设备尺寸，植筋做预埋钢板；施工完成后对地面、墙面进行修复。

(2)110 GIS 室靠外墙的内墙面砖重新贴。

(3)更换110 GIS室的小门。

3.4 -17.000 m层改造内容

(1)110 kV开关室下面及主变电缆层的排水沟的钢格栅需换新。

(2)2号主变室隔壁的备品间的门拆除换新，重砌隔墙。

(3)空调机房更换门。

4 通风系统改造

因原MZ变电站空调系统不仅针对电气设备间还考虑了与世博期间参观人流的结合，采用的是冰蓄冷、地源热泵及余热回收这3套水系统的结合，在实际运行使用中如果仍采用原水系统，运行成本较高，设备维护工作量大，因此在本次改造过程中对空调系统也进行同步改造。

本次改造各设备间均采用多联空调形式。空调改造范围涉及原继保室及扩大后的继保室空间、原10 kV开关室。10 kV开关室设1台额定制冷量40 kW制热45 kW的外机，5台8 kW四面出风内机；原继保室设1台额定制冷量22.4 kW制热25 kW的外机，4台5.6 kW四面出风内机；新增控制室即原演示厅，设1台额定制冷量28 kW制热31.5 kW的外机，4台7.1 kW四面出风内机。

110 kV MZ变电站改造将涉及地面主变散热器部分。新安装的主变散热器位于地面一层散热器室内，散热器室为原站内水泵房、消防控制室等房间，散热器室设屋顶，两面外墙设置为多孔格栅。由变压器设备厂商所提供的资料，每台散热器设备释放的设备余热量为152 kW。若采用机械通风方式排除该余热，经计算所需的机械通风量约为57 000 m3/h，自然进风的通风净面积约为15.9 m2。现散热器室两面外墙为多孔格栅，格栅总面积约为56 m2，按功率40%计算，通风净面积可达22.4 m2，满足进风净面积要求。由于散热器室内墙内部走道空间3.5 m以上区域设有桥架设备，无法在该区域安装水平风管排风。散热器室内侧已无空间安装风机。若考虑机械排风方式散热，则需在每台散热器上方再增设不小于6 m×4 m的设备层作为散热器排风机房，风机可考虑安装三台HTFC型柜式离心风机，每台HTFC型柜式离心风机均采用双速型，高速风量为21 160 m3/h，低速风量为14 430 m3/h，在主变负载率不高时可仅为低速运行，降低通风系统的能耗以及噪声影响。每台风机尺寸不超过1 700(长)×1 510(宽)×1 200(高)。排风机房内敷设多孔吸声结构，6台HTFC型柜式离心风机均安装在排风机房内，可有效隔绝其噪声。

经业主方建议与要求，散热器室采用另一种通风散热方案：在散热器设备本体靠近外墙格栅区域上空吊装风机，风机吸风口外接风管后在散热器上方跨越延伸至内墙侧，并开设不锈钢网吸风口。风机排风口外接小段风管至外墙格栅处将室内热气流排至室外。由于散热器设备本体与外墙之间仅有1 m宽，因尺寸限制所吊装的风机仅能采用壁式轴流风机，根据风量需配置6台，每台风量约为20 000 m3/h，单台风机运行噪声值达到78 dB(A)。风机出口管段长度有限，已无法安装风管消声器设备，且外墙格栅无法阻挡风机运行时所产生的噪声。距离散热器室外墙约10 m处即为本站站址围墙，该方案将会对本站厂界处的声环境造成巨大影响，6台风机所运行时发出的噪声值会造成厂界处噪声大幅超过环保部门的要求(噪声2类区，昼间不超过60 dB(A)，夜间不超过50 dB(A))。生产及辅助设施维护费用见表1。

表1 生产及辅助设施维护费用

综合环境清扫、照明维护、房屋设施维护、抗渗防潮防涝、消防维护、采暖通风空气调节、生产及辅助设施维护7个方面，110 kV地下变电站年运维费用为46.2万元，常规站位31.1万元，高出50%。110 kV地下变电站与常规站日常运维费用对比如表2所示。

表2 110 kV地下变电站与常规站日常运维费用对比

通风设备、空调设备购买费用为34.4万元，共计127.93万元。

5 结语

本文通过对典型地下变电站改造项目进行分析，得到地下变电站设备改造与常规站改造差异的地方在于土建部分和通风系统改造。土建改造在墙体、运输门、疏散门、二次屏柜基础、防静电架空地板、吊顶、电缆桥架及排水沟改造等方面工作量明显大于常规站。通风系统改造计算所需的机械通风量及通风面积远大于常规站，因此设备配置高，改造成本大。土建部分改造与通风系统改造两项高于常规站约100万元。