浅析风电场升压站土建设计要点

浅析风电场升压站土建设计要点

杨天盛

新疆新能源研究院有限责任公司新疆830026

摘要：：风电场升压站是风电场的重要组成部分，担任着将风电场电能资源经升压站升压后送入外部电网的任务，对风电场乃至整个电力系统起到至关重要的作用。而升压站内土建设计则是升压站工程建设的重中之重，对升压站土建设计的研究一直都是新能源工作的重点。本文通过分析风电场升压站土建设计要点，并以此为研究的出发点，使升压站土建设计符合技术先进、安全可靠、经济合理、美观适用，为我国风电场升压站土建设计方面提供一定的可行性建议。

关键词：风电场升压站；建筑；结构；设计要点

引言

风电场升压站的土建设计应根据工程规模、电压等级、功能要求、自然条件等因素，结合电气布置、进出线方式、消防、节能、环保等要求，合理进行建筑物的平面布置和空间组合，在满足生产工艺的基础上，充分考虑建筑造型和结构的安全可靠性，注重建筑单体和群体的效果，并与周围环境相协调。土建设计要注重概念设计，重视结构的选型和结构的布置规则，优先选择结构抗力性能好且经济合理的结构体系，满足结构承载能力、稳定、变形、裂缝控制及抗震要求。同时还应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则，积极采用工程领域内的新技术、新工艺、新材料。

1、升压站站址选择

风电场升压站作为将风电机组产生的电能资源经升压站升压后送入外部电网的设施，站址宜靠近风电场中心，宜靠近主干道路，并宜便于架空和电缆线路的引入和引出。还应根据电力系统规划设计的网络结构、负荷分布、城乡规划、征地拆迁及交通运输等因素，综合技术经济和效益分析，选择最佳的站址位置。

1）升压站站址选择时，尽量利用荒地、劣地，不占或少占耕地和经济效益高的土地，并尽量减少土石方量。

2）站址位置要与风力发电场远期规划规模相匹配，满足出线条件要求，留出架空和电缆线路的出线廊道，避免或减少架空线路相互交叉跨越。

3）升压站尽量靠近主干道路，方便进站道路引接和大件运输。

4）选择站址时，应避开滑坡、泥石流、塌陷区和地震断裂地带等不良地质构造区域，应避让重点保护自然区和人文遗址，不压覆矿产资源。同时，尽量避免或减少破坏林木和环境自然地貌。

5）对于山区等特殊地形地貌的升压站，站址选择时应考虑地形、山体稳定、边坡开挖、洪水及内涝的影响。在有洪水及内涝影响的地区建站时，应当采取可靠的防洪措施，并充分利用当地现有的防洪、防涝设施。

6）站址选择应避开大气严重污秽地区和严重盐雾地区。

2、升压站总平面布置

1）升压站总平面布置应按最终规模进行规划设计，使站内工艺布置紧凑合理，功能分区明确，扩建方便。

2）尽量将辅助和附属建筑根据工艺要求和使用功能，结合工程条件采用联合建筑和多层建筑，提高场地使用效益，节约用地。

3）升压站内各建（构）筑物之间的最小距离需满足《风电场设计防火规范》（NB31089-2016）和《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）的相关要求。

4）站内主要建（构）筑物的长轴尽量沿自然等高线布置，减少开挖及回填工程量。

3、升压站竖向布置

1）当站址区域自然地形坡度在5%以内时，站区竖向布置宜采用平坡式；当自然地形坡度超过5%时，且站区范围内的原有地形有明显单向坡度时，站区竖向布置宜采用阶梯式。

2）升压站站内场地设计标高宜高于或局部高于站外自然地面0.5m，以满足站区场地排水要求。

3）场地设计综合坡度应根据自然地形、工艺布置、场地土性质、排水方式等因素综合确定，宜为0.5%～2%，有可靠排水措施时，可小于0.5%，但应大于0.3%。局部最大坡度不宜大于6%，必要时宜有防冲刷措施。

4）户外配电装置平行于母线方向的场地实际坡度不宜大于1%。

5）站区出入口的路面标高应高于站外路面标高，以防止雨水倒灌入站内。

4、升压站建筑设计

1）升压站建筑物的设计应做到造型协调、功能合理、分区明确、全站建筑风格造型协调统一，并与周围环境相协调。

2）升压站内同一幢生产建筑物宜按远期规划要求一次建成。

3）升压站内建筑热工设计应符合国家建筑节能方针政策，并于地区气候条件相适应。根据维护结构的材料、构造和导热系数，优先选用燃烧性能不低于B1级的热固性保温材料。当采用B1级保温材料时，应采用不燃材料做防护层，防护层厚度首层不小于15mm，其他层不小于5mm。

4）配电装置室、变压器室、电容器室、电缆夹层、中控室、继电保护室、通信室和蓄电池室等电气设备房间，其门外为公共走道或其他房间时，该门应采用乙级防火门，并应向疏散方向开启；直接通向室外的门应为丙级防火门；配电装置室的中间隔墙上的门应采用由不燃材料制作的双向弹簧门。

5）建筑面积超过250m2的中控室、通信室、继电保护室、配电装置室、无功补偿装置室及电缆夹层，其疏散出口不宜少于2个，楼层的第二个出口可设置在固定楼梯的室外平台处。当继电保护室、配电装置室、无功补偿装置室的长度大于7m时，应在房间的两端各设一个出口，长度超过60m时，应增设1个中间疏散出口。

6）建筑物非承重墙及框架填充墙，宜采用加气混凝土砌块或陶粒空心砌块等轻质材料。

7）有进出设备要求的门，其高度、宽度、开启方向应满足设备运输及安装检修的要求。

8）采用空调且无人长期工作的设备房间，风沙较大地区的设备房间应少开窗或不开窗。

9）风沙较大、台风地区的建筑物，外窗的开启扇宽度不大于600mm。

10）夏秋季多蚊蝇及飞蛾的地区，经常有人活动或有防小动物要求的房间应设置纱门和纱窗。

5、升压站结构设计

1）升压站建筑应根据建筑物的重要性、安全等级、抗震设防烈度等采用砌体结构、钢筋混凝土结构及钢结构等适宜的结构形式。

2）升压站内高度不大于24m的丙类配电装置室（楼）不宜采用单跨框架结构。当无法避免时，应采用提高框架抗震等级或全柱箍筋加密等措施进行加强。

3）由于变电站地处空旷区域且远离大气严重污秽地区，故结构设计时可不考虑积灰荷载。

4）构架柱可采用角钢或钢管格构式结构、人字型等截面钢管或钢筋混凝土环形杆结构等结构形式；构架梁宜采用三角形或矩形断面格构式梁、单钢管梁等结构形式。

5）设备支架的结构形式宜与构架相协调，可采用单钢管结构、角钢或钢管格构式结构和钢筋混凝土环形杆结构等结构形式。

6）变电构架优先采用人字柱结构，在满足运行、安装和检修条件下，也可采用单杆或单杆打拉线（条）结构。

7）人字柱的根开与柱高之比，不宜小于1/7。打拉线构架平面内柱脚根开与柱高（地面至拉线点的高度）之比，不宜小于1/5。

8）主变压器基础周围应设置贮油坑，油坑尺寸应大于设备外轮廓尺寸每边不小于1.0m，油坑四周挡油坎宜高出地面50mm～100mm。贮油坑内设卵石，其厚度不小于250mm，卵石粒径应为50mm～80mm。

9）电缆沟内应设置不小于0.5%（困难时不小于0.3%）的纵坡和不小于2%的横坡，在电缆沟最低点应设置集水坑及排水管将水排到站区雨水系统中。

10）为防止地面雨水流入沟内，户外电缆沟的沟壁宜高于场地设计标高0.1m～0.15m。当电缆沟切断站区排水通道时，应设置过水渡槽或排水导管等过水装置。

结语

土建设计作为风电场升压站建设的重中之重，其设计质量直接影响到风电场的运行及整个电力系统的安全。因此，在土建设计的过程中，设计人员一定要把握设计要点，因地制宜的制定合理的设计方案。同时还应善于总结设计中需要注意的问题，综合多方面因素考虑，促使升压站土建设计质量得到提升。

参考文献

[1]风力发电场设计规范（GB51096-2015）[S].北京：中国计划出版社，2015.

[2]风电场设计防火规范（NB31089-2016）[S].北京：中国电力出版社，2016.

[3]变电站建筑结构设计技术规程（DL/T5457-2012）[S].北京：中国计划出版社，2012.

[4]李鹏.浅谈变电站土建结构设计存在的问题及针对性措施[J].信息化建设，2016，（01）.