变电站土建设计方案优化的合理化思考

变电站土建设计方案优化的合理化思考

蔡芬

蔡芬

广西送变电勘察设计有限公司

摘要：变电站在不同的位置和自身不同的电气设备布置中呈现出不同的建设方案。需要在结构和设计上根据当地的实际情况进行分析比较。本文针对变电站的建设实施方案进行优化分析，以求为今后的变电站建设设计提出改良建议。

关键词：变电站；土建设计；优化

一、变电站土建设计可行性方案研究阶段

1、变电站站址选择分析

变电站选择有自己的具体要求，需要根据电力设计的网络结构、负荷分布、城乡规划、征地拆迁等要求进行综合考量。对耕地和经济效益高的土地基本不占用，最好能够使用劣地、荒地或坡地，减少土石方量。在建设地址的选择上尽量选择平坦地形，使得在建设中能够减少土石方量，避开高差过大的地形。

2、变电站占地面积分析

在变电站的占地面积设计当中决定性因素一般是由出线回数和主变数量及合理布置所决定的。因此在变电站的占地面积设计当中，需要合理的调整室外配电装置与建构物之间的关系，同时还要采用先进的工艺布置方式，以减少占地面积。变电站的建筑物要求在满足使用条件下，尽量合并，成为一栋综合楼减少占地面积。附属的挡土墙、围墙、场地等面积也会相对降低。

依据以往工作经验，110kV变电站其主变压器一般为三台，110KV出线间隔为2到4个，35KV（或10kV）出线间隔在10到12个，我们在布置时，可以将35kV（或10k）V配电装置区与110kV配电装置区对称布置，以减少占地面积。因此，在前期的规划当中，就需要科研人员进行合理的配比。例如广西境内某变电站，就是将110KV和10KV进行对称布置（图1）。设置110KV出线间隔为3个，10KV出线间隔在24个，北面作为主要的功能建筑，建筑物与主变之间墙体采用防火墙，减少了占地面积，围墙内用地面积仅为4782㎡。

图1、变电站总平面布置图

3、变电站地基和地下设施的处理

可行性研究阶段应在变电站的设计方案研究中充分了解在建设地址是否位于高回填区或滑坡地段，在选址的地下是否存在防空洞和主要城市管道等，在选址中要尽量避开这类地区。

例如在广西某县境内变电站，在一次变电站建设研究工作中发现选址地下回填土厚度达10m左右，地下水位较浅，不适宜作为变电站主要建筑物的选址。因此在变电站的设计中需要重新确定选址。

二、变电站土建设计初步设计阶段

1、变电站总平面设计分析

变电站的总平面设计应该结合选址当地的环境、文化等因素，因地制宜地开展变电站的总平面规划设计。在设计中要注意减少投资、保护周边环境和自然景观等。在变电站的总平面设计满足防洪、防涝前提下，采取变电站区内土方自然平衡的建筑，不外购土方、不丢弃土方。而当土方自平衡超标，无法进行防洪、防涝工作时，应该在建设设计当中采用外购土方或在建设中加设防洪墙等。根据建设规范来对变电站中的建筑物进行合理的布置，将建筑物的建设向空中发展，使得平面布置变得更加紧凑。

2、变电站竖向布置设计分析

在变电站的竖向布置当中，有平坡式和阶梯式两种布置方式，而无论哪一种布置方式修需要尽量利用选址的原有地形，减少开挖量。根据选址的地形高差大小，来确定变电站的竖向布置方式，减少建筑施工工程成本。在变电站的竖向布置设计当中还要考虑基坑开挖土石方及边坡和挡土墙开挖量。例如如果采用阶梯式布置，那么两边最高最好不超过3.5m。既节约了挡土墙、边坡及挖填方的开挖量，又降低了变电站的工程造价。

3、变电站建筑结构设计

变电站设计的建筑面积需要根据其中的规模结构来确定，在满足基本功能的前提要，尽量减少占地面积。在实际的建设当中，可以将配电室、主控制室等房间综合建立在一栋楼房当中（图2），节省建筑单位的造价，在建设中采用框架结构，不但能够便于设备的安放，还能扩充面积。

图2变电站配电装置楼平面布置图

在变电站的结构建设中采用尽量采用天然地基。在建设中需要用老粘土来夯实地基，实际的建设中如果变电站的地基处在地下水位当中，需要深挖2.5m左右。当基础埋深过大时，需要使用毛石混凝土回填等措施。天然地基的承载力不够、土质不好或膨胀土地基等需考虑用换填土的方式来进行基础处理。对回填区填土压实系数要≥0.94，实测其承载力，当持力层的深度大于5m时，需采用桩基础，3m到5m以内超深地基建议采用毛石混凝土回填处理，其能够减少一定的工程成本。

三、变电站土建施工图设计阶段

1、总平面及竖向布置

总平面布置一般按初步设计确定的原则，无须大的调整，局部主要针对竖向布置调整，使确定标高最优，达到场平工程量最小，挡土墙和护坡量最小。

2、站区构筑物设计

变电站的土建施工现场需要计算场地的高程，以此来确定建设合理的挡土墙断面和边坡断面，而在挡土墙和边坡设计中应该充分考虑到当地的地质材料。简单处理逆坡的地质情况，如果是顺坡，则可考虑将护坡与挡土墙相结合进行建设。填方区挡土墙需要根据地基承载力情况来决定确材料和建设形式，在地基承载力较差的区域，应该将地基的面积适当放大，减少基础埋深。对于高度大于8m的地基需要采用扶壁式挡土墙。在满足站内电缆沟安全的条件下，寻求最短线路，集中布置减少分叉和交叉。具备条件时，宜选择使用工厂化预制构件，现场装配使用。电缆沟宽度应采用400mm、600mm、800mm、1000mm或1200mm等，以便盖板标准化制作。

3、建构筑物建筑、结构设计

变电站建筑物的建筑设计应该达到和周围环境协调的要求，不但要满足使用功能，还要尽量减少立面的使用面积。根据变电站当中的设备运行要求来尽量减少楼层高度。在满足结构使用的要求上，尽量采用砖混结构；在室外要尽量使用成型预制钢筋混凝土环形杆或钢管进行配电装置的结构构建。在建设变电站的过程中如果需要用桩来完成基础部位的构建，建议使用直径300到400桩径钻孔桩，减少使用人工挖孔桩，地基不符合要求时，严禁采用人工挖孔桩。

结论

在变电站的土建设计当中需要考虑多种因素，但只要抓住土建设计要求的重点就能达到预期的效果。由于变电站建设的地址各不相同，在建设中要进行因地制宜的考量，不能将建设要求生搬硬套，这样才能合理的优化变电站的土建设计要求。

参考文献：

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[2]周启帆，孔志增.变电站土建设计方案优化的合理化思考[J].中国新技术新产品，2015，11：103-104.

[3]王旭年.浅谈变电站土建设计[J].中华民居（下旬刊），2014，08：25.