城市地下變電站的規(guī)劃及設計分析

廣西送變電勘察設計有限公司

摘要：隨著社會不斷進步，經(jīng)濟日益發(fā)展，城市規(guī)模日漸擴大。近年來，隨著國民經(jīng)濟持續(xù)高度增長，我國很多城市正處于跨域式經(jīng)濟大發(fā)展階段，進行更深層次的基本建設，尤其是大城市的中心城區(qū)。隨之，城市地下變電站建設已發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，需要充分考慮主客觀因素，合理規(guī)劃設計。以此，使地下變電站能夠處于安全、穩(wěn)定運行中，確保用電質(zhì)量，有效解決中心城區(qū)缺電問題，不斷促進我國新時期電力事業(yè)向前發(fā)展。

關鍵詞：城市地下；變電站；規(guī)劃；設計；分析

隨著城市化進程日益加快，城市規(guī)模不斷擴大，不同行業(yè)、領域的用電需求量日益增加，需要構(gòu)建更多的變電站。但由于地下變電站建造的土建費用非常高，必須站在全局的角度，充分考慮各方面影響因素，合理規(guī)劃，優(yōu)化設計，特別是那些公共設施建造、建筑物，比如，綠地、公園，盡可能減少地下變電站建設成本，在考慮社會、經(jīng)濟、環(huán)境綜合效益的基礎上，不斷促進城市地下變電站的建設，使其在滿足各方面客觀需求的同時，更好地發(fā)揮自身多樣化的功能，實現(xiàn)最大化的經(jīng)濟效益。

一、地下變電站建設現(xiàn)狀

1、國內(nèi)外地下變電站建設情況

在歐美等發(fā)達國家中，很早就開始建設地下變電站，在20世紀60、70年代技術已經(jīng)比較成熟，比如，日本豐島地下變電站。而我國是在20世紀60年代，才開始建設地下變電站。由于受到一系列主客觀因素影響，地下變電站規(guī)模非常小，經(jīng)常發(fā)生安全事故，也沒有受到相關部門的重視。隨著改革開放的到來，市場經(jīng)濟興起，我國地下變電站建設也受到相關領域的重視。就我國而言，北京、上海、煙臺等大中城市是最早建立地下變電站的，上海人民廣場構(gòu)建的220kV地下變電站具有劃時代的意義，是國際大型變電站之一，也是我國發(fā)展史上第一座超高壓大型地下變電站，它的建成標志著我國變電站建設事業(yè)已經(jīng)步入世界先進行列。在新時代，據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國建成的110kV及其以上電壓等級的地下變電站就有近百座，80%以上都是110kV變電站。就其發(fā)展來說，該類型地下變電站將是我國未來發(fā)展的主要方向。

2、建設地下變電站的理由

隨著城市化進程日益加快，大量農(nóng)村人口涌向城市，特別是城市中心地帶，大大增加了變電站的負荷，必修構(gòu)建新的地下變電站，但其難度非常大。變電站和周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)要求相當高，很難把變電站建筑格調(diào)融入到景觀、環(huán)境中。同時，城中心的用地非常緊張，很難征得合理的變電站建設用地，面積不大，設計要求相當高，難度非常大。面對這種情況，需要構(gòu)建地下變電站。主要是因為地下變電站的主體建筑都在地下，只有小部分露出地面，能夠和周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。但是地下變電站的構(gòu)建費用非常高，遠遠超出路面變電站建設，也不便于定期檢修運行的設備等，已成為地下變電站發(fā)展的重要障礙物。為此，一定要合理規(guī)劃與設計，實現(xiàn)最大化的經(jīng)濟效益、社會效益。

二、城市地下變電站規(guī)劃

要先進行技術經(jīng)濟論證，要在經(jīng)濟相對可取的情況下，構(gòu)建城市地下變電站。以上海城中心為基點，住宅區(qū)、金融區(qū)等都需要較大的高壓電力，變電站深入負荷中心能夠有效解決這一問題。但在建設過程中，存在一些難以解決的問題，比如，很難找到合適的構(gòu)建位置，在構(gòu)建過程中，由于受到噪聲、電磁波對周圍環(huán)境的影響，很難達到相關要求。還存在與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)問題，主要是因為變電站結(jié)構(gòu)具有其特殊性。但地下變電站具有一定的優(yōu)勢，比如，出地建筑面積非常小，不高，選址難度也不大，能夠很好地周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。由于深埋地下，電磁波污染問題得到了有效的解決，還能在一定程度上防治噪聲，減少對環(huán)境的污染。在考慮一系列主客觀因素的過程中，構(gòu)建地下變電站是非常必要的。

在新時代下，合理開發(fā)地下空間，優(yōu)化利用土地資源已成為新時期的主要旋律。在構(gòu)建地下變電站的時候，需要充分考慮相關內(nèi)容。需要遵循“合理用地、節(jié)約用地”的原則，要知道該城市的整體布局、負荷分布具體情況。要考慮電磁干擾、運行噪聲對周圍環(huán)境造成的影響，還要考慮其他相關因素，比如，水文氣象、抗震抗災。以此，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、環(huán)境三效益。

三、城市地下變電站設計

1、建筑設計

就地下變電站建筑設計來說，需要考慮的因素非常多。在設計的時候，要客觀、合理地考慮相關方面的專業(yè)要求，比如，消防、給排水，處理好它們之間的關系，尤其地面一些建筑和環(huán)境的協(xié)調(diào)，比如，出入口。要全方位考慮交通運輸具有的可能性、方便性，變電站的防滲、防火等問題。在實際施工過程中，一定要考慮工程建設的特點，不斷優(yōu)化完善布置，設計出能夠滿足各方面客觀要求的變電站。在設計過程中，需要對一些方面引起重視。第一、總圖布置方面。在布置過程中，要處理好地面建筑、周圍環(huán)境之間的關系，能夠在保護原有景觀的基礎上，得到美化，要對地面建筑體量進行合理化的控制。在進出風口方面，要注意風口的朝向，避免出風口的風倒灌進入進風口，還要防止出風口的風對行人，避免安全事故的發(fā)生。第二、布置吊物孔。其孔口要盡可能靠近道路，為起吊提供便利，有效防止吊車進入變電站建筑上面。就地下建筑而言，需要不斷完善對應的平面布置，盡可能縮小建筑面積，保證設備運輸管道通暢。如果設備比較重，需要靠近吊物孔布置，縮短運輸通道長度，需要把較重設備是設置在底層。

2、電氣設計

地下建筑不同于地面建筑，具有其特殊性，其電氣設計極易受到土建設計的影響。同時，地下建筑的構(gòu)建需要花費大量費用，需要實現(xiàn)最小化的建筑面積、建筑層高。在設計過程中，要簡化其中的主接線結(jié)構(gòu)，并具有一定的穩(wěn)定性，主設備要具備較高的可靠性，盡可能選用那些小型的設備，無油化設備，具有較好的防火性能。在布置設備的時候，要盡可能緊湊，提高地下空間利用率，可以把電纜進出口和外面的隧道相連接，縮短電纜長度。

3、結(jié)構(gòu)設計

和地上變電站相比，地下變電站結(jié)構(gòu)設計有著很大的區(qū)別。以上海地區(qū)為例，地質(zhì)復雜，地下水位非常高，又是軟土層。在設計結(jié)構(gòu)的時候，一定要充分考慮這些因素。一是：地下變電站的基坑深度不能低于15米，遠遠低于高層建筑地下室基坑。在設計過程中，要充分考慮各種影響因素，比如，地質(zhì)情況、施工技術，制定可行的方案，使地下變電站基坑具有其穩(wěn)定性，確保周圍建筑結(jié)構(gòu)的安全。二是：由于地下變電站的荷載不同于地面變電站，必須考慮對應的相關因素，比如，水壓力、土壓力。需要進行防滲設計。主要是以為上海地區(qū)的地下水位比較高，施工困難。在建成之后，外墻等存在很大的水壓力，電氣設備不能觸碰水。為此，在設計的時候，需要對節(jié)點設計引起重視，比如，地下連續(xù)墻接頭、地下連續(xù)墻和土的摩擦力，要適當在增加建筑結(jié)構(gòu)物自身的重量，保證建筑結(jié)構(gòu)具有一定的安全性。

四、結(jié)語

總而言之，在新時代下，城市地下變電站規(guī)劃、設計非常重要。它能夠最大限度減少城市地下變電站建設成本，縮短工程建設周期，避免返工現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)，提高變電站建設效率與質(zhì)量。同時，在投入使用后，系統(tǒng)設備能夠處于安全、穩(wěn)定運行中，避免安全事故的頻繁發(fā)生，減少運營成本。同時，構(gòu)建地下變電站能夠提高土地資源利用率，和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，具有較好的綜合效益。

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