基于物元模型的地下变电站安全风险评价

基于物元模型的地下变电站安全风险评价体系研究摘要：本文通过对当今地下变电站工程安全风险现状的分析，高度概括了地下变电站所面临的诸多安全隐患，提出了构建以物元模型基础的地下变电站安全风险评价体系。首先我们概括了地下变电站工程的定义，分析了地下变电站工程项目的特点。其次我们分析了国内外地下变电站工程的现状以及地下变电站发生的安全事故，了解了地下变电站工程安全风识别的原则、方法、基本流程。再次，我们学习了物元理论基本原理，确定了地下变电站工程安全风险等级的物元集合以及评价地下变电站工程关于各风险等级的关联度，进一步将物元理论应用到地下变电站安全隐患的分析以及风险等级量化之中，提出了构建基于物元模型基础上的地下变电站工程安全风险评价指标体系的设想。接下来我们进行了地下变电站工程物元模型的应用实例分析，运用物元理论，建立了该地下变电站安全评价的物元模型，这个模型以定量数值表示道路交通安全状况属于某等级的程度大小，并且提出了地下变电站工程安全风险应对策略措施。通过对基于物元模型的地下变电站安全风险评价体系课题的深入研究，能过提高地下变电站的安全性能，为企业和政府提供了一种解决了问题的捷径，同时也为政府、行业在制定法规与行业准则是提供了依据。关键词：地下变电站；物元模型；安全风险评价Safetyriskassessmentresearchforundergroundsubstationbasedonmatter-elementmodelAbstract:Thisarticlethroughtotheundergroundsubstationprojectsafetyrisktheanalysisofthepresentsituationinthehighlygeneralizationundergroundsubstationoffacingmanypotentialsafetyproblems,putforwardtheconstructiontothematter-elementmodelofundergroundsubstationbasedsecurityriskevaluationsystem.Firstwesummarizedthedefinitionofundergroundsubstationproject,thispaperanalyzesthecharacteristicsoftheengineeringprojectundergroundsubstation.Nextweanalyzedthepresentsituationofdomesticandforeignundergroundsubstationprojectandthesafetyaccidentshappenedundergroundsubstation,understandingoftheundergroundsubstationprojectsafetywindidentificationoftheprinciples,methods,basicprocess.Again,westudythebasicprincipleofthematter-elementtheory,determinedtheundergroundsubstationprojectsafetyrisklevelsofmatter-elementcollectionsandundergroundsubstationprojectevaluationabouttheriskrankcorrelation,furtherthematter-elementtheoryisappliedtotheanalysisoftheundergroundsubstationsecurityhiddendangerandrisklevelofquantification,putforwardtheconstructionbasedonthematter-elementmodelonthebasisoftheundergroundsubstationprojectsafetyriskevaluationindexsystemofideas.Nextweconductedanundergroundsubstationprojectmatter-elementmodelusingtheexampleanalysis,usingmatter-elementtheory,establishtheundergroundsubstationsafetyassessmentofthematter-elementmodel,thismodeltoquantitativenumericalsaidroadtrafficsafetyconditionsonthelevelofthebelongstoadegreesize,andputforwardtheundergroundsubstationprojectsafetyriskstrategymeasures.Throughthesafetyriskassessmentresearchforundergroundsubstationbasedonmatterelementmodelofsubjectresearch,canimprovethesafetyperformanceoftheundergroundsubstation,fortheenterpriseandthegovernmentprovidesthesolutiontotheproblem,butalsoforthegovernment,theindustryinregulationsandindustryrulesistoprovidethebasis.Keywords:Undergroundsubstation；Matter-elementmodel；Safetyriskassessment绪论随着城市规模的不断扩大和城市经济的不断向前发展，必然引起城市用电负荷迅猛增长，之前的变电站布点已经不能满足城市用电负荷的需求，再加之城市土地资源的稀缺性，这两点要求我们投入更多的资金建设更高密度的地下变电站以满足城市用电的需求，地下变电站的大面积建设意味着我们将面临地下变电站安全风险的严峻的考验。据统计，2015年全社会用电量将达6.3万亿千瓦时，最大负荷将至10.1亿千瓦，“十二五”期间年均增长率分别为8.6%和8.9%，今后20年，我国电力需求将持续增长，新增电量将达6.2万亿千瓦时，新增负荷将达10.7亿千瓦。十二五期间国家电网计划建设连接中国大型能源基地和主要负荷中心、“三纵三横”结构的特高压骨干网站，打造高度智能化的输配电网络，建设110千伏及以上智能变电站6100座。从实际情况来看，我国的地下变电站工程安全风险评价的认识与西方国家相比经验不足，在行业规范和标准方面还有一定的差距，需要进一步改善和提高。在地下变电站安全风险评价上，企业仍然面临诸多的难题。在地下变电站大量建设时期，我们应该科学的分析和总结地下变电站的安全风险评价现状，将理论与实践相结合建立一套完善的地下变电站安全风险评价体系，进一步推动社会主义新秩序的完善发展。做好地下变电站安全风险评价的工作，可以有效加强和完善地下变电站安全风险评价体系建设，有利于地下变电站项目参与单位为社会大众提供优质的电力服务，也是符合我国社会主义所倡导的可持续发展的基本原则。地下变电站安全风险评价体系是保障人民生命和财产的重要环节，我们应该应进一步加强安全管理，进一步提高设施安全、设备现代化，进一步加大安全监管力度，更好地维护和完善社会主义市场新秩序。本文试图建立，以物元模型为基础的地下变电站安全风险评价体系，从而能够为企业和政府建设地下变电站工程提供一条减少人员和财产损失的新思路。1.地下变电站工程地下变电站是电力系统的一部分，其功能是变换电压等级、汇集配送电能，这个系统主要包括线路开关设备、母线、变压器、建筑物及电力系统安全和控制所需的设施，地下变电站是将高压配电装置、主变压器和主控制室等主要设施布置在地下，这是与一般的地上变电站不同的。21世纪以来国民经济水平高速增长的背景下，城市规模的不断扩大，许多大城市正在进行跨越式的经济大发展和更多的基础工程建设，城区尤其是中心城区，地下变电站的建设也面临诸多新的变化。1)随着城市用电负荷的迅猛增涨，更由于负荷密度的加速增长，，过去的变电站布局已经不能满足当今城区用电负荷需求，这将意味着需要建设更多的站点覆盖各供电区域。2)城市土地资源的日趋稀缺以及变电站选址工作难度逐年递增，这导致即使有可用地块，但是往往也会常常因为面积非常小或者不规整，而进一步增大建设的难度。3)由于城区土地资源越来越稀缺，地下变电站选址也面临着拆迁等工作，然而拆迁成本很高，进一步加大了拆迁的难度，选址代价可能远远高于建设变电站本体，导致变电站的造价进一步上升。4)地下变电站选址一般在中心城区，这是因为用电负荷主要集中在中心城区，但是中心城区往往为繁华的商业用地，商业价值明显，在土地资源非常有限和宝贵的情况下，仅仅开发建造1座几层的地下变电站，土地资源就不能发挥它的最大机会成本，就会产生极大的浪费，所以这就需要我们综合去衡量利与弊，从而做出正确的选择。5)中心城区地下变电站对防爆、防火、防噪声以及与周围环境相适应的要求特别高。由于外部条件的时刻变化，即使是现在运行的地下变电站也不能完全满足综合性的要求，因此对变电站进行设计时，就需要全面衡量各个方面，借鉴国内外大城市建设地下变电站的先进经验。在地下建设变电站，地面上可做其他工程项目开发，这样就可以充分利用土地资源，成为目前解决问题的现实方案。1.1地下变电站工程的特点地下变电站的这些特点决定了其安全风险（1）地下变电站工程的特殊性，室内机构设计复杂，导致方位辨认困难大。地下变电站由进出口、洞室和通道等部分组成，与外面连接的通道少且面积狭小，洞室按照不同的安装设备大小进行分室，且每层的洞室较多，大型机械设备进入室内有一定的困难。（2）地下变电站空间多封闭，很难拥有良好的自然采光和通风，这就需要空调和照明等辅助系统，这些系统运行的情况影响着电气设备能否安全运行以及室内工作人员的健康与安全。（3）无油化设备应用多。地下变电站大量采用无油化设备，目的是为了简化消防系统，减少火灾的风险，减少易燃、易爆危险源。1.2国内外地下变电站工程现状国内，到现在为止，地下变电站工程主要集中在发达的大城市比如，北京、上海，广东，北京1969年东城35kV战备用地下变电站建成投运，1989年国贸110kv地下变电站投运，从1996年开始，新东安、神路街、广安门、白家庄、航华、苏州街等18座110kV地下变电站相继建成投运，相继建立了位于王府井东方广场地下的王府井220kv变电站。此后，西大望半地下变电站、朝阳门全地下变电站相继建成投运。根据调查资料，除上述省市外，国内有许多城市正在建设全地下或半地下变电站，如呼和浩特、天津等。国外，日本先后在雨龙、水上、须田贝、今市等地建起了二十几座地下变电站，在新宿、九段等地区建设了十几座地下变电站，收到了良好的经济效益。现在欧洲、美国等国家也建立了多处地下原子能变电站，地下变电站的建设正在对电网的完善起着重要的作用。1.2.1国内外地下变电站主要布置类型（1）全部在地下的变电站形式所谓的全部地下变电站形式是指主要设备集中在地下安置，例如，主变压器以及全部电气设备内置在地下，通风口以及人员出入通道主要安置在地上，以及有可能布置于地上的大型主变压器的冷却设备或者主控制室等。全地下变电站由主要分为两种，一种是独立的，一种是与其他建筑辅助的，由于全地下变电站地下建筑较深，与半地下形式相比，从设计、建设的难度加大，运行维护条件困难，但是对外部条件响应较好。从地下变电站历史运行的情况来看，全地下变电站的综合效果特别是社会效应更理想，所以近几年来主要建设全地下形式。（2）部分在地下的变电