6月20日，中國電力科學(xué)研究院有限公司節(jié)能環(huán)保技術(shù)攻關(guān)團隊成員再次來到北京市懷柔區(qū)110千伏科學(xué)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(shè)方式。這種方式可有效提升工程質(zhì)量、縮短建設(shè)周期、降低工程造價，實現(xiàn)變電站精細(xì)化建設(shè)科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少的目標(biāo)。
國家電網(wǎng)有限公司自2015年開始推行變電站模塊化建設(shè)。截至今年5月，公司已累計建設(shè)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(shè)通用設(shè)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(shù)攻關(guān)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(guān)鍵技術(shù)，并在實際工程中推廣應(yīng)用，推動變電站建設(shè)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(xué)城東變電站采用了由中國電科院節(jié)能環(huán)保技術(shù)攻關(guān)團隊研發(fā)的模塊化變電站靜音墻板。這種墻板由多層復(fù)合吸隔聲材料通過主副框架精密連接而成。
6月20日當(dāng)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(jié)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(yīng)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)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(yīng)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(shù)。通過模塊化設(shè)計，團隊將共鳴型吸聲結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)還具有拆裝便利、構(gòu)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(shù)的工程應(yīng)用，提出基于周期性薄膜聲學(xué)超材料的減振降噪技術(shù)，并完成了6組材料聲學(xué)試驗。試驗結(jié)果表明，該技術(shù)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(shù)應(yīng)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(nèi)的電氣設(shè)備室層高高、空間大，以往采用的傳統(tǒng)柜式空調(diào)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(shù)攻關(guān)團隊從2021年10月開始攻關(guān)，并解決了這一難題。
團隊基于可控弱氣流熱平衡、矢量送風(fēng)等理論，結(jié)合各類電氣設(shè)備室對溫度、濕度、空氣品質(zhì)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(shè)備室環(huán)境“五可控”，即送風(fēng)地點可控、送風(fēng)方向可控、送風(fēng)品質(zhì)可控、送風(fēng)時機可控、設(shè)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(shè)備本體，在設(shè)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(diào)、除濕機、空氣凈化器，尤其適用于配電裝置室、二次設(shè)備室。應(yīng)用該系統(tǒng)后，變電站設(shè)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(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期效果。”馬裕超說。
單元式一體化建筑助變電站建設(shè)更低碳環(huán)保
節(jié)能環(huán)保技術(shù)攻關(guān)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(guān)鍵技術(shù)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(yù)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(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方案。
單元式一體化建筑集成內(nèi)部裝修、工廠完全裝配、現(xiàn)場直接拼裝，減少了建設(shè)現(xiàn)場的濕作業(yè)量，能滿足變電站建設(shè)的低碳環(huán)保要求。單元式一體化建筑在設(shè)計過程中遵循節(jié)能環(huán)保設(shè)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(cè)窗等設(shè)計可充分滿足建筑自然通風(fēng)需求，使內(nèi)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(shè)備基礎(chǔ)等節(jié)能環(huán)保技術(shù)產(chǎn)品也已在各地推廣應(yīng)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(shè)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(shè)，持續(xù)推動技術(shù)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）
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