1电磁场强
变电站站内变压器、母线、不同电压等级的配电装置以及其他电气设备在带电状态下均能产生电磁场强;变电站是输电线路的连接点，必定有进、出线路存在，输电线路也会产生工频电磁场。若以变电站围墙为界，则变电站外的工频电磁场是变电站及其进出线分别产生的影响的叠加。关于变电站电磁场强的影响，世界卫生组织通过研究认为极低频场引在人体组织中感应电场和电流而与组织相互作用，这是这些场作用的唯一已确认的机制;没有一致的证据表明，曝露于生活环境中的极低频场，会对生物分子(包括DNA)引起直接的伤害，迄今为止进行的动物实验结果表明:极低频场并不诱发或促进癌症;没有一个重要的委员会已经得出低水平的场确实存在健康危害的结论;并不认为在输电线和配电线周围极低频场的水平对健康有害。相对常规地上变电站，地下变电站更是具备了两个有利因素:一是建筑物的钢筋混凝土结构是良好的屏蔽措施。二是电气设备小型化，选用了带有金属罩壳的电气设备，也是良好的屏蔽措施。因此地下变电站电磁场强不会对环境产生明显影响。
2设备散热
地下变电站各电气设备在运行时或多或少都产生热量，尤其是主变压器和电抗器，也是变电站的主要散热设备。35kV、110kV地下变电站，若主变本体与散热器一体化布置时，变电站全部散热量将通过排风井排出，220kV以上电压等级地下变电站，主变一般采用分体布置型式，若采用水冷时，冷却塔将排出设备绝大部分热量，若采用自然冷却或强制风冷时，设备绝大部分热量则通过室外布置的散热器排除，部分热量则通过排风井排出。对于与地面建筑合建的地下变电站，排风风井需要结合地面建筑布置，大面积百叶有可能影响建筑立面和风格，且大量的设备散热也有可能对上部区域环境温度形成影响，设计时需要认真考虑。
3主要环保措施分析
从上述分析可以看出，与地面建筑合建的地下变电站环保关注的焦点主要集中在噪声及振动、废热排放两个方面。以下结合即墨变电站设计实例，对以上两方面分别分析。
3．1噪声和振动优化
即墨站主要噪声和振动设备主要为主变、电抗器、排风机房和冷却塔，针对不同的噪声源分别采取不同的措施。
3．1．1主变压器、电抗器降噪措施即墨站主变、电抗器在设备选型时，均选用低噪声的设备，从源头上控制设备噪声;设计时主变和电抗器均封闭在地下房间内，利用隔墙、楼板、覆土等多重措施进行封闭隔断，能够有很好的隔声效果;同时，结合主变和电抗器噪声频谱特性，在主变室和电抗器室内墙面敷设复合吸声结构，降低室内混响，进而削弱其对地面建筑和厂界噪声的影响。复合吸声结构实图和吸声性能曲线如图2所示，该吸声结构具有质轻、绝缘、阻燃、不蓄热的特点，用在主变室可获得6dB左右的降噪效果，用在电抗器可获得4dB左右的降噪效果。对于电抗器，本体产生的振动较强烈，振动传递给基础，再以弹性波的形式从基础沿围护结构传到其他房间，最终又以噪声的形式把能量传给了空气，对与之相邻的房间造成影响。在设计时考虑电抗器房间楼板与其他区域脱离开来，并将电抗器基础通过立柱直接传递至结构大底板，有效降低振动通过基础和围护结构的传递。同时采用弹簧隔振器基座，对电抗器进行有效的隔振设计，减振基座实图见图3。电抗器本体较重，设备上部带有圆柱形的油枕，且联管也不对称，所以需要进行严格的现场调试，详细记录每个弹簧隔振器的静态压缩高度并进行微量调节，要求做到在静态时，每个弹簧隔振器的静态压缩高度一致，充分发挥减振基座的减振效果。根据类似工程的实测数据，电抗器经隔振治理后，房间内噪声约有7dB的降幅。
3．1．2排风机房、风井降噪措施对于即墨变电站，排风机采用低噪声柜式离心风机，集中设置在排风机房内，设备散热量大，所选用的风机噪声值也较高，排风竖井和排风口均需结合地上建筑布置，与地面建筑办公用房距离较近，若不采取有效的降噪措施，将对上部办公环境产生不利影响，需要在设计时引起重视。因此，即墨站排风机房和风井在设计时采取了以下几项措施:选用低噪声的通风机;将排风出口尽量远离上部办公用房布置;在排风机房内采取吸声措施;风机出口管段设置管道消声器，进风竖井上设置片式消声器;排风出口百叶采用消声百叶;风机采用变频风机，并在电气设备间设置温度传感器，利用温度控制风机转速，最大程度的降低风机运行噪声。通过上述降噪措施，降低风机和风口噪声。
3．1．3冷却塔降噪措施即墨站位于城市中心区域，周边存在高层住宅，对噪声要求比较高。220kV主变和电抗器均采用水冷，共设置4台全封闭式冷却塔，置于屋顶。由于变电站电气设备全天候运行，要求冷却塔全天运行，这与一般民用冷却塔夜间停止运行有很大区别，若不采取优化措施，厂界噪声尤其是夜间，将会出现超标现象。因此，设计时考虑冷却塔所处屋顶局部下沉，即冷却塔设置在四层屋面，充分利用与周边区域的高度差对冷却塔噪声传播形成屏蔽。顶部设置装饰性檐口，对设备本体进行遮挡，防止对周边高层住宅形成“视觉污染”，可以取得良好的降噪效果。不光如此，在设备选择上也采取优化措施，选用低噪声的封闭式冷却塔，并根据设备负载率和室外气象条件分别选用干式、湿式、干湿混合工况的运行模式。在节约运行能耗的同时也能降低运行时产生的噪声。
3．2降低设备散热对周边的影响
即墨变电站220kV和110kV主变压器，最终规模为各布置三台，电气设备选择时考虑低损耗的主变，控制单台220kV主变空载加满载损耗在865kW左右，单台110kV主变空加满载损耗180kW左右。按此计算，主变、电抗器、加上其他电气设备热量，变电站总散热量仍相当大，若全部通过排风口排出，风口处温升明显，倘若夏季高温季节，主变又处于高负载状态，变电站热量对上部建筑及周边区域的影响将更为突出。因此设计时，考虑220kV主变采用水冷，通过冷却塔带走220kV主变和电抗器绝大部分热量，并将冷却塔布置在屋顶，设备散热直接排至地面建筑上空，避免了对上部建筑区域的影响。110kV主变和其他电气设备散热量则通过通风降温排至室外。由于布置条件限制，排风口的位置需结合上部建筑布置，设计时尽量避免直接开设在上部建筑办公用房的正下部，防止风口排出的热量上升后影响上部房间。通过上述措施的采用，尽量降低设备散热对上部建筑的影响，为上部办公人员创造一个适宜的办公环境。
4结语
与地面建筑合建的地下变电站，在国内外尚不多见，变电站设备噪声及振动、散热、电磁场强等问题相对常规变电站要求更高，需要在设计时采取切实可行的措施降低其影响。本文结合220kV即墨变电站的设计实例进行分析，认为在采取了相关的降噪和减振措施后，地下变电站设备噪声和振动对周边环境和上部建筑的影响能够得到很好的控制;通过优化选型及相应的布置优化，设备散热问题也不会对上部建筑产生较大影响。可以说，与地面建筑合建的地下变电站在环保上不存在难以控制和克服的难处，采取相关的措施后，是能够满足厂界环保要求并为上部建筑创造一个适宜的环境的。
作者：朱宏声 邬振武 李宾皑 王斌 单位：上海电力设计院有限公司 国网上海市电力公司
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