地下配电站防汛能力提升策略研究.pdf

第二十八卷第二期Vol.28,No.2JOURNAL OF ANHUI ELECTRICAL ENGINEERING PROFESSIONAL TECHNIQUE COLLEGE安徽电气工程职业技术学院学报2023年6 月June 2023地下配电站防汛能力提升策略研究张程，宫黛（国网上海浦东供电公司，上海摘要：文章详细分析了地下配电站在防汛运维风险，提出地下站点应配备的各类典型装置装备及提升防汛能力的举措，并以上海前滩地区三座典型地下配电站为模板,设计了一种永临结合”的配电站改造及抢修组网方案，为地下配电站遭水淹导致全站停电情况下，快速恢复居民供电，提供解决思路。关键词：地下配电站；防汛运维；物资配置；应急抢修；临时组网中图分类号：TM08;TM632*.1200122)文献标识码：A文章编号：16 7 2-9 7 0 6(2 0 2 3)0 2-0 0 5 9-0 7Strategy of Improving Flood Control Capacity ofUnderground Distribution StationsZHANG Cheng,GONG Dai(State Grid Shanghai Pudong Electric Power Supply Company,Shanghai 200122,China)Abstract:This paper analyzes in detail the risk of operation and maintenance of underground powerdistribution stations in flood control and proposes the idea that underground stations should be equipped withvarious kinds of typical equipment and other measures to improve the flood control capacity.TakingQianTan as an example,the paper designs a scheme called combination of permanent and temporary,which provides a solution to the quick restoration of power supply for the residents in the case of theunderground distribution station being flooded and the whole station being out of power.Key Words:underground distribution station;flood control operations;distribution of materials;emergency repair;temporary networking0引言伴随着部分大城市土地价格居高不下、小区容积面积紧张的情况下，新建小区的地下配电站数量逐年递增。以上海某区域分析，截止2 0 2 3 年2 月，全域内配电站数量为3 46 3 座，其中地下配电站数量为532座，占比已达15.3 6%。地下配电站在提高小区居住体验、节省建设投资的同时，也提高了设备运维的成本、难度,尤其是2 0 2 1年河南特大暴雨灾害后,对地下配电站的防汛抗灾能力提升的重视上升到了新的高度。本文重点分析地下配电站运维存在的问题，从实际运行工况着手，提出地下配电站防汛资源配置 2 及防汛提升举措，并为满足极端灾害下的地下配电站快速复电要求，提出一种“永临结合”的地下配电站典型设计方案。收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 1作者简介：张程(19 9 1一）男，安徽滁州人，硕士，工程师，从事配电网项目实施与配电网设备运维检修管理工作。宫黛(19 9 0 一)女，安徽滁州人，硕士，工程师，主要从事配电网运维检修工作。59安徽电气工程职业技术学院学报第二十八卷第二期1地下配电站运行风险1.1倒灌受淹风险影响由于地下配电站所处地势低，抵御洪涝灾害能力先天不足，一旦市政排水功能失效，易遭受内涝水淹并导致全站停电。1.2站端防汛设施单一当前在运地下配电站防汛主要依赖静置式防汛挡板、沙袋等阻水设施，以及传统排水泵装置实现防汛“外堵内排”。防汛设施不具备信号传输及可视化远程监控手段、缺乏联动预警功能，当遇到突发性和不确定性的汛情时,运维人员难以在第一时间内掌握站内汛情隐患。站内排水设施虽有自启停功能，但其运行状态无法监测、不能开展远程试验,在汛期雨季期间无法短时间集中性快速排查防汛设施工况 3 。1.3防汛监测预警平台函待构建缺少健全的防汛监测预警平台对区域内站端侧防汛、用户泵站电源和应急抢修资源的状态进行实时全景掌控，使得防汛应急抢修指挥工作难以高效开展：一是现阶段无法实现站端自动化及视频信号的不间断集中监控与预警,对全区域防汛隐患和故障情况掌握不全面；二是对区内市政排涝系统监控力度不足，无法及时预警泵站电源设备的风险隐患；三是对抢修人员力量、防汛应急装备、特种车辆调配情况缺乏统一的可视化管理，无法高效统筹资源。1.4地下配电站水灾专项事故预案不完善目前，地下配电站水淹事故抢修体系不完善：一是缺乏针对性的专项处置预案，未制定标准化抢修作业流程；二是地下配电站未根据现场环境编制水“一站一案”事故预想；三是尚未建立由专业人员组成的柔性基干队伍，防汛事故应急抢修培训和实战演练开展实效一般；四是防汛特种应急装备配置尚无法支撑大型水灾事故下的应急抢修 。2地下配电站典型防汛配置基于地下配电站运行存在问题，针对存量在运地下配电站（以标准的PT2型站为模型）提出防汛装备与制度的典型配置要求。表1地下配电站基础防汛装备典型配置表2.1队防汛装备典型配置2.1.1基础防汛装备配置地下配电站平均占地面积约112 mi，电缆通常采用上进线方式，站内平均配置10 kV高压负荷开关柜10 面，低压柜13 面（出线柜8 面、分段柜1面、0.4kV进线柜2 面，电容器柜2 面）。基础防汛装备需满足地下配电站日常运维及应急防汛处置的基本需求，以防凝露、防渗漏、防倒灌为目标进行配置。基础防汛装备配置如表1。设备名称数量防汛沙袋100个移动式抽水泵2个排水地漏24个小区物业集水井内，利用公共泵排向市政排水管内防汛挡板2 3块除湿机1个 60配置原则每个站点配置10 0 个每个站点配置2 个，功率0.7 5 kW，扬程10 m，流量10 m/h每个电缆竖井内至少配置1个，并将积水排向每一扇门配置1块，高度不低于0.8 m工业级除湿机安装位置近门边的靠墙位置放置在配电室电缆层(沟)附近电缆竖井内，有条件情况下站门外可加配进门处放置在站内空调边张程，宫黛：地下配电站防汛能力提升策略研究2.1.2防汛监控装置配置在基础防汛装备基础上，为实现“监测手段精确覆盖、防汛隐患精密监控”目标，对地下配电站配置各种环境类采集终端、感应传感器及通讯单元，满足站内水情状况的实时监控及预警，第一时间消除防汛隐患。防汛监控装置配置如表2。表2 地下配电站防汛监控装置典型配置表设备名称辅控终端屏温湿度传感器水位传感器屋顶积水监测装置风机控制模块空调控制模块球型摄像机潜水泵水泵远程控制模块3地下配电站防汛能力提升措施地下配电站防汛能力提升措施主要从监控能力升级、运维质量提升、抢修能力提升三方面构建。3.1防汛监控能力升级3.1.1提升站端监控能力对地下配电站加装球形摄像机、水位传感器等设备实现站内设备周围、电缆层积水渗漏水监测全覆盖，遵照“N-1原则配置具备远程控制功能的主备两套温湿度传感器，确保实时汛情监测功能在线，实现遥控启停试验、异常告警功能 5 。3.1.2落实后台监屏职责将站内水位传感器、摄像头信号统一接入集控站内，由监控班专职人员做好监屏工作，提升应急响应速度，确保第一时间发现险情并采取应急措施。3.1.3强化监控信息互通将配电站内水位、视频监控等辅助信号在专业部门间开展共享，提升部门间工作协同能力。数量1台24个2个1套配电室1套，地下站无需配置2套每台风机1套2套每台空调1套每个配电室（包括高压室、4套低压室、配变室）1套每个集水井1个，无集水井的2个仅布置2 个在电缆沟内每个水泵均1个，2套建议采用不同厂家模块配置原则每个站点1台配电室2 个，电缆层2 个（若有）每个集水井1个安装位置组屏安装于站内安装在配电室及电缆层通道两侧墙壁内侧，底边离地1.5 m安装在集水井内部，离排水泵水位限位器上方510cm处，有电缆沟的开关站安装在电缆沟，底边离地5 10 cm检测点探头分布在墙四周安装在风机旁安装在空调内配电室顶部吊装，主通道纵向中央位置，吊装高度位于开关柜顶部上方0.5 m处；置于集水井内或电缆沟内（一主一备）安装在水泵控制箱内 61 安徽电气工程职业技术学院学报第二十八卷第二期表3“1K3P设备信息表3.2防汛运维质量提升3.2.1细化巡视运维工作在远程监控未覆盖前，对配电站防汛风险点做好日常巡视并加强雨季、汛期特殊时段的特巡，确保不遗漏任何一处防汛隐患。制定地下站防汛专项预案,加强与相关物业、街道的联系，确保及时响应防汛隐患。3.2.2及时开展隐患治理对通过监屏和巡视中发现的渗漏水、站内前期积水迅速开展排水、封堵，确保隐患及时消除。3.3防汛抢修能力提升3.3.1开展运维人员防汛应急通识教育加强运维人员防汛能力提升专项培训，确保在面临紧急情况时不慌不乱，保障人身、设备、物资安全。3.3.2培训专业防汛抢修柔性基干队伍定期对地下配电站开展防汛抢险模拟演练，提升班组及抢修队伍对防汛抢修的应急处置能力。3.3.3搭建防汛专项物资储备库并定期维保做好各类防汛物资及特种装备的储备，配置适用于地下配电站外部通道的中型排水方舱、大功率烘干机、大型应急照明等抢修装备，并派专人进行定期检查及更新。4“永临结合”地下配电站设计方案上文展开的配电站防汛分析以预防与监控为主，但实际上在极端恶劣天气情况下，地下站甚至地下区域存在全淹风险，导致地下配电站设备短期内无法恢复对用户的正常供电。基于在运地下配电站典设，提出一种在地下配电站全淹状况下快速恢复居民应急供电的“永临结合”地下配电站典型设计方案，为未来增量地下配电站的设计提供新方法、新思路。4.1典型地下配电站电气设备及网架结构本方案中的“永临结合”地下配电站设计方案以上海前滩地区投运的“一地上开关站，三地下配电站”（1K3P)典型电气结构为模板，设备信息见表3,充分考虑前滩地区区域内道路标高最低点低于最高历史内涝水位0.2 4m，存在内涝隐患的现状。相关站点信息及10 kV电系图见图1。站名站型仁耀铁狮开关站开关站晶耀名邸甲配电站晶耀名邸乙配电站晶耀名邸丙配电站62变压器容量/kVA2 30(站用变)280028002 800近一年配变最高负载率/%18.3025.8022.6010kV电系布置2进14出(2仓备用）2进8 出(2仓备用）2进8 出(2仓备用）2进8 出(2仓备用）是否地下站是是是张程，宫黛：地下配电站防汛能力提升策略研究现阶段10 kV电系图前3 7 甲仁耀铁狮甲前3 斤仁耀铁狮申前5 7 甲仁耀铁狮乙110kV前滩站前5 7 仁耀钱狮乙10kV仁耀铁狮开关站71晶耀名邸甲甲YJV-10-3X2401#站用变2#站用变！3OKVA3OKVA71仁耀铁狮甲10kV晶耀名邸甲街坊站21晶耀名邸乙甲22晶耀名邸乙乙YJV-10-3X240YJV-10-3X2401#配变2#配交800kVA800kVA21晶耀名邸甲甲10kV晶耀名邸乙街坊站23晶耀名邸丙甲24晶耀名邸丙乙YJV-10-3X240YJV-10-3X2401#配变。2 配变800kVA800kVAi23晶耀名邸乙甲10kV晶耀名邸丙街坊站72晶耀名邸甲乙YJV-10-3X24072仁耀铁狮乙22晶耀名邸甲乙24晶耀名邸乙乙1#配变800kVA800kVA图1“1K3P电系接线现状图4.2“永临结合”改造方案典型配置本文提出的“永临结合”的配电站改造方案充分考虑地下配电站受内涝灾害影响，短期内又难以恢复的情况，采取临时箱变快速组网方式恢复居民应急供电，在设计时基于以下几点原则进行：（1）临时组网阶段的箱变电源需利用原开关站与地下配电站之间的联络电缆，故要求开关站与第一级地下配电站之间的电缆必须在排管中敷设，确保10 kV进线电源可用。（2）需在适当位置设立工井，满足10 kV电缆改接要求。（3）用户侧须在第一级地下配电站上方地面预留2 座箱变基础，用于临时箱变的10 kV电源接入，该基础采用环境友好的隐蔽工程形式设立，为永久性设施。考虑到负载率情况，临时组网时可采用一台500kV箱变匹配一台站内配变形式如图2,除2 座第一级箱变采用永久基础外，其余4座箱变采用槽钢临时基础形式,同时箱变10 kV间联络电缆均采用明敷方式，如图3 所示。该方案所需装置性材料表如表4和表5 所示。（4）用户低压配电间须设置在地面一层，保障低压用户接入点不受水淹影响。（5）临时组网阶段用户端须做好负荷管理。2#配交63安徽电气工程职业技术学院学报前3 7 里仁耀铁狮甲前3 7 仁耀铁狮甲第二十八卷第二期临时方案10 kV电系图前5 7 甲仁耀铁狮乙前5 7 仁耀铁狮乙110kV前滩站10kV仁耀铁狮开关站71晶耀名郎甲甲YJV-10-3X2401#站用2#用效3OKV公BOKVAi7耀铁狮甲72仁耀铁狮乙500kVA500kVA1#箱变2#箱变21晶耀名邸乙甲22晶耀名邸乙乙YJV-10-3X240IYJV-11-3X24021晶耀名邸甲甲22晶耀名邸甲乙SOOkVAS0OkVA3#箱变4#箱变23晶耀名邸丙甲24晶耀名邸丙乙YJV-10-3X240YJV-10-3X24023晶耀名邸乙甲24晶耀名邸乙乙S0OkVAS00kVA5#箱变6#箱变图2临时组网形式的 1K3P电系接线图在此工井内将电缆开断，充长接入临时箱变内72晶耀名邸甲乙/YJV-10-3X240一临时箱变地平面10kV电缆地下排管箱变基础地下P站-1层地平面图3临时组网电缆走向示意图 64张程，宫黛：地下配电站防汛能力提升策略研究表4装置性材料表（10 kV电缆部分）图号(料号)材料名称500108317AC10 kV电力电缆,YJV,3240mm,22（双钢带铠装、聚氯乙烯护套），ZA（A 级阻燃）,无阻水500021060AC10kV电缆终端，3 2 40 mm，户内终端，冷缩，铜500067204AC10kV电缆中间接头3 2 40 mm，直通接头，绕包，铜表5 装置性材料表（0.4kV电缆部分）图号(料号)材料名称5001270560.38kV低压电力电缆，YJV，铜，42 40 mm,ZA（A 级阻燃），无铠装，普通99118034910.38kV低压户内终端17 7 9,418 5 mm4240mm,铜4.3其他问题本方案在实际应用中需协调以下三方面问题：（1）本方案要求小区内道路能够满足吊车、发电车等大型车辆通行需求，确保临时组网期间车辆通行顺畅。（2）本方案涉及到排管和工井的布置，与现有地下站在红线内进线电缆采取桥架为主的形式相悖，存在对小区绿化造成影响的隐患。（3）本方案中涉及大量明敷的高低压电缆，存在占道风险，临时组网期间可能会对居民的正常车辆出行造成影响。5结论本文分析了地下配电站在防汛工作上存在的典型问题,提出相应的防汛装备配置方案及管理提升措施，并提出一种“永临结合”的地下配电站设计方案及对应的抢修组网方案，以期改变当前极端状况下只能采取先抢修再复电的方式，为未来地下配电站防汛电气设计与运维提供新思路。参考文献：1陈祥喜,周文彬，蒋晓东.移动泵站在防汛抢险中的应用与管理 J.工程建设与设计,2 0 2 2（4)：223-226.2张朝辉,项华敏,王森，等.浅析10 kV配电设施的防台防汛安全措施 J.电力安全技术,2 0 17,19(3):9-11.3张政凯，宋静，宋佳.防汛码头变配电设计方案优选及其分析J.中国水能及电气化,2 0 16（5）：67-70.【4袁晓明，朱亚平.地下变电站给排水设计优化措施 J.华东电力,2 0 14,42（3：5 7 7-5 8 0.5张子云，陈利，刘建忠.汛期供电安全管理典型经验 J.中国电力教育，2 0 11（18）：43-45.数量2.2 km12套10套数量3.6 km48套责任编辑：张继影65