变电站土建设计方案优化探讨

力晓伟

（国网山西省电力公司大同经济技术研究所，山西 大同 037008）

变电站土建设计方案优化探讨

力晓伟

（国网山西省电力公司大同经济技术研究所，山西 大同 037008）

变电站作为电网建设的重要组成部分，一直都是设计施工的要点，尤其是现在电网中应用的设备类型与种类更多，需要注意的事项也就更多。尤其是在对变电站土建进行设计时，需要基于实际需求进行综合分析，确保可以完全满足电气设备安装与运行需求，提高变电站整体运行的安全性与稳定性，为提高电网供电质量打好基础。文章基于变电站运行需求，对其土建设计要点进行了简要分析。

变电站；土建工程；方案设计

变电站作为电网系统建设要点，传统变电站已经逐渐不能满足发展要求，需要在现有基础上进行改造、升级或重建。基于变电站运行特点，所需电气设备种类众多，且很容易受外界因素干扰，这样在进行土建设计时，除了要满足基础功能需求外，还应针对所有电气设备运行需求进行综合分析，做好合理选址，以及各细节控制，降低各项因素对设备运行的影响，从根本上来提高变电站建设综合效果。

1　变电站土建设计要求

变电站多建设在野外环境，受外部因素影响比较大，如果土建项目设计不合理，再加上施工作业管理不规范，很容易会对内部电气设备运行状态产生影响。随着电网建设日益完善，为保证满足电网运行需求，变电站数量在不断增多，就现状来看部分现存变电站，受技术与理念等因素限制，已经逐渐不能满足现状要求，运行过程中出现不同程度的问题。为提高变电站运行综合效果，必须要明确土建项目建设要点，对现存问题进行分析，确定各类问题出现的原因，有针对性地采取措施进行优化设计［1］。

例如站址选择不当，i因为变电站运行方式以及作用的特殊性，无论是选择建设在任何地方，均需要面对赔偿问题，包括土地征用费用、拆迁费用以及商户补偿费用等，造成建设成本增加。基本上所有变电站建设前，均会对土方进行准确预估，但是在建设过程中经常会遇到各项不可抗拒因素，造成设计与施工间出现较大差异，导致施工互动无法正常进行，而影响土建建设效果。另外，变电站内电气设备种类与种类不断增多，其运行状态直接关系着电网供电质量，土建设计阶段，如果未做好室内排水与防火项目设计，存在屋顶门窗渗漏、防火等级不达标、地面硬度不够以及高度达不到安全带电距离等情况，导致设备运行时受外界因素干扰比较大，很容易出现运行故障。

2　变电站土建设计要点

（1）科学性选址。为提高变电站土建设计效果，需要提前做好工程建设需求分析，保证项目选址的科学性与合理性。设计人员应与技术人员协商，根据潮流分析与电网规划要点确定电站负荷中心位置，配置相应设计接入系统方案、主变、无功补偿规模等内容。一般情况下，土建设计人员需要线确定几个站址选择方案，尽量缩短与负荷中心的间距，将网损控制在最低，最后选择最优的方案进行施工。要求变电站选址应与当地政府规划保持一致，尽量避免选择农田保护区，且要提前与当地规划部门进行沟通，避免出现变电站选址与总体规划相互冲突的情况。并且所选变电站位置不得与水文地质、土地征用以及交通运输等产生冲突，确保变电站土建项目能够顺利施工，便于实现环境优化型以及资源节约型电网的建设。为降低地震对土建工程的影响，要将其位置控制在与地震断裂带间距超过1km的位置［2］。另外还应于陵园、导航台、风景旅游区、飞机场以及通信设施等保持规定间距，切要提前与相关部门进行协商，在得到允许后才可建设。

（2）架构设计要点。为保证变电站正常运行，建设时需要在其屋外配电装置中设置一种结构，可通过绝缘子串悬挂导线，并承受导线张力。变电架构为变电站土建设计中的要点，在对其进行设计时，需要按照荷载效应基本组合或偶然组合进行荷载组合，分析其承载能力极限状态与正常使用极限状态，作为设计依据。同时，还要控制构架杆件容许长细比与钢结构杆件长细比，一般受压主杆与支座出受压斜杆为150，其他受压杆件为220，辅助杆件为250，受拉杆为400。另外，构架梁顶起拱度可以用恒荷载标准值加1/2活荷载标准值产生的挠度表示，一般可以设计为梁跨度的L/300～L/500起拱，并保证与构架上荷载具有高匹配度，避免起拱过大。

图1　变电站土建设计要点

（3）有效性规划。①建筑结构。确保其具有较高安全性与牢固性，对结构荷载量进行准确计算，确定材料强度与荷载分项系数大小，并保证标准荷载下的安全度。为保证变电站内电气设备能够有效运行，土建设计时要保证局部破损时不会出现大面积坍塌情况，避免造成设备损坏而影响电网的正常供电［3］；②竖向布置。变电站地基设计要结合现场地质情况，充分发挥地势地貌所具有的特点。地基要采取挡土墙与场地排水设计，可以选择用平坡式或者阶梯式方式处理，在地下水位以上25cm位置开挖地基做条形基础，然后用三合土或者三七灰土进行夯实处理，与地面保持齐平。重视边坡高度差设计，如果高度差过大，可以选择护坡与挡土墙组合方式处理。并在边坡挡土墙坡脚与坡顶位置，设置排水沟和截水沟，避免雨水对边坡的冲刷；③平面布置。以电气平面布置要求作为依据，对变电站进行合理的工艺布置，达到交通便利、节约用地以及分区明确目的。结合变电站电气设备安装与运行要求，将总平面划分为配电装置场地、110kV配电装置区域、主变场地等功能区，且要将各功能区与电站内道路进行有效连接［4］。且要注意电站内道路转弯半径、宽度等参数要符合检修、消防、大物件运输等要求。

3　变电站土建设计实例分析

（1）工程概述。某110kV变电站建设，对其土建项目进行设计时，综合分析供电范围内工厂、企业、居民等用电需求，合理选择站址，确定其位于负荷中心位置。同时还要与周边电站配合运行，满足分区供电规划要求，且实现变电站间10kV配电网络联络与转供电，争取提高地区供电可靠性。

（2）土建设计。①建筑设计。变电站变配电装置楼总面积大约为1030.6m2，其中一层布置有10kV配电装置室、安全工具间、电容器室、消防器材间以及警卫室等，二层主要布置设备室、接地变室、110kV GIS配电室以及备品备件室等。为提高建筑防水性，避免出现渗漏等情况影响设备运行，配电装置楼屋面选择平屋面设计方式，且防水等级为二级，设置一层2mm后聚氨醋防水涂膜、一层3mm厚高分子防水卷材以及保温隔热层。另外，门窗均选择用乙级钢质防火门，变压器室门窗为铝合金窗，玻璃为无色浮法中空玻璃。②结构设计：A.排水系统。为避免出现积水情况，站区采用雨污分流设计方法，通过雨水口和雨水管道收集雨水后，直接排入到市政雨水管内；生活污水则通过污水排水管道收集到化粪池，然后排入市政污水管道；B.排油系统。变电站内安装有3台50MVA主变压器，单台主变参考油量在18t左右，设置容量为16m³油水分离式钢筋混凝土结构事故贮油池，用DN150镀锌钢管连接主变油坑和贮油池，利用潜水泵抽吸的方法放空贮油池和清淤。

4　结束语

为进一步实现电网稳定性和可靠性供电，必须要针对现在变电站建设所存问题进行分析和优化。确定土建设计要点，以满足变电站整体运行为目的，做好每个细节分析，保证不会对电气设备运行产生影响，为电网有效供电打好基础。

［1］郑立勇.变电站土建工程施工要点及优化策略［J］.信息系统工程，2015，（1）：110.

［2］何红艳.变电站建设综合开发研究［J］.建筑电气，2012，（12）：37-43.

［3］王敬敏，朱益平.基于模糊层次分析法的变电站建设项目节能综合评价研究［J］.华东电力，2012，（4）：552-555.

［4］王涛，王爱国，邝灿桐，葛志东.智能变电站建设中的技术分析与探讨［J］.广东石油化工学院学报，2013，（4）：34-38.

U665.12

A

1671-3818（2016）09-0139-02