變電站土建設計方案優(yōu)化探討

力曉偉

（國網(wǎng)山西省電力公司大同經(jīng)濟技術(shù)研究所，山西 大同 037008）

變電站土建設計方案優(yōu)化探討

力曉偉

（國網(wǎng)山西省電力公司大同經(jīng)濟技術(shù)研究所，山西 大同 037008）

變電站作為電網(wǎng)建設的重要組成部分，一直都是設計施工的要點，尤其是現(xiàn)在電網(wǎng)中應用的設備類型與種類更多，需要注意的事項也就更多。尤其是在對變電站土建進行設計時，需要基于實際需求進行綜合分析，確保可以完全滿足電氣設備安裝與運行需求，提高變電站整體運行的安全性與穩(wěn)定性，為提高電網(wǎng)供電質(zhì)量打好基礎。文章基于變電站運行需求，對其土建設計要點進行了簡要分析。

變電站；土建工程；方案設計

變電站作為電網(wǎng)系統(tǒng)建設要點，傳統(tǒng)變電站已經(jīng)逐漸不能滿足發(fā)展要求，需要在現(xiàn)有基礎上進行改造、升級或重建?；谧冸娬具\行特點，所需電氣設備種類眾多，且很容易受外界因素干擾，這樣在進行土建設計時，除了要滿足基礎功能需求外，還應針對所有電氣設備運行需求進行綜合分析，做好合理選址，以及各細節(jié)控制，降低各項因素對設備運行的影響，從根本上來提高變電站建設綜合效果。

1　變電站土建設計要求

變電站多建設在野外環(huán)境，受外部因素影響比較大，如果土建項目設計不合理，再加上施工作業(yè)管理不規(guī)范，很容易會對內(nèi)部電氣設備運行狀態(tài)產(chǎn)生影響。隨著電網(wǎng)建設日益完善，為保證滿足電網(wǎng)運行需求，變電站數(shù)量在不斷增多，就現(xiàn)狀來看部分現(xiàn)存變電站，受技術(shù)與理念等因素限制，已經(jīng)逐漸不能滿足現(xiàn)狀要求，運行過程中出現(xiàn)不同程度的問題。為提高變電站運行綜合效果，必須要明確土建項目建設要點，對現(xiàn)存問題進行分析，確定各類問題出現(xiàn)的原因，有針對性地采取措施進行優(yōu)化設計［1］。

例如站址選擇不當，i因為變電站運行方式以及作用的特殊性，無論是選擇建設在任何地方，均需要面對賠償問題，包括土地征用費用、拆遷費用以及商戶補償費用等，造成建設成本增加?；旧纤凶冸娬窘ㄔO前，均會對土方進行準確預估，但是在建設過程中經(jīng)常會遇到各項不可抗拒因素，造成設計與施工間出現(xiàn)較大差異，導致施工互動無法正常進行，而影響土建建設效果。另外，變電站內(nèi)電氣設備種類與種類不斷增多，其運行狀態(tài)直接關(guān)系著電網(wǎng)供電質(zhì)量，土建設計階段，如果未做好室內(nèi)排水與防火項目設計，存在屋頂門窗滲漏、防火等級不達標、地面硬度不夠以及高度達不到安全帶電距離等情況，導致設備運行時受外界因素干擾比較大，很容易出現(xiàn)運行故障。

2　變電站土建設計要點

（1）科學性選址。為提高變電站土建設計效果，需要提前做好工程建設需求分析，保證項目選址的科學性與合理性。設計人員應與技術(shù)人員協(xié)商，根據(jù)潮流分析與電網(wǎng)規(guī)劃要點確定電站負荷中心位置，配置相應設計接入系統(tǒng)方案、主變、無功補償規(guī)模等內(nèi)容。一般情況下，土建設計人員需要線確定幾個站址選擇方案，盡量縮短與負荷中心的間距，將網(wǎng)損控制在最低，最后選擇最優(yōu)的方案進行施工。要求變電站選址應與當?shù)卣?guī)劃保持一致，盡量避免選擇農(nóng)田保護區(qū)，且要提前與當?shù)匾?guī)劃部門進行溝通，避免出現(xiàn)變電站選址與總體規(guī)劃相互沖突的情況。并且所選變電站位置不得與水文地質(zhì)、土地征用以及交通運輸?shù)犬a(chǎn)生沖突，確保變電站土建項目能夠順利施工，便于實現(xiàn)環(huán)境優(yōu)化型以及資源節(jié)約型電網(wǎng)的建設。為降低地震對土建工程的影響，要將其位置控制在與地震斷裂帶間距超過1km的位置［2］。另外還應于陵園、導航臺、風景旅游區(qū)、飛機場以及通信設施等保持規(guī)定間距，切要提前與相關(guān)部門進行協(xié)商，在得到允許后才可建設。

（2）架構(gòu)設計要點。為保證變電站正常運行，建設時需要在其屋外配電裝置中設置一種結(jié)構(gòu)，可通過絕緣子串懸掛導線，并承受導線張力。變電架構(gòu)為變電站土建設計中的要點，在對其進行設計時，需要按照荷載效應基本組合或偶然組合進行荷載組合，分析其承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)，作為設計依據(jù)。同時，還要控制構(gòu)架桿件容許長細比與鋼結(jié)構(gòu)桿件長細比，一般受壓主桿與支座出受壓斜桿為150，其他受壓桿件為220，輔助桿件為250，受拉桿為400。另外，構(gòu)架梁頂起拱度可以用恒荷載標準值加1/2活荷載標準值產(chǎn)生的撓度表示，一般可以設計為梁跨度的L/300～L/500起拱，并保證與構(gòu)架上荷載具有高匹配度，避免起拱過大。

圖1　變電站土建設計要點

（3）有效性規(guī)劃。①建筑結(jié)構(gòu)。確保其具有較高安全性與牢固性，對結(jié)構(gòu)荷載量進行準確計算，確定材料強度與荷載分項系數(shù)大小，并保證標準荷載下的安全度。為保證變電站內(nèi)電氣設備能夠有效運行，土建設計時要保證局部破損時不會出現(xiàn)大面積坍塌情況，避免造成設備損壞而影響電網(wǎng)的正常供電［3］；②豎向布置。變電站地基設計要結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況，充分發(fā)揮地勢地貌所具有的特點。地基要采取擋土墻與場地排水設計，可以選擇用平坡式或者階梯式方式處理，在地下水位以上25cm位置開挖地基做條形基礎，然后用三合土或者三七灰土進行夯實處理，與地面保持齊平。重視邊坡高度差設計，如果高度差過大，可以選擇護坡與擋土墻組合方式處理。并在邊坡?lián)跬翂ζ履_與坡頂位置，設置排水溝和截水溝，避免雨水對邊坡的沖刷；③平面布置。以電氣平面布置要求作為依據(jù)，對變電站進行合理的工藝布置，達到交通便利、節(jié)約用地以及分區(qū)明確目的。結(jié)合變電站電氣設備安裝與運行要求，將總平面劃分為配電裝置場地、110kV配電裝置區(qū)域、主變場地等功能區(qū)，且要將各功能區(qū)與電站內(nèi)道路進行有效連接［4］。且要注意電站內(nèi)道路轉(zhuǎn)彎半徑、寬度等參數(shù)要符合檢修、消防、大物件運輸?shù)纫蟆?/p>

3　變電站土建設計實例分析

（1）工程概述。某110kV變電站建設，對其土建項目進行設計時，綜合分析供電范圍內(nèi)工廠、企業(yè)、居民等用電需求，合理選擇站址，確定其位于負荷中心位置。同時還要與周邊電站配合運行，滿足分區(qū)供電規(guī)劃要求，且實現(xiàn)變電站間10kV配電網(wǎng)絡聯(lián)絡與轉(zhuǎn)供電，爭取提高地區(qū)供電可靠性。

（2）土建設計。①建筑設計。變電站變配電裝置樓總面積大約為1030.6m2，其中一層布置有10kV配電裝置室、安全工具間、電容器室、消防器材間以及警衛(wèi)室等，二層主要布置設備室、接地變室、110kV GIS配電室以及備品備件室等。為提高建筑防水性，避免出現(xiàn)滲漏等情況影響設備運行，配電裝置樓屋面選擇平屋面設計方式，且防水等級為二級，設置一層2mm后聚氨醋防水涂膜、一層3mm厚高分子防水卷材以及保溫隔熱層。另外，門窗均選擇用乙級鋼質(zhì)防火門，變壓器室門窗為鋁合金窗，玻璃為無色浮法中空玻璃。②結(jié)構(gòu)設計：A.排水系統(tǒng)。為避免出現(xiàn)積水情況，站區(qū)采用雨污分流設計方法，通過雨水口和雨水管道收集雨水后，直接排入到市政雨水管內(nèi)；生活污水則通過污水排水管道收集到化糞池，然后排入市政污水管道；B.排油系統(tǒng)。變電站內(nèi)安裝有3臺50MVA主變壓器，單臺主變參考油量在18t左右，設置容量為16m3油水分離式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)事故貯油池，用DN150鍍鋅鋼管連接主變油坑和貯油池，利用潛水泵抽吸的方法放空貯油池和清淤。

4　結(jié)束語

為進一步實現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性供電，必須要針對現(xiàn)在變電站建設所存問題進行分析和優(yōu)化。確定土建設計要點，以滿足變電站整體運行為目的，做好每個細節(jié)分析，保證不會對電氣設備運行產(chǎn)生影響，為電網(wǎng)有效供電打好基礎。

［1］鄭立勇.變電站土建工程施工要點及優(yōu)化策略［J］.信息系統(tǒng)工程，2015，（1）：110.

［2］何紅艷.變電站建設綜合開發(fā)研究［J］.建筑電氣，2012，（12）：37-43.

［3］王敬敏，朱益平.基于模糊層次分析法的變電站建設項目節(jié)能綜合評價研究［J］.華東電力，2012，（4）：552-555.

［4］王濤，王愛國，鄺燦桐，葛志東.智能變電站建設中的技術(shù)分析與探討［J］.廣東石油化工學院學報，2013，（4）：34-38.

U665.12

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1671-3818（2016）09-0139-02