中国电科院研发多项模块化变电站节能环保关键技术

6月20日，中国电力科学研究院有限公司节能环保技术攻关团队成员再次来到北京市怀柔区110千伏科学城东变电站开展变电站厂界噪声测试，进一步验证模块化变电站静音墙板的降噪环保效果。该变电站于5月25日投运，采用了装配式建筑模块化建设方式。这种方式可有效提升工程质量、缩短建设周期、降低工程造价，实现变电站精细化建设科技含量高、资源消耗低、环境污染少的目标。

国家电网有限公司自2015年开始推行变电站模块化建设。截至今年5月，公司已累计建设模块化变电站2800余座，编制35千伏～220千伏变电站模块化建设通用设计模块50余个。为了提高模块化变电站装配式建筑物的降噪环保水平，中国电科院于2012年组建了节能环保技术攻关团队。10年来，团队研发了多项模块化变电站节能环保关键技术，并在实际工程中推广应用，推动变电站建设节能减排。

模块化变电站静音墙板为变电站“按下静音键”

怀柔区110千伏科学城东变电站采用了由中国电科院节能环保技术攻关团队研发的模块化变电站静音墙板。这种墙板由多层复合吸隔声材料通过主副框架精密连接而成。

6月20日当天，团队用5个多小时完成了18个测点的噪声数据采集及测试工作。“测试结果表明，与传统墙板相比，模块化变电站静音墙板的隔声能力提高了10个分贝。应用模块化变电站静音墙板后，该变电站厂界噪声下降了3个分贝。”团队带头人、中国电科院高级工程师杨臻介绍。

模块化变电站静音墙板在工厂加工制作完成后，可直接运到现场安装使用，实现了设计标准化，构配件工厂化、装配化以及施工机械化。杨臻说：“模块化变电站静音墙板让变电站‘静下来’，而且在建造成本方面与传统墙板相差不多，有良好的应用前景。”

团队还研发了模块化变电站变压器低频噪声控制技术。通过模块化设计，团队将共鸣型吸声结构完美贴合在模块化变电站变压器油箱外部。经测试，试验油箱的总声压级可降低5个分贝。共鸣型吸声结构还具有拆装便利、构造简单、便于量产、成本低廉等优点。

目前，团队正联合山东电工电气集团有限公司在白鹤滩—浙江±800千伏特高压直流输电工程中开展高端换流变压器降噪技术的工程应用，提出基于周期性薄膜声学超材料的减振降噪技术，并完成了6组材料声学试验。试验结果表明，该技术可降低窄带线谱噪声5个分贝以上。

低能耗智能环境控制系统让变电站环境控制更高效

6月22日，杨臻和同事马裕超、李想等在江苏无锡一处试验场地开展低能耗智能环境控制技术应用于户外变电站智能汇控柜的第一阶段测试工作。

由于变电站建筑物内的电气设备室层高高、空间大，以往采用的传统柜式空调制冷、单一功能除湿机除湿的方法能耗大且效果不佳。对此，中国电科院节能环保技术攻关团队从2021年10月开始攻关，并解决了这一难题。

团队基于可控弱气流热平衡、矢量送风等理论，结合各类电气设备室对温度、湿度、空气品质等环境控制需求，研发出了变电站低能耗智能环境控制系统。该系统可实现各类电气设备室环境“五可控”，即送风地点可控、送风方向可控、送风品质可控、送风时机可控、设备附加噪声可控。

系统的可控气流直接作用于需降温、除湿的电气设备本体，在设备本体周围形成持续稳定的气流场。单系统配置功率为0.55千瓦/0.75千瓦的机组，可覆盖200～250平方米的范围，代替多台空调、除湿机、空气净化器，尤其适用于配电装置室、二次设备室。应用该系统后，变电站设备室环境控制能耗可降低50%以上。

“目前，低能耗智能环境控制系统已在四川、贵州等地的变电站试点应用，达到了预期效果。”马裕超说。

单元式一体化建筑助变电站建设更低碳环保

节能环保技术攻关团队还开展了单元式一体化建筑等多项模块化变电站节能环保关键技术研究。

“变电站辅助生产用房通常为混凝土现场浇筑。这样不但工期长，而且现场湿作业较多，带来一定的环保压力。”李想说，团队研究的单元式一体化建筑是变电站辅助生产用房，功能相对独立，并且实现了工厂化预制。

2021年10～12月，团队通过理论计算、仿真分析、实物装配等多种方式，推出了变电站单元式一体化建筑标准化设计方案。

单元式一体化建筑集成内部装修、工厂完全装配、现场直接拼装，减少了建设现场的湿作业量，能满足变电站建设的低碳环保要求。单元式一体化建筑在设计过程中遵循节能环保设计理念，采用光伏发电、自然采光，更加节约能源。坡屋顶、高侧窗等设计可充分满足建筑自然通风需求，使内部空间布局更合理。坡屋顶上安装的太阳能光伏板，可满足整屋能源供给需求。

除此之外，团队研发的极寒地区保温墙板、城市变电站消声装置、装配式电缆沟、装配式大型设备基础等节能环保技术产品也已在各地推广应用。

目前，团队正在开展变电站节能环保智能照明控制系统研究。该系统的合理化设计可全面优化变电站自身的运行环境，提升供电水平，减少能源消耗，从而降低成本。团队将聚焦变电站节能环保建设，持续推动技术创新，不断降低变电站主要建筑物能耗，助力电网绿色低碳发展。（刘玉杰 赵伟博）