城市地下变电站的规划及设计分析

城市地下变电站的规划及设计分析

蒙伟莉

广西送变电勘察设计有限公司

摘要：随着社会不断进步，经济日益发展，城市规模日渐扩大。近年来，随着国民经济持续高度增长，我国很多城市正处于跨域式经济大发展阶段，进行更深层次的基本建设，尤其是大城市的中心城区。随之，城市地下变电站建设已发生了质的转变，需要充分考虑主客观因素，合理规划设计。以此，使地下变电站能够处于安全、稳定运行中，确保用电质量，有效解决中心城区缺电问题，不断促进我国新时期电力事业向前发展。

关键词：城市地下；变电站；规划；设计；分析

随着城市化进程日益加快，城市规模不断扩大，不同行业、领域的用电需求量日益增加，需要构建更多的变电站。但由于地下变电站建造的土建费用非常高，必须站在全局的角度，充分考虑各方面影响因素，合理规划，优化设计，特别是那些公共设施建造、建筑物，比如，绿地、公园，尽可能减少地下变电站建设成本，在考虑社会、经济、环境综合效益的基础上，不断促进城市地下变电站的建设，使其在满足各方面客观需求的同时，更好地发挥自身多样化的功能，实现最大化的经济效益。

一、地下变电站建设现状

1、国内外地下变电站建设情况

在欧美等发达国家中，很早就开始建设地下变电站，在20世纪60、70年代技术已经比较成熟，比如，日本丰岛地下变电站。而我国是在20世纪60年代，才开始建设地下变电站。由于受到一系列主客观因素影响，地下变电站规模非常小，经常发生安全事故，也没有受到相关部门的重视。随着改革开放的到来，市场经济兴起，我国地下变电站建设也受到相关领域的重视。就我国而言，北京、上海、烟台等大中城市是最早建立地下变电站的，上海人民广场构建的220kV地下变电站具有划时代的意义，是国际大型变电站之一，也是我国发展史上第一座超高压大型地下变电站，它的建成标志着我国变电站建设事业已经步入世界先进行列。在新时代，据不完全数据统计，我国建成的110kV及其以上电压等级的地下变电站就有近百座，80%以上都是110kV变电站。就其发展来说，该类型地下变电站将是我国未来发展的主要方向。

2、建设地下变电站的理由

随着城市化进程日益加快，大量农村人口涌向城市，特别是城市中心地带，大大增加了变电站的负荷，必修构建新的地下变电站，但其难度非常大。变电站和周围环境的协调要求相当高，很难把变电站建筑格调融入到景观、环境中。同时，城中心的用地非常紧张，很难征得合理的变电站建设用地，面积不大，设计要求相当高，难度非常大。面对这种情况，需要构建地下变电站。主要是因为地下变电站的主体建筑都在地下，只有小部分露出地面，能够和周围环境相协调。但是地下变电站的构建费用非常高，远远超出路面变电站建设，也不便于定期检修运行的设备等，已成为地下变电站发展的重要障碍物。为此，一定要合理规划与设计，实现最大化的经济效益、社会效益。

二、城市地下变电站规划

要先进行技术经济论证，要在经济相对可取的情况下，构建城市地下变电站。以上海城中心为基点，住宅区、金融区等都需要较大的高压电力，变电站深入负荷中心能够有效解决这一问题。但在建设过程中，存在一些难以解决的问题，比如，很难找到合适的构建位置，在构建过程中，由于受到噪声、电磁波对周围环境的影响，很难达到相关要求。还存在与周围环境的协调问题，主要是因为变电站结构具有其特殊性。但地下变电站具有一定的优势，比如，出地建筑面积非常小，不高，选址难度也不大，能够很好地周围环境协调。由于深埋地下，电磁波污染问题得到了有效的解决，还能在一定程度上防治噪声，减少对环境的污染。在考虑一系列主客观因素的过程中，构建地下变电站是非常必要的。

在新时代下，合理开发地下空间，优化利用土地资源已成为新时期的主要旋律。在构建地下变电站的时候，需要充分考虑相关内容。需要遵循“合理用地、节约用地”的原则，要知道该城市的整体布局、负荷分布具体情况。要考虑电磁干扰、运行噪声对周围环境造成的影响，还要考虑其他相关因素，比如，水文气象、抗震抗灾。以此，实现社会、经济、环境三效益。

三、城市地下变电站设计

1、建筑设计

就地下变电站建筑设计来说，需要考虑的因素非常多。在设计的时候，要客观、合理地考虑相关方面的专业要求，比如，消防、给排水，处理好它们之间的关系，尤其地面一些建筑和环境的协调，比如，出入口。要全方位考虑交通运输具有的可能性、方便性，变电站的防渗、防火等问题。在实际施工过程中，一定要考虑工程建设的特点，不断优化完善布置，设计出能够满足各方面客观要求的变电站。在设计过程中，需要对一些方面引起重视。第一、总图布置方面。在布置过程中，要处理好地面建筑、周围环境之间的关系，能够在保护原有景观的基础上，得到美化，要对地面建筑体量进行合理化的控制。在进出风口方面，要注意风口的朝向，避免出风口的风倒灌进入进风口，还要防止出风口的风对行人，避免安全事故的发生。第二、布置吊物孔。其孔口要尽可能靠近道路，为起吊提供便利，有效防止吊车进入变电站建筑上面。就地下建筑而言，需要不断完善对应的平面布置，尽可能缩小建筑面积，保证设备运输管道通畅。如果设备比较重，需要靠近吊物孔布置，缩短运输通道长度，需要把较重设备是设置在底层。

2、电气设计

地下建筑不同于地面建筑，具有其特殊性，其电气设计极易受到土建设计的影响。同时，地下建筑的构建需要花费大量费用，需要实现最小化的建筑面积、建筑层高。在设计过程中，要简化其中的主接线结构，并具有一定的稳定性，主设备要具备较高的可靠性，尽可能选用那些小型的设备，无油化设备，具有较好的防火性能。在布置设备的时候，要尽可能紧凑，提高地下空间利用率，可以把电缆进出口和外面的隧道相连接，缩短电缆长度。

3、结构设计

和地上变电站相比，地下变电站结构设计有着很大的区别。以上海地区为例，地质复杂，地下水位非常高，又是软土层。在设计结构的时候，一定要充分考虑这些因素。一是：地下变电站的基坑深度不能低于15米，远远低于高层建筑地下室基坑。在设计过程中，要充分考虑各种影响因素，比如，地质情况、施工技术，制定可行的方案，使地下变电站基坑具有其稳定性，确保周围建筑结构的安全。二是：由于地下变电站的荷载不同于地面变电站，必须考虑对应的相关因素，比如，水压力、土压力。需要进行防渗设计。主要是以为上海地区的地下水位比较高，施工困难。在建成之后，外墙等存在很大的水压力，电气设备不能触碰水。为此，在设计的时候，需要对节点设计引起重视，比如，地下连续墙接头、地下连续墙和土的摩擦力，要适当在增加建筑结构物自身的重量，保证建筑结构具有一定的安全性。

四、结语

总而言之，在新时代下，城市地下变电站规划、设计非常重要。它能够最大限度减少城市地下变电站建设成本，缩短工程建设周期，避免返工现象的频繁出现，提高变电站建设效率与质量。同时，在投入使用后，系统设备能够处于安全、稳定运行中，避免安全事故的频繁发生，减少运营成本。同时，构建地下变电站能够提高土地资源利用率，和环境协调发展，具有较好的综合效益。

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