变电站土建设计要点浅析.pdf

与 建 材装 饰2014 年 12 月 变电站土建设计要点浅析 侯瀚霖 （重庆电力设计院重庆市 渝北区401121） 摘要： 变电站工程关键在于土建设计， 而研究变电站土建设计的要点及如何优化一直是广大电力工作者研究的热点 的问题。本文结合多年项目的实践经验， 阐明土建设计的要点， 并在此基础上提出了在变电站土建设在各阶段的一些优化 策略与建议， 进一步提高变电站设计质量。 关键词： 变电站土建设计； 选址； 总平面布置； 竖向布置 中图分类号： TU271文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2014） 50-0082-02 引 言 近年来， 我国经济快速发展， 居民及工业用电大大增加， 电网 投资加大， 变电站的设计也越来越多样化及复杂化， 在新技术应 用上， 采用模块化设计， 积极采用先进适用的新技术、 新工艺。在 建筑风格上， 体现工业性产品或设施的特点， 提倡工艺简洁、 施 工方便、 线条流畅， 与环境协调。在设计标准上， 执行最新的设计 规程、 规范， 遵循通用设计总体原则。现将变电站各个设计阶段 中土建结构专业的工作要点做以总结和论述。 1 变电站土建设计前期准备阶段 1.1 地点的选择 在选择变电站的建设地址时， 首先需要明确变电站负荷中心 的具体位置，而这需要相关设计人员根据潮流分析以及电网规 划进行确定。同时， 还需要设计其接入系统方案、 无功补偿规模、 出线方式及主变等。在这些资料的基础上， 土建设计人员可以拟 定几个电站的选址方案， 而这些方案需要尽量和负荷中心靠近， 从而降低网损。然后对方案进行比对，主要从以下几个方面进 行： 淤所选定的变电站站址要和当地的政府规划相符， 特别是拟 选站址要避开当地的基本农田保护区，如果当地国土部门对土 地的总体规划做出了调整，那么可以在不侵占基本农田的基础 上修建变电站。另外， 需要和当地规划部门进行沟通， 从而避免 变电站选址和其他规划项目之间存在冲突。于要根据当地的水 文地质条件、 交通运输状况和土地征用情况等进行比较。为了实 现环境友好型、资源节约型电网的建设，在建设变电站的过程 中， 要尽量选择人烟稀少， 较为荒凉的区域， 这样可以绕开农田， 保证其安全性， 同时， 也要尽量避开矿产较多且地质条件较差的 区域，变电站位置和地震断裂带之间的距离尽量控制在 1km 以 上。因为变电地处偏远地区， 因此需要保证其变电站道路的转弯 半径、 坡度以及宽度等能够满足大型设备的运输需求。盂在选择 变电站地址时， 需要确定其周围是否有特殊建筑物， 如陵园、 风 景旅游区、 导航台、 飞机场、 通信设施、 军事设施等， 如果存在， 需 要和相关部门进行协商， 获得允许后方可进行建设， 否则另行选 址。 1.2 线路的选择 变电站线路的选择应该和建设地址的选择相互协调， 并且在 选址的过程中， 相关人员要相互配合， 保证变电站输电线路的布 设方案合理。因为其线路的总体造价要高于变电站的建设造价， 因此要选择合理的线路方案，保证变电站建设的经济效益。另 外， 线路的选择需要注意三点： 淤尽量避开重要的通信设施、 军 事设施等； 于重视对于铁路、 水库、 河流等跨越点的选择； 盂注意 线路的输出条件。土建设计人员在选址过程中要与线路人员密 切配合， 每一个候选站址必须有相应的走线设计方案。选址与选 线必须协调统一、 相辅相成。一定程度上讲， 在选线过程中需要 注意以下因素： 淤尽量减少房屋拆迁赔偿问题， 避免线路对环境 的破坏， 同时避免对军事设施及重要通信设施的干扰。于注意河 流、 水库、 公路和铁路等的跨越问题， 合理的跨越能避免出现大 跨越的相关问题， 既能降低跨越风险， 也可以减少投资的浪费， 同时降低对公共的交通、 航运等影响。盂充分考虑出线条件， 合 理设计线路走向， 并对工程线路路径进行合理安排， 避免线路的 交叉情况。 出线回数和主变容量为变电站占地面积的关键因素， 合理调 整室外配电装置场地与建构物之间的关系，采用先进设备及工 艺布置方法， 可有效减少占地面积。同时， 建筑物在满足功能条 件下， 尽量合并可有效地减少占地面积， 且相应附属的档土墙、 围墙、 场地平整费用也一并降低， 变电站占地面积可根据主变容 量、 台数、 形式以及变电所电压等级和出线回数来确定 （见表 1） 。 设计前期阶段就要求科研设计人员， 必须做出科学的规划， 考虑 主变数量应和出线间隔比例合理，有效地减少变电站的占地面 积。根据具体站址的条件， 应了解地下情况， 是否位于高回填区 或滑坡地段、 地下有无防空洞、 主要管道等， 可以减少不必要地 基处理和搬迁费用； 收集当地土地征用费、 拆迁赔偿费、 建筑材 料供应情况等问题， 选址可采用总平面局部切角、 平移、 旋转等 减少赔偿费用， 降低总体造价。确定合理的站址位置， 可达到节 约造价目的。 2 变电站土建初步设计阶段 变电站的初步设计阶段是在取得前期设计阶段的批复后进 行的。在此就变电站的总平面布置设计、 竖向布置设计、 建筑结 电压 （kV） 变压器容量及台数 （MVA） 占地面积 （长伊宽， m） 地上地下 352伊 （0.55.6）35伊5030伊40 632伊 （216）60伊7040伊60 1102伊 （5.66.0）70伊10050伊80 2202伊 （90150）150伊200120伊150 3302伊 （90240）180伊230150伊200 5002伊 （750）300伊350200伊250 表 1 占地面积与电压等关系 电力建设 82 与 建 材装 饰2014 年 12 月 构、 管线布置等几个方面进行简要的讨论： 2.1 变电站的平面布置设计 总平面布置需结合变电站的总体规划设计及工程要求， 首先 以安全运行为前提，合理利用土地资源，并满足施工工艺的需 求， 兼顾安全、 防火、 维修、 运输和环保等各方面因素。设计中总 平面布置主要设计的因素包括： 进出线、 道路接口、 排水接口、 安 全距离、 消防、 运输等方面。根据设计规范、 规程对已确定规模的 各建构筑物进行优化布置，同时尽量合并共用设施，并减少占 地、 减少工程投资， 使平面布置更加紧凑， 简约。 如某 110kV 变电 站项目中， 全站布局区站区 A 轴方向是南北方向。将配电装置设 置在该站区的北侧， 向北出线。站前区集中布置了主控制楼以及 相应的污水处理装置。主控楼布置在站区的东侧， 这样便于观测 全站设备运行状况，同时也可以节省至各配电装置区电缆的使 用量。主控楼靠近进站的大门， 这样运输车辆方便进出， 也便于 采光和通风。 2.2 变电站的竖向布置设计 在竖向布置中， 需要对场地标高和建筑物、 构筑物、 道路的标 高，除了满足防洪标准外还要特别考虑排水系统对设计标高的 要求。在道路标高时， 确保雨水从变电站内各建筑物、 构筑物排 向路面或道路两侧的雨水口、对所有站内外运输线路要具有合 理的横、 纵断面， 在满足运输及消防通道的情况下， 还需具有一 定的扩展性， 以满足后期改扩建的需要。 2.3 变电站的建筑方案设计 变电站建筑设计方案以满足电气工艺要求为基础，合理布 局， 并综合考虑通风降噪、 新技术、 新材料、 新工艺以及建筑外立 面对周围环境的影响。尽量结合建站当地的实际情况就地取材， 通风降噪措施按终期规模配备完善，以保证满足环境保护部门 的要求， 并对建筑外立面进行优化设计， 以满足规划的基本要求 和工业建筑设计的美观。 建筑结构方面，依据我国现行变电站建筑规程规范要求， 对 变电站建筑结构布置合理选型。一般情况下， 常规户外变电站设 计常考虑砖混结构布置配电室及二次设备室等生产建筑，户内 变电站则考虑框架结构。除满足基本结构选型， 在设计中还应根 据设备建筑用房的特殊要求进一步合理优化。另外， 对建筑物设 备构支架可选择采用钢筋混凝土水泥杆或者钢结构。 2.4 变电站的管线布置设计 管线布置方面， 主要包括站内给排水管路和电缆通道等。变 电站的给排水管路布置应尽量平行于道路布置，按规范及场地 条件合理分区， 尤其充分考虑对雨水、 生活污水及事故排油系统 的统筹规划。设计中要考虑管线与城市市政规划管道的接口问 题， 各自流系统的管线埋设需满足一定的坡度。站内电缆通道则 主要根据电气电缆路径进行布局，尽量避免不同规格管沟道的 交叉， 尤其考虑与建构筑物设备基础的相对距离， 以避免发生冲 突， 充分考虑可实施性。在郊区， 由于地形复杂， 会造成各种管线 沟道的长度、 深度增加， 挖方区域的地下管线施工困难等不利情 况， 出现这些问题都值得加以认真考虑和解决。 3 变电土建的优化策略 3.1 变电站主要建构方案的优化策略 建构方案包括基础和地基处理方案、 建筑结构设计、 建筑的 平立面设计、 采暖通风降噪、 水工方案及节能环保等。就基础和 地基处理方案来说， 根据不同地质条件进行布局规划， 地质较好 就采用天然基础作为基础持力层； 遇到淤泥、 回填土等土层较厚 的情况， 就采用换填、 强夯等技术措施进行处理。就建筑结构设 计而言，我国目前大多数的变电站主要采用钢筋混凝上框架结 构， 构支架采用钢结构 （尤其对于电压等级较高的变电站） ， 以增 加变电站建构筑物的整体刚性和抗压能力。就建筑的平立面设 计来说， 设计除了满足基本的电气工艺要求外， 简洁美观要求也 成为专项设计的一部分。 3.2 变电站电缆沟的优化策略 设计实践中采用电缆沟和电缆埋管相结合的方式， 适当地减 少地下电缆沟的长度， 改善变电站施工条件， 提高施工质量和施 工效率。另外， 在条件允许的情况下， 可以根据数字化工程的特 点， 采用预制电缆沟压顶、 复合电缆支架等措施对施工工艺进一 步改进， 并达到加强现场组装效率的目的。 3.3 变电站站址设计的优化策略 首先要拟定至少两个变电站站址作为比选条件， 对相对最优 的站址方案， 一定要对其地址、 水质及周边环境等进行多方面实 地考察工作， 以便于更好地论证站址方案的可行性， 并在此基础 上由专家对其可行性进行评判建议，指出其不合理之处并加以 改进。在评定方案过程中， 要充分考虑和采纳专家提出的意见， 确立比较科学合理的指标， 再根据实际的情况对细节加以修改， 最后筛选出最好的变电站站址方案。 4 结束语 通常变电站土建分为前期阶段、 初步设计、 施工设计、 工程实 施等四个阶段，本文概述变电站土建合理化设计的重点及优化 设计的方法， 通过不同阶段循序渐进优化， 以达到降低工程造价 的目的。同时，必须尽量熟悉设计项目的整体情况和站址地质 等， 并抓住设计中各阶段的重点， 只有这样才能顺利地完成整个 变电站