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變電站土建工程設計方案的優化論文
【摘要】變電站建設土建工程設計方案，對于整體工程的后續施工規劃來說是至關重要的依據。本文針對變電站的土建設計的幾個方面進行了總結，并提出優化意見，結合工程實際，闡述了各個階段的主要設計內容，以供參考�！娟P鍵詞】變電站；土建工程；設計方案
【中圖分類號】TM63【文獻標識碼】A【文章編號】2095-2066（2015）32-0020-02
作者簡介：余繼興（1980-），男，工程師，碩士，主要從事變電工程土建設計工作
1引言
我國當前使用的傳統變電站逐漸難以滿足不斷發展的用電需求，必須通過必要的改進、升級和重建。變電站的土建設計較為復雜，需要重視施工前的設計階段工作，其中包括前期地址選擇、可行性研究、初步設計以及具體施工圖設計等，注意考慮到防火、防噪音等特殊因素，才能為后期的變電站建設提供基本保證。
2變電站土建工程設計方案要點
2.1選址階段
變電站的設計目標是為了解決電力的供應問題而建設的，因此變電站的位置必須靠近負荷中心，但是在實際的操作過程中，往往會存在許多因素在左右著變電站的選址，是需要進行慎重考慮的。
�。�1）從保護耕地的基本國策出發，變電站的位置不宜占用農田，特別是那種經濟效益好的良田，而應該選用荒地或者是土質不好的劣地。
（2）從城鎮化建設的大局進行出發，變電站的位置應該盡量避免與城市的規劃建設相沖突，并且應該注意要避開在規劃中的主要的交通干道例如高速公路以及高鐵線路等。
�。�3）從保障安全上講，變電站的位置周邊最好不要有軍用設置。通信設施等敏感的設備。另外還應該遠離風景區、陵園等等。因為容易對這些地方造成環境影響。
�。�4）變電站建設作為一項大的工程，因此會涉及很多類大型的設備，所以變電站的位置所處的交通狀況應該良好。
（5）為了減少一些不可抗力因素的襲擾，變電站的位置應該避開不良地質構造帶以及礦產開采的地帶和地勢低洼處。
（6）變電站的位置綜合考慮出線條件，出線應該避開大跨越、穿越人口密集區以及線路的交叉和觀景走廊等情況的出現。
2.2土建設計方案可行性研究
對于變電站土建工程設方案的可行性研究，主要可以從以下幾個方面著手：
�。�1）工程占地面積設計。由電氣專業根據系統要求確定主變容量、臺數以及出線回數。在此基礎上，合理布置各建構筑物單元，使變電站內不同電壓等級配電裝置場地、主變場地、電容電抗器場地、控制室以及高壓室在滿足功能及規范規定的間距要求下，盡可能緊湊；合理組織交通。根據不同電壓等級變電站布置主變運輸道路，消防環道，相間道路等，盡量減少道路用地面積。一般主變布置在站區中央，主控室布置在站區中部靠近大門位置，高、低電壓等級配電裝置場地分列于站區兩側，高壓室及站用變與主變相鄰布置，電容電抗器、消防間、事故油池布置在主變周邊，當主變之間或主變與其他建構筑物間距不滿足防火要求時，可用防火墻將其隔開。
�。�2）施工位置選擇設計。位置選擇需要全面綜合考慮，不僅要考慮負荷量，網絡結構還要考慮征地情況，城鄉規劃。要做到減少土石方量，盡量不占經濟效益較高的土地，而占用荒地或坡地。要做到盡量配合規劃部門和城鄉管理部門的統一規劃，避免相互交叉的架空線路。此外，站址要靠近負荷中心，且要方便利用一些基礎設施，地勢平坦利于運輸。
�。�3）地下情況處理方案。設計方案的可行性研究中，還需要了解建設變電站位置的地下情況，如果地下存在防空洞、滑坡、要塞管道或回填區等，應當盡量避開。例如：某縣變電站，在對選址處進行可行性研究時，發現地下是雜土回填區，以前發生過坍塌，不僅如此地下還深埋著主要污水管道，因為要解決這些問題所需要的費用遠遠超出預算，最終決定另尋合適的地址。
2.3初步設計階段
變電站土建的設計階段主要有以下幾個要點。
2.3.1變電站的布置設計
�。�1）總平面布置對于工程的總平面布置，需要依照國家相關規定，遵循電力系統的規程，優化周邊道路運輸，著力于引接、進出線位置，關注安全距離，對已確認規模的建筑物進行合理安排，盡可能少占平面用地。（2）豎向布置變電站豎向布置可采用平坡式或階梯式，平坡式布置能較便捷地布置個建構筑物單元，便于道路的布置及排水的組織，并能減少圍墻內的占地面積。階梯式布置相比較于平坡式布置，能減少站區總用地、土方、邊坡擋墻、地基處理的工程量。當站址原始地形較平緩時，優先考慮平坡式布置。當站址原始地形高差較大，可考慮階梯式布置，以減少變電站的總投資。
2.3.2建筑結構設計
�、俳ㄖ踩栽O計。如果想要保證土建構件安全性，需要嚴格地規定結構荷載量，認真確定材料強度、荷載分項系數大小等，另外還要求保證標準荷載下具備的安全度；②建筑的牢固性設計。要求建筑在發生局部破損時不會引發大面積坍塌，來減小災難損失；③建筑的耐久性設計。要使建筑能夠在荷載壓力作用下，能夠持久耐用，尤其是在應對混凝土的腐蝕的情況，更要做到較大的耐用性。
2.3.3施工圖紙設計階段
施工圖紙的設計是十分復雜的因為其專業的交叉多，因此必須處理好結構、給排水、建筑以及暖通之間的交界處的矛盾，為此應該注意以下的要點：①制定不同專業之間資料的交互制度，從而促進專業之間能夠有效的溝通；②使用標準化的設計，從而使得設計風格相對固定；③制定信息反饋制度，能夠及時的收集到工程中的問題并且不斷的完善標準設計；④對總平面的布置以及主要建筑物的平面布置圖應堅決執行會審制度，從而防止重大失誤的出現。
3變電站土建設計方案的優化案例分析
3.1變電站土建部分工程概況分析
某110kV變電站的建設，考慮到供電范圍主要是建設片區的工廠、企業等的用電需求，因此，該站址的選擇應當滿足位于負荷中心的基本要求；另外，需要與周邊的其他110kV變電站遙相呼應，從而在滿足分區供電規劃要求的同時，實現變電站之間10kV配電網絡的聯絡及轉供電，大大提高該地區的供電可靠性。
3.2土建部分方案優化研究
根據該變電站對于站址的總體規劃，以及對電氣工藝的具體要求，決定采用半戶內型的布置設計方案，其中的110kV設備采用GIS設備為本站主推薦方案。
3.2.1建筑分析
①功能布置設計。工程中的變配電裝置樓，其總面積約為1040.0m2。一層的建筑面積550.0m2，層高5.0m，布置l0kV配電裝置室，電容器室，安全工具間，消防器材間，警衛室等；二層建筑面積490.0m2，層高4.0m，布置二次設備室，接地變室，備品備件室，110kVGIS配電室（該室層高8.1m）；②建筑裝飾配電裝置樓屋面采用平屋面，防水等級為二級，一道2厚聚氨醋防水涂膜，一層3厚高分子防水卷材，并做保溫隔熱層；③門窗除衛生間采用鋁合金門外，其余房間均采用乙級鋼質防火門或變壓器室鋼門窗戶均采用鋁合金窗，靠內側安裝，玻璃為無色浮法中空玻璃（5+9+5mm）；④一層窗戶設鋼護窗。
3.2.2結構分析
對于該建筑結構的擬建場地，設計其具備的抗震設防烈度達到Ⅶ度，并設計建筑場地類別屬二類，場地特征周期為0.40s，主控配電樓為地上2層鋼筋混凝土框架結構柱網尺寸以10m×5.4m，5m×5.4m為主，跨度滿足電氣工藝要求。對于地基基礎的設計，在場地的西半段，利用天然地基，運用粉質粘土作為持力層東半段主控樓、消防水池及水泵房、避雷針下部采用粉質粘土換填，換填深度3m，分層壓買，壓買系數不小于0.94綜合考慮各種因素，優先選用方案主控配電樓采用柱下獨立基礎，基礎埋深約2m，以天然地基為持力層。
3.3具體設計要點
3.3.1通風空調設計
不經常有人值班的空調房相關設計，需要依據《火力發電廠采暖通風與空氣調節技術規程》（DL/T5035-2006）要求，夏季計算溫度不宜高于32℃，屋內配電裝置的夏季室溫不宜超過40℃，變壓器室室溫不超過45℃，電抗器室室溫不超過55℃通風設備應符合《公用建筑節能設計標準》（GB50189-2005）。
3.3.2給排水分析
�、俳o水系統。采用打井取水作為供水水源，水質需滿足現行國家標準《生活飲用水衛生標準》的規定，本變電站日常用水僅為值班室生活用水，最大日用水量按3.0t考慮，室外消防用水量不小于25L/s，室內消防用水量不小于10L/s。工藝流程采用生活用水：打井取地下水-水泵-屋頂水箱-生活用水點消防用水；打井取地下水-消防水池-水泵-用水點；②排水系統。站區排水采用雨污分流，雨水通過雨水口和雨水管道收集后，排入市政雨水管；生活污水通過污水排水管道收集至化糞池，再接入市政污水管；③排油系統。工程最終規模安裝3臺50MVA主變壓器，單臺主變參考油量18t，在站區西側設置一座容量為15m3的油水分離式鋼筋混凝土結構事故貯油池，主變油坑用DN150鍍鋅鋼管與貯油池聯接，貯油池的放空和清淤臨時用潛水泵抽吸，事故油經油水分離后回收。
3.3.3防火設計
為主控配電樓設計設置一套火災自動報警系統。另外，所有孔洞進行防火封堵，擬采用防火板及防火堵泥等材料室內外消防用水量總和不小于35L/s，利用打井取水作為消防水源，在站內東側設消防水池貯水。根據規范要求，火災持續時間按3h考慮，設置有效容積378m3消防水池，室外消防用水配備一組消防泵與穩壓泵，設置2個室外消火栓（型號SS100/65~1.6），形成環網；室內設環狀消防管網，從室內消防泵引出，配電樓屋頂設6m3水箱供室內火災前10min的消防用水量�；瘜W滅火器擬采用磷酸按鹽手提式干粉滅火器消防。因是無人值班，為便于監測，及時發現火情，建筑物內均設置火災探測器，并將信號送至地調及警衛室，警衛室內設置一臺火災報警器，發生火警時，由門衛負責操作滅火裝置。火災報警器應符合現行國家標準《建筑滅火器配置設計規范》（GB50140-2005）及《火力發電廠與變電所設計防火規范》（GB50229-2006）的規定。
4結語
變電站在社會基礎建設工程中，占據非常重要的地位，是將電能輸送給用戶的最重要媒介，因此，變電站的土建工程質量控制非常重要，并且直接影響到我國的電網安全。因此，需進一步加強變電站土建的設計工作，在設計環節全面考慮到工程建設所可能涉及的要點和影響因素，為后續的變電站施工提供最基本的保障和重要參考。
參考文獻
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[3]鄒勝友.關于變電站土建設計與施工技術的探討[J].通訊世界，2014（11）：55~56.收稿日期：2015-10-5
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