常寧220 kV變電站的豎向布置設(shè)計

柳燦，曾琰，陳可人

(湖南省電力勘測設(shè)計院，湖南長沙 410007）

常寧220 kV變電站的豎向布置設(shè)計

Changning 220 kV substation vertical layout

柳燦，曾琰，陳可人

(湖南省電力勘測設(shè)計院，湖南長沙 410007）

結(jié)合常寧220 kV變電站工程實例，為了盡可能地維持站址原貌，豎向設(shè)計采用放坡式布置，在建設(shè)環(huán)境友好型變電站方面進行了有益的探索。

環(huán)境友好型變電站;豎向設(shè)計放坡式布置;原始地貌布置;保護環(huán)境

變電站豎向布置的目的是要妥善解決總平面布置中各種具體地形地貌與工藝布置的關(guān)系，豎向設(shè)計一方面強調(diào)土石方綜合平衡，另一方面也強調(diào)位于山區(qū)、丘陵地區(qū)的變電站盡量避免深挖厚填〔1〕。

變電站的豎向設(shè)計常規(guī)采用平坡式或階梯式布置〔2〕，站區(qū)場地進行平整后再布置建構(gòu)筑物和電氣設(shè)備，而湖南省多屬丘陵地貌，變電站一般布置在山區(qū)或丘陵地區(qū)，按常規(guī)方法設(shè)計，對山體的破壞較大，給山體的穩(wěn)定帶來影響，對水土保持破壞較大，給環(huán)境造成影響。

隨著國網(wǎng)公司“兩型一化”變電站設(shè)計導(dǎo)則的發(fā)布〔3〕，變電站的設(shè)計更加強調(diào)生產(chǎn)活動對自然生態(tài)環(huán)境的影響，“兩型一化”變電站建設(shè)要以人為本，盡可能實現(xiàn)環(huán)境友好。常寧220 kV變電站的設(shè)計改變了傳統(tǒng)思路，強調(diào)保護環(huán)境，采用放坡式布置，減少了土石方的開挖，基本維持了站址原貌。

1 設(shè)計簡介

常寧變站址呈丘陵地貌，占地為一個大山包，中部高，四周低，自然地面高差較大，自然標(biāo)高約84.62～101.66 m，最大高差達 17.04 m，山坡上為油茶林，山坡下為旱土。

該變電站為常規(guī)戶外布置方案，結(jié)合電氣工藝，對同一總平面布置方案，在豎向設(shè)計上提出了常規(guī)布置及放坡式布置2種方案。

常規(guī)布置采用平坡式布置。由于站址地勢較高，自然地形坡度較大，為避免產(chǎn)生較高的挖、填方邊坡以及合理設(shè)計進站道路坡度，場地標(biāo)高擬定為95.6 m，這樣確定，進站道路坡度在6%以內(nèi)，場地土方挖填自然平衡，由于場地中間高四周低，站區(qū)邊界大部分為填方區(qū)，站區(qū)西北部、西側(cè)、南側(cè)形成了較深的填方區(qū)，最深處達8.0 m左右，支擋處理工程量比較大，站區(qū)西北部、西側(cè)、西南部較深的填方區(qū)需進行地基處理。

按常規(guī)豎向布置方法設(shè)計，場平、支擋及地基處理的費用較高，為了滿足國家電網(wǎng)公司提出的建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”變電站的要求，經(jīng)過充分研究站址地形，選擇一種與地形結(jié)合較好的豎向布置方式，以場地土方挖填自然平衡為前提，達到降低擋土墻高度，減少土石方量，方便地基處理，減少圍墻外護坡和占地面積的目的，對常規(guī)布置進行了豎向設(shè)計創(chuàng)新，形成具有本站特點的放坡布置。

結(jié)合總平面布置調(diào)整落點，將場地劃分為3個大的區(qū)域。220 kV配電裝置、110 kV配電裝置分別位于站區(qū)內(nèi)山包的東西向山坡，在進行豎向設(shè)計時，考慮沿垂直于母線方向放坡，這2部分順應(yīng)自然坡度設(shè)計成分別向東西方向放坡，中部區(qū)域的主變場地考慮到安裝運行的方便，設(shè)計為平坡布置。這樣，110 kV配電裝置西側(cè)場地基本平行于等高線，設(shè)計標(biāo)高定為自然地面標(biāo)高92.5 m，220 kV配電裝置東側(cè)場地設(shè)計標(biāo)高定為95.0 m，主變場地設(shè)計標(biāo)高定為98.25 m，全站場平設(shè)計標(biāo)高為90.7～98.25 m，與自然地面標(biāo)高相差不大，通過土方計算，綜合考慮土方挖填自然平衡，西側(cè)110 kV配電裝置區(qū)域順著自然地形向西以15.97%的坡度放坡，東側(cè)220 kV配電裝置區(qū)域順著自然地形向東以6.13%的坡度放坡，中部區(qū)域的主變場地為平坡，在東西向放坡的基礎(chǔ)上考慮靠南、北側(cè)36.0 m處分別向南北以5.0%的坡度放坡，放坡式布置如圖1。這樣的豎向布置比較符合原始地形地貌，挖方、填方工程量大大減少，填方區(qū)域最深處控制在4.5 m以內(nèi)，場地內(nèi)無需樁基處理，支擋處理工程量、地基處理工程量大大減少，經(jīng)濟效果非常明顯。

圖1 放坡式總平面布置

豎向布置在同一地形位置分別采用平坡式和放坡式布置，區(qū)域地形平面圖如圖2，通過站址區(qū)域的典型地表剖面圖 (如圖3)，可以看出，放坡式豎向設(shè)計標(biāo)高和地面等高線基本吻合，這樣布置對當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛驳钠茐慕抵磷畹?，盡量確保了站址周圍水土、植被不受影響，同時減少了占地面積，符合“兩型一化”導(dǎo)則要求。

圖2 站址區(qū)域地形平面圖

圖3 典型地表剖面圖

經(jīng)計算，2個方案的占地、土方、擋土墻、邊坡、地基處理等工程量見表1。

表1 豎向布置方案技術(shù)比較表

通過豎向布置設(shè)計的優(yōu)化，放坡布置在占地、土方、擋土墻、地基處理、護坡等工程量方面均有較大幅度的降低，比常規(guī)布置節(jié)省投資約225.88萬元，考慮由于場地放坡需特殊處理引起的工程量增加，此部分費用約為6.81萬元，實際節(jié)省投資約219萬元，經(jīng)濟效益非常明顯，本工程最終的豎向布置設(shè)計確定為順應(yīng)自然地形的放坡布置。圖4為建成后的常寧220 kV變電站。

圖4 建成后的常寧220 kV變電站

2 設(shè)計時需注意的問題

該變電站的豎向設(shè)計采用放坡式布置最大程度地利用了地形，節(jié)約了投資，但應(yīng)注意處理幾個問題:①建筑物及構(gòu)支架的布置，如何滿足帶電距離的要求。②場地排水的設(shè)計。③施工過程中水土的保持措施。④施工組織措施的編寫。⑤如何滿足運行維護要求。

在豎向設(shè)計采用放坡式布置的前提下，首要保證的是滿足電氣設(shè)備帶電距離的要求，結(jié)合地形特點，構(gòu)架受力及防雷等多方面的因素，調(diào)整了站內(nèi)構(gòu)架高度及導(dǎo)線型號，采取了一系列的創(chuàng)新設(shè)計，配電裝置構(gòu)架采用的是預(yù)應(yīng)力環(huán)形桿，為了保證配電裝置的母線和出線在一個高度上，采取了將構(gòu)架基礎(chǔ)設(shè)計成高杯口基礎(chǔ)形式，既保證了帶電距離要求，又使構(gòu)架根開一致，方便了施工。

采用放坡式布置的變電站要考慮雨水順應(yīng)地勢收集，沿站區(qū)圍墻內(nèi)側(cè)的四周設(shè)排水渠，盡量減小施工時降雨所帶走的泥沙對周邊環(huán)境的影響，在排水渠終點處設(shè)沉砂池，站內(nèi)雨水順暢地沿地形坡度流入四周排水渠，通過沉砂池處理后，排入站外雨水管。

因110 kV配電裝置的場地內(nèi)坡度近16%，考慮施工過程中降雨對坡面的沖刷，設(shè)計對施工過程中的水土保持提出了要求，“三通一平”施工時站區(qū)的表土全部剝離，為防止表土剝離后，裸露場地的水土流失，在裸露的空地采用防雨布臨時覆蓋。配電裝置區(qū)域及建筑物四周都存在空坪隙地，設(shè)計要求在這些空地進行一般綠化，減少施工期間的水土流失量。通過對水土保持監(jiān)測，坡面土壤侵蝕模數(shù)小于常規(guī)布置變電站坡面，減小了水土流失。

放坡式布置的變電站比常規(guī)平坡式布置的變電站施工會增加一些難度，變電站場平后形狀像一個山包，中間高，四周低。應(yīng)選擇塔式起重機作為主要機械，地面以上的運輸及構(gòu)件安裝均由起重機進行，這樣既可提高設(shè)備利用率，又可提高施工效率和加快進度。

為了滿足變電站建成后運行和維護要求，在坡度較大的道路加大了轉(zhuǎn)彎半徑和道路寬度，同時為了防止雨雪天氣道路濕滑影響，在東西坡度較大的道路設(shè)熱熔性標(biāo)線減速帶;配電裝置坡度較大的區(qū)域，為了防止溝蓋板起揭困難，與場地放坡方向平行的電纜溝的溝蓋板設(shè)置了定位裝置，使溝蓋板不會滑移;另外在溝蓋板表面預(yù)留了突出的小棱，以防行走在蓋板上打滑;操作小道在配電裝置場地坡度較大區(qū)域則設(shè)計成平臺型式。

3 結(jié)論

設(shè)計人員開拓思路，大膽創(chuàng)新，根據(jù)國家電網(wǎng)公司“兩型一化”變電站的設(shè)計理念，結(jié)合湖南省兩型社會建設(shè)方針力創(chuàng)環(huán)境友好型變電站，是全國首例依照站址原始地貌設(shè)計，以與自然和諧相處為原則建設(shè)的變電站，具有良好的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效應(yīng)。該變電站投產(chǎn)運行已經(jīng)1年，運行情況良好。

〔1〕DL/5056—2007變電站總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)程〔S〕.北京:中國電力出版社，2008.

〔2〕張玉珩，王永滋，譚魁悌.變電所所址選擇與總布置〔M〕.北京:水利電力出版社，1986.

〔3〕國家電網(wǎng)公司.“兩型一化”變電站設(shè)計建設(shè)導(dǎo)則〔S〕.2007.

TM621.9

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1008-0198(2014)02-0056-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.02.018

2013-11-20 改回日期:2013-12-29