摘要：調相機是向電力系統(tǒng)提供或吸收無功功率的同步電機，為了保證國家電網(wǎng)供電安全，近年來國家電網(wǎng)公司在骨干電網(wǎng)中的換流站或變電站中，新建了一批調相機工程。調相機主廠房是調相機工程的核心廠房，為此，基于調相機主廠房的建筑設計特點，結合工程設計中的實際經驗，對調相機主廠房的建筑設計要點和需注意的事項進行了論述，供相關設計人員參考。

關鍵詞：電力;調相機;主廠房;建筑設計

0 引言

近年來為了保證國家供電安全，我國開始在換流站加裝調相機。調相機是向電力系統(tǒng)提供或吸收無功功率的同步電機，具備雙向無功調節(jié)能力，有助于直流功率的快速恢復和系統(tǒng)穩(wěn)定，有助于系統(tǒng)出現(xiàn)故障后電壓的快速恢復，增強受端交流系統(tǒng)對直流的支撐能力[1]。為此，國家電網(wǎng)公司在骨干電網(wǎng)中的換流站或變電站中，加建了一批調相機工程。調相機主廠房是調相機工程的核心廠房，作為新生的電力工程建筑物類型，目前沒有專門的規(guī)程規(guī)范指導此類廠房的設計。本文主要基于調相機主廠房的建筑設計特點，結合工程設計中的實際經驗，對調相機主廠房的建筑設計要點以及需注意的事項進行探討。

1 工程概況

調相機站分為主廠房和水處理兩大區(qū)域，主廠房區(qū)域包含主廠房、變壓器及配電裝置、事故油池;水處理區(qū)域包含機力通風冷卻塔、循環(huán)水泵房和工業(yè)水池。調相機主廠房為工程建設核心，位于廠區(qū)中部。

調相機主廠房是服務于調相機設備的工業(yè)廠房，目前已建和在建的調相機主廠房均為兩層鋼筋混凝土結構的多層廠房。調相機主廠房原則上是無人值守的廠房，不設置生活上下水系統(tǒng)，操作員站與換流站合并布置。

2 調相機主廠房平面布置

調相機主廠房按工藝流程主要包括汽機專業(yè)的調相機房，電氣專業(yè)的配電間、勵磁小室、變頻啟動設備間、蓄電池室，熱控專業(yè)的電子間、工程師室，消防專業(yè)的消防鋼瓶間、雨淋閥室，化水專業(yè)的除鹽水制備區(qū)域等。在進行平面布置時，根據(jù)相關工藝專業(yè)的布置要求，結合安全疏散、勞動保護等相關國家及行業(yè)標準、規(guī)范要求進行建筑設計，將主廠房各部分組合成有機整體，合理組織水平和垂直交通聯(lián)系部分，兼顧廠房的自然采光和通風需求。

調相機主廠房縱向跨距為10 m，兩臺機調相機工程縱向共有7個跨，縱向總長70 m;四臺機調相機工程縱向共有14個跨，縱向總長約140 m。橫向為三列柱兩跨，橫向總長23 m。主廠房共設2層：±0 m層、5 m運轉層。前期已建調相機工程運轉層樓面標高均為4.5 m，運行后出現(xiàn)底層結構梁處通行高度過低問題，從浙江兩臺機調相機工程開始，運轉層的樓面標高都提高到5 m。屋面標高約為18.50 m。每兩臺調相機間設檢修場地，檢修場一側的卷簾門尺寸滿足設備進行檢修時進出廠房的需要，在卷簾門附近單獨設置供人員出入的鋼質疏散門。

3 調相機主廠房建筑設計需注意的事項

3.1? ? 調相機主廠房的火災危險性分類

調相機主廠房是新生的電力工程建筑物類型，目前電力行業(yè)規(guī)程規(guī)范中無此建筑的專門定義，在設計審查和審圖過程中發(fā)生過對建筑物火災危險性分類的疑惑和分歧。

按其使用性質，調相機廠房內有很多配電間，在建筑物分類上可歸類為屋內配電裝置樓，因其廠房內每臺設備充油量小于60 kg，按《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》（GB 50229）的要求，其火災危險性分類為丁類，耐火等級為二級。按主要設備的性質，調相機與汽輪機類似，按《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》（GB 50229）的要求，汽機房的火災危險性分類也是丁類，耐火等級為二級。故綜合考慮，將調相機廠房的火災危險性分類定義為丁類，耐火等級為二級。

3.2? ? 調相機主廠房的防火設計

根據(jù)《建筑內部裝修設計防火規(guī)范》（GB 50222—2017）第4.0.9條規(guī)定：“消防水泵房、機械加壓送風排煙機房、固定滅火系統(tǒng)鋼瓶間、配電室、變壓器室、發(fā)電機房、儲油間、通風和空調機房等，其內部所有裝修均應采用A級裝修材料。”調相機主廠房使用性質類似配電室和發(fā)電機房，因此在設計中內部所有裝修均都采用了A級裝修材料。其中比較特別的是建筑樓地面面層材料，電力行業(yè)工業(yè)廠房中通常采用環(huán)氧自流平樓地面做法，但普通的油性環(huán)氧自流平面層的燃燒等級只能達到B1級，不符合現(xiàn)行防火規(guī)范的要求。經調研，調相機工程設計中采用了水性環(huán)氧自流平作為主要的樓地面面層材料，此種材料的燃燒等級可達到A級，同時無有機揮發(fā)物，涂層耐磨性好，符合防火、環(huán)保、耐久等要求。

3.3? ? 通風采光設計

按《火力發(fā)電廠建筑設計規(guī)程》（DL/T 5094—2012）第5.2.6條要求：“配電間宜采用固定窗，并宜防止陽光直射室內?！睋?jù)此，在最初的調相機工程審查時，審查專家參考此條規(guī)范，建議調相機主廠房采用固定窗。待首批調相機主廠房建成后，運行單位在生產實際中發(fā)現(xiàn)，主廠房內的設備工作時產生大量的熱量，僅依靠暖通空調設備不足以降溫，因此要求主廠房的外墻固定窗都改為可開啟外窗。在之后的調相機工程建筑設計中，都將主廠房的外墻開窗設計為可開啟外窗。

3.4? ? 電磁屏蔽設計

高頻電路工作時，會向外輻射電磁波，對鄰近的其他設備產生干擾。換流站中緊鄰閥廳的控制樓，一般會進行電磁屏蔽設計。調相機主廠房距閥廳較遠，是否采用電磁屏蔽設計無先例可循。為穩(wěn)妥起見，在調相機主廠房設計中進行了屏蔽設計。最初的調相機主廠房的屏蔽設計方案，是對整個主廠房進行屏蔽處理，采用了壓型鋼板外墻屏蔽和外墻固定窗鍍屏蔽膜的措施。后因外墻固定窗因通風要求修改成了可開啟外窗，此方案失去了實際意義。經設計院和業(yè)主單位分析討論，決定僅對有屏柜的電子間進行屏蔽設計。房間做六面體屏蔽，用？準3 mm、20 mm×20 mm網(wǎng)格大小的鍍鋅焊接鋼絲屏蔽網(wǎng)固定在頂棚底面、內墻面和地面或樓面，六面屏蔽網(wǎng)點焊為一個整體。內墻鋪屏蔽鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)格大小30 mm×30 mm，？準3 mm，采用機械噴涂M15水泥砂漿進行粘貼。

3.5? ? 蓄電池室的防爆設計

蓄電池有爆炸危險性，應防止事故時蓄電池組的酸氣、氫氣泄漏，如果酸氣、氫氣在室內集聚，勢必危害人員安全、腐蝕設備或造成其他危險。尤其調相機主廠房是無人值守廠房，更應多加注意。

根據(jù)《電力工程直流電源系統(tǒng)設計技術規(guī)程》（DL/T 5044—2014）第8.1.3條規(guī)定：“蓄電池室頂棚宜做成平頂，不應吊天棚，也不宜采用折板或槽型天花板?！睋?jù)此，為防止酸氣、氫氣在室內頂部集聚，調相機工程的蓄電池室都不設吊頂，在室內最高處設置排風口，將酸氣、氫氣從房間內排出。工程實際中，蓄電池室頂棚可采用如下4種做法（圖1）：方法一，當蓄電池室上方無房間時，將蓄電池室房間內的次梁全部上翻;方法二，蓄電池室上方有其他房間時，上部房間樓板降板，樓板上次梁上翻，并用輕質混凝土填充空隙;方法三，無論蓄電池室上方有無房間，取消蓄電池室上部樓板或屋面板的次梁，加厚樓板或屋面板;方法四，保留蓄電池室頂棚結構板處次梁，次梁處預埋風管。同時，為降低酸氣、氫氣集聚的可能，需將蓄電池室內部墻體與框架梁齊平，減少頂棚處轉折面。

4 結語

調相機主廠房是新生的電力工程建筑物類型，具有固有特性，完善此類建筑的設計是一個復雜的過程，應從實際入手，對調相機主廠房進行合理有效的設計。筆者建議盡快制定調相機主廠房的行業(yè)標準，明確其建筑物類型、火災危險性等級和主要設計原則。

[參考文獻]

[1] 王雅婷，張一馳，周勤勇，等.新一代大容量調相機在電網(wǎng)中的應用研究[J].電網(wǎng)技術，2016，41（1）：22-28.

收稿日期：2020-03-30

作者簡介：苗浩然（1985—），男，吉林人，工程師，研究方向：電力工程建筑設計。