变电站土建结构设计存在问题及对策

肇庆市恒电电力工程有限公司 伍倩莹

电力资源为社会各界的生产生活提供了发展保障，但人们物质生活水平的提升也对电力资源提出了更高的需求。受变压器容量及电气设备落后等因素的影响，我国现有变电站工作能力与居民用电需求匹配程度不高，甚至已出现供电不足等现象，为解决这一问题，电力企业还需从设计层面出发，进一步完善变电站施工设计，提高设计合理性，提高其电力供应能力。作为变电站建筑基础，土建结构设计是各企业进行变电站设计的首要工作，相关管理者应提高对这一环节的重视程度，确保其建筑结构合理性，增强变电站运营效果。

1 我国变电站土建结构设计中存在的问题

变电站地址选择考虑因素过于片面。变电站施工涉及方面较为广泛，后续运营也与多方生产与发展存在紧密联系，也正因如此，变电站内部系统存在大量电气设备，运营过程中容易给周边环境及居民生活造成严重影响。如设备运行中的噪音污染影响居民生活质量，而电磁辐射等因素对周围居民的身体健康也有较大损害。此外暴雨、洪涝等自然灾害还易引起设备电路短路，进而导致火灾或爆炸事件的发生，若变电站建筑选址位于人员聚集区内，相关事故就会导致大量的人员伤亡。实际调查发现，部分企业施工设计人员专业性不足，缺乏选址分析能力，以至于出现变电站选址不合理问题，甚至存在不经实地考察盲目选址现象，不仅影响变电站后续运营，也为周围居民埋下安全隐患，是现阶段变电站土建结构设计中面临的重大问题。

变电站内部结构设计安全性能缺失。尽管变电站运营过程进行多方防护，仍无法彻底避免事故发生，因此设计人员需对变电站内部土建结构进行合理化设计，保障内部工作人员的生命安全[1]。但结合变电站实际施工情况来看，设计人员在进行内部设计时考虑不够全面，未对火灾、洪涝等事故进行安全防护设计，具体表现为逃生通道设置不合理、建筑防火效果不达标等，这使得变电站对安全事故的应对能力大大降低，不仅影响到变电站的正常运营，还会给企业及周边环境造成严重影响。另一方面，设计人员忽略了变电站门窗处的防护设计，使得小型动物进入变电站内部，对电气设备造成破坏，甚至引发短路情况。

变电站地基结构设计考虑不够全面。地基质量过关是变电站施工的前提，但受到自然及人为等多方因素影响，变电场地基易产生裂缝或破损等问题，如设计过程中忽略这一问题，在问题未解决的条件下进行施工易破坏变电站施工的整体质量。

2 针对土建结构设计问题提出的有效解决方式

调查研究显示，我国变电站土建结构设计所遵循的原则大致相同。变电站土建结构设计普遍从实际施工角度出发，将其建造规模及安全性与企业发展相结合，同时考虑变电站施工对企业资金的消耗，协调变电站功能与企业资金投入间的关系。另一方面即变电站建设的实际效用，不仅要紧跟时代发展的潮流进行设计更新，还要保证设计施工符合国家环保政策的要求，兼顾经济发展与环保工作。

2.1 提高建筑选址科学性

为降低变电站选址不当现象发生的概率，我国政府对变电站选址做出详细规划与要求，电力企业工作人员在进行建筑选址工作时，应对政府出台的政策与规定进行明确，严格按照其标准与要求进行变电站建筑选址。相关政策提出，变电站建造选址应优先考虑荒地、不适宜耕种或经济效益较差的区域，尽可能避免占用耕地及高收益地区，降低变电站修建对社会经济效益的损耗。我国土地使用相关政策明确规定，除国土部门重新规划土地利用方式外，任何企业与部门不得占用基本农田，电力企业与设计人员需牢记这一点，在符合国家政策要求的前提下进行建筑选址[2]。

考虑到变电站施工与运营会对周围电场等因素产生一定影响，企业进行建筑选址时应避开有军事设施的场所，同时还要远离机场、导航台、通信设施等地，以免对其运营造成影响。如无法避开上述区域，还要按照国家标准进行距离测量，将变电站与上述建筑物距离处于安全水平。值得一提的是，变电站选址还需考虑区域内的矿产资源与历史文物，防止变电站施工与运营对城市资源与文化发展造成负面影响。另一方面，企业设计人员还应将环境对变电站施工与运营的影响纳入建筑选址考虑范围，对天气、地质、资源等直接影响变电站运营效果的因素进行全面思考，尽可能选择地势平稳，周边施工频率较低，水源等资源丰富、交通便捷的区域进行变电站建筑施工。

2.2 提高建筑设计科学性

变电站土建结构设计中，首先要考虑建筑的整体安全性，降低变电站使用过程中供电事故的发生概率，为变电站工作人员及周边居民提供安全保障。变电站土建结构安全性主要体现在四个层面，设计人员需针对各层面存在的安全隐患做出有效防护设计，以确保变电站使用安全。首先，设计人员需提高配电室设计安全性，即结合以往设计经验与相关参考资料，计算出配电室穿墙套管与地面的最佳距离，并将其应用于设计方案中，这不仅能为相关管理人员的工作提供方便，也在一定程度上为其生命安全提供保证；其次，设计人员还应提高配电室及主控室疏散通道设计的合理性，一旦灾害发生，应确保工作人员能通过疏散通道顺利逃生。

火灾是变电站安全事故中对企业经济与人员损害最大的灾害，为降低火灾影响，设计人员还应对主变压器附近的门窗进行合理设计，提高其防火性能。结合变电站火灾发生原因相关分析来看，部分火灾发生是由于动物进入变电站内部引起的，因此企业设计人员要在门窗处增设防护设施，从根本上消除这一隐患。考虑到观测主控屏等设备的反光性，变电站主控室应避免阳光直接照射，但黑暗环境也会影响数据观测，因此还要确保变电站主控室设计符合采光要求。

2.3 提高施工建设科学性

高度科学化的地基施工是变电站整体施工质量的可靠保证，也是确保变电站运营效果的关键因素，因此在进行变电站地基施工设计时，还应采取多方措施提高地基建设质量，增强变电站土建结构的合理性。地基表面的平整程度对变电站的整体稳定性有直接影响，因此地基施工基本完成后应及时处理其表面产生的不平整因素。设计人员需考虑到这一施工过程、提前设计好应对措施，指导施工人员使用混合稀浆原料对地基表面进行抹平。该施工过程需到乳化剂与特定级配骨料等材料[3]，应将其划分进施工材料购置范围内，接着根据实际地基情况计算出物料最佳混合配比，确保抹平工作的有效性。经此处理的路基能受到稀浆封层的保护，延缓衰老速度，降低裂缝等问题的发生概率，一定程度上为电力企业节约施工成本。

荷载取值是变电站施工整体质量的决定性因素之一，因此要规范化荷载取值计算流程，不仅要考虑全跨式结构的承力范围，半跨式结构的应力承受能力也不能忽视。荷载承受能力是一个较为模糊的范围，具体荷载值由建筑实际施工情况决定，因此设计人员在进行土建结构设计时，应取该范围的极点进行设计，避免计算误差给变电站施工造成无法挽回的影响。同理，变电站屋面设计过程中也应从全跨式结构与半跨式结构双方进行考虑，计算荷载范围，并取极值作为设计参考。受地下水影响，变电站土建结构可能会出现质量问题，需对地下水腐蚀性进行调查，了解其对变电站土建结构的影响效果，适当对混凝土保护层进行厚度调整，或改变混凝土拌合中的材料配比，降低地下水对土建结构的影响，从而提高施工设计科学性。

2.4 提高人员管理科学性

提高变电站土建结构设计的科学性还需人员方面考虑，电力企业管理者应意识到自身在变电站土建结构设计中的管理职能，加强对变电站施工设计流程的管控力度，建立较为完善的人员管理机制，及时发现设计及施工过程中存在的问题，并积极探索有效解决方式。另一方面，电力企业还应加强对设计人员的培训力度，提高其专业知识水平、丰富其设计经验，建设起高效设计团队，为变电站施工进行科学化设计。

为提高设计人员工作能力，电力企业可与同行间建立合作关系，定期举办设计人员技术交流会议等相关培训活动，设计人员通过技术交流学习他人先进经验，在培训学生中达到提升自身设计水平的目的。另一方面，电力企业还应强对人员综合素质的培养，使设计人员明确自身工作在变电站整体施工中的重要性，培养其责任意识，降低预算工作的失误概率，提高变电站土建结构设计科学性。

设计人员应对以往设计过程中的工作经验进行总结，积极主动参与专业知识培养与交流活动，切实提高自身设计能力，为设计施工质量提供技术保障。此外在进行土建结构设计过程中，还应加强与施工人员的联系，听取其对施工设计的意见及建议，进一步提高设计方案在变电站施工中的使用程度，保障变电站土建结构施工的顺利进行。

综上，我国现阶段变电站建造设计中还面临较多问题，电力企业应对建筑选址及施工设计等方面做出详细分析，及时发现相关设计过程中存在的问题，规范化施工设计流程，提高施工设计专业水平。同时还要从人才队伍创建角度着手，提高设计团队综合素质，提高变电站设计合理性，为企业发展奠定坚实基础，也为社会发展起推动作用。