变电站设计中“两型一化”理念的实践与反思

变电站设计中“两型一化”理念的实践与反思

唐凤芹

身份证：320922198411114482

摘要：基于“两型一化”设计理念，探讨了变电站设计的实践举措与反思。首先分析了“两型一化”在变电站设计中的必要性，随后详细阐述了设计论证、场地集约化设计、材料选型设计以及能耗控制设计等实践举措，最后，对“两型一化”在变电站设计中的实践经验进行了总结和反思，以期为未来变电站设计工作提供新的思路和方法。

关键词：变电站设计；两型一化；资源节约；环境友好；工业化

1  引言

随着我国经济的快速发展，电力需求也在不断增长。为建设资源节约型、环境友好型和工业化的变电站建设局面，国家电网公司提出了“两型一化”的变电站建设理念，以满足新时代电力事业的发展需求[1]。资源节约型要求通过优化布局，以减少土地占用；选用高效节能设备和推广可再生资源，旨在减少对传统能源的依赖，并降低建设和运营成本。环境友好型要求采用环保材料和工艺，注重减少污染物排放和优化绿化设计，以降低对环境的影响。工业化则致力于实现标准化、模块化和智能化，以提升电力行业的现代化进程。

2  变电站设计中“两型一化”的应用必要性

在变电站设计中的“两型一化”理念首先体现在成本控制上。“两型一化”理念倡导资源节约，通过优化设计方案和采用高效节能设备技术，可以使变电站建设过程中的材料消耗和能源消耗得到有效降低，从而达成成本控制的目标。在变电站的土建、电气接线和设备选择等环节进行优化设计，减少浪费和损耗，同时运用绿色施工技术，如复用旧材料和选用环保材料，进一步降低建设成本。

环境保护是当前社会发展的重要议题，在变电站设计中应充分考虑其对环境的影响，避免对自然环境、人文环境及地下微生物环境造成破坏。例如变电站选址优先考虑空间利用，避免占用生态敏感区域；采用集约化设计，提高土地利用效率；使用节能、环保的建筑材料和设备，减少能源消耗和排放；采用绿色施工技术，如减少施工噪声、控制施工扬尘等，以最大程度减少对周边环境的影响。这些措施的实施不仅提升变电站的环保性能，也提升电力行业的整体环保形象。

“两型一化”理念还强调在实现基本功能的同时，剥离无用、冗余功能，提升变电站的设计水平和工业化程度。在变电站设计中，应优先考虑电气系统的设计需求，确保电气系统的安全性和稳定性；在此基础上，进行其他土建结构设计、辅助设计等工作的研究，以提高土地应用效率；注重变电站的可靠性和可扩展性，以适应电力需求的增长和技术进步，并保证变电站的可靠性，避免因设计缺陷或施工质量问题导致故障的发生。

3  变电站设计中“两型一化”的实践举措

3.1  设计论证

在“两型一化”的设计思路下，变电站设计应强调综合性，注重经济效益、环境效益和社会效益的协调发展。开展设计工作前应明确以“两型一化”为基本思路的设计目标和原则，注重节约资源、环保和工业化应用，并结合当地实际情况来考虑变电站的具体功能，确保设计方案的实用性。在确立设计目标和原则的基础上，应制定多种不同的设计方案，分别体现不同的侧重点，如经济效益最大化、土地使用集约化、绿色水平最突出等，通过对比不同方案的优势和劣势，为后续设计论证提供依据。最后的设计论证环节建议邀请有变电站设计经验、土木工程建设经验、造价管理经验等方面的专家，组成专家论证小组，对不同的设计方案进行深入分析，综合考虑方案的造价水平、绿色水平、工业化水平等因素，选取能够兼顾上述三个基本要求的方案作为草案。在此基础上，再进行二次、三次论证，直至方案最终满足“两型一化”思路的细节要求。

3.2  场地集约化设计

“两型一化”中资源节约理念要求变电站的设计方案能够有效降低能源消耗和材料使用，提高资源利用效率，尤其是对于变电站的场地占用方面，应加强设计的集约化，以节约土地资源[2]。例如在某500kV配电装置得设计过程中，采用传统的设计思路往往间隔宽度较大，占地面积大。为实现土地使用的集约化，可以GIS组合电器集成化的设计方式来减少占地面积；采用光纤通道的设计方式替代普通通信模式，减少通信线路占地；优化电气间隙控制，在确保安全的前提下缩小设备间距。通过这些措施，可将500kV配电装置建设间隔缩短至25m以下，显著节约土地。在此基础上，可以进行以“工业化”为目标的建筑配置方面的优化设计，采用从中间向四周配置工作设施的模式，逐步进行土地使用的配置。在确保核心功能满足需求的前提下，合理规划办公设施、生活设施等辅助设施的位置和规模。

3.3  材料选型设计

“两型一化”理念倡导资源节约与环境友好，在变电站设计过程中通过合适的材料选型可以减少非必要的投入，实现资源的节约，减少对环境的扰动。变电站工作室内的材料选取设计应主要考虑静电控制、防火安全等因素，避免使用各类金属材料，而以复合材料、木料为主[3]。例如可以采用PVC地板，其优良的绝缘性能和耐磨性有助于减少静电产生和延长使用寿命；水泥砂浆地面具有良好的承载能力和耐磨性，适用于重载区域的铺设。变电站室外材料应关注防腐蚀能力，以适应室外复杂多变的气候环境和化学腐蚀。例如采用防腐涂层设计，在材料表面涂覆防腐涂层，可以有效隔绝腐蚀介质，延缓材料的腐蚀速度；根据变电站所处区域特点，因地制宜地选择材料，也是实现资源节约和环境友好的重要手段。以北方地区的变电站设计为例，从保温角度出发，可以在设计过程中采用苯复合材料建设建筑围护结构，能够有效避免室内热量散失，减少冬季变电站内温度调节方面的支出，这种材料还具有良好的防火性能和耐候性能，能够适应北方寒冷干燥的气候环境。通过优化保温材料选取设计，不仅可以实现节能降耗的目标，还能够提高变电站的运行效率和经济效益。

3.4  能耗控制设计

在变电站设计中，工业功能突出化设计是确保核心功能得以履行的基础。通过削减非必要的冗余功能，降低能耗，提高运行效率。在条件允许的情况下，可增设补偿系统和储能系统。在变电站改造工程中，可采用可再生、可循环利用的材料，减少对自然资源的消耗。例如，使用混凝土进行土木工程建设时，可收集工程施工区域内仍有使用价值的木料，制作复合板材，提高材料利用率；对废旧混凝土进行破碎处理，加工成混凝土骨料用于施工，减少新材料的开采和加工成本。为避免中央空调能耗高的问题，可采用分散配置的独立空调方式，根据不同区域的功能需求和温度要求，单独为办公室、电能系统作业区、生活区等提供暖通服务。这种方式能够有针对性地改善变电站综合设计水平，减少不必要的能耗支出，同时也应注重空调的能效比和制冷效率，选择高效节能的空调设备，降低运行成本。

4  变电站设计中“两型一化”的实践反思

4.1  经验推广

“两型一化”设计理念不仅注重经济效益的提升，更强调环境友好和资源节约。在实践中部分地区已经成功地运用了这一理念，积累了丰富的积极经验。首先，土地集约化设计思路是其中的重要一环，通过合理的土地利用规划和布局，实现了变电站建设的紧凑性和高效性，有效地节约了土地资源[4]。其次，土方自平衡思路的应用也是实践中的一大亮点，在施工过程中，通过利用建筑废料进行基坑填埋等作业，减少了外运土方和建筑垃圾处理的支出。这些实践经验都具有非常重要的推广价值[5]。

4.2  规避不足

在应用“两型一化”理念进行变电站设计时，虽然取得一些积极成果，但同时也存在一些问题和不足。在设计过程中，一些设计单位或设计师过分追求资源的节约，导致某些关键性功能指标受到影响，如电气设备的布置、安全距离的确定等；部分地区为减少环境扰动、节约建设资金，在办公和生活区域的建设上投入不足，导致变电站内工作人员的办公环境和生活条件较差，不仅影响了工作人员的工作效率和生活质量，还可能对变电站的综合建设水平造成负面影响。针对这些问题和不足，在具体变电站设计过程中，应注重平衡资源节约与关键性功能指标的关系，加强办公和生活区域的建设投入[6]。具体来说，变电站设计过程中追求资源节约的同时，不能忽视关键性功能指标的重要性，设计师应根据变电站的实际需求和运行特点，合理安排电气设备的布置和安全距离的确定，确保变电站的安全运行和高效运行。针对办公和生活区域设计不当的问题，在设计过程中应充分考虑工作人员的需求和舒适度，合理规划办公和生活区域的空间布局和设施配置，并注重环保和节能技术的应用，提高变电站的综合建设水平。

5  结语

变电站设计过程中，“两型一化”理念具有重要现实意义和广阔应用前景。通过深入理解和实践这一理念，我们可以推动变电站设计的创新和发展，实现电力行业的绿色、高效和可持续发展。未来，我们将继续加强对“两型一化”理念的研究和实践，探索更多符合新时代电力事业发展需求的设计方案和技术手段，从而为整个电力行业工程设计工作持续注入新的活力。

参考文献

[1]许学亮, 周晋中. “两型一化” 在变电站设计中的应用[J]. 电力技术, 2010 (1): 47-49.

[2]曹林放, 叶军, 徐萍. “两型一化” 110kV 龙湾变电站设计[J]. 上海电力, 2008, 21(1): 82-84.

[3]Daojun D, Hao T, Rui X I A, et al. Study on the bending bearing capacity of prefabricated magnesium oxysulfide composite exterior wall panels[J]. New Building Materials/**nxing Jianzhu Cailiao, 2021, 48(3).

[4]庄碧珊. 标准装配式智能变电站建设中 “两型一化” 的应用及成效[J]. 科技与创新, 2017 (23): 140-141.

[5]王星. 装配式变电站建筑物土建设计探讨[J]. 城市建筑与发展, 2023, 4(7): 40-42.

[6]张晓妍, 白秀梅, 陶国栋, 等. 数字化设计在全户内变电站工程中的应用[J]. 内蒙古电力技术, 2020, 38(02): 52-56.