浅谈变电站土建设计要点与优化措施

刘彦东

刘彦东

（国网沧州供电公司）

摘要：变电站的建设离不开土建工程设计，因此，研究变电站土建设计的要点及如何进行优化措施一直是广大电力工作者聚焦的问题。

关键词：变电站；土建；设计要点；优化

作为电力工程中一项重要组成部分，变电站的建设质量直接影响到工业生产及人们日常生活用电供应的稳定性。而与变电站相关的主要工程建设之一就是土建工程建设。在土建工程建设的过程中，把握其工程设计的要点，并不断地进行优化和改进，对提高整个变电站建设的质量具有重要的意义。

一、变电站土建设计要点

变电站土建设计的要点包括以下几点（如图1所示）：

1.1前期选址阶段

变电站地址选择的第一个阶段是确定变电站负荷中心的位置，位置确定之后，应综合考虑负荷分布和网络结构等方面，在尽量减少土石方量的基础上，不占或者少占耕地，多利用经济效益低的荒地、劣地等。需考虑以下几个方面的因素，对初步选定的变电站位置进行综合分析：变电站站址选择应尽量节约用地，利用经济效益低的土地，由于变电站多建在山坡及较偏远地区，应特别考虑交通运输方面是否能满足需求；变电站站址选择应与城市建设规划相协调，应避开公路、铁路等公共交通线路；变电站应与周边环境相协调，在站区附近有游览区、飞机场、军事基地等场地时，需要获得相关部门批准后才能建站。

1.2可行性分析

在变电站站址选择之后，经过相关部门审查批复，详细论述批复站址的建设方案，重点解决批复站址的可行性问题，这是变电站土建专业可行性研究阶段的主要工作。可行性研究阶段与选址阶段相比，应充分论证以下几个方面。

①地基处理以及地下隐蔽设施的处理，根据具体情况，在可行性研究阶段，通过评价站址方案的稳定性，对站址及附近区域是否有滑坡、溶洞、不良地质等进行判断，并提出防治措施。

②占地面积。通常各类变电站都有一套标准化的设计方案，以便于满足相关的设计规范或者完工后的维护管理。但我国的土地资源较为紧缺，因此，在变电站可行性研究的过程中，应当依据工程具体情况，适当地优化标准方案的中的平面设计。

1.3初步设计阶段

①总体平面的布置设计。这一环节的侧重点是优化道路运输、引接、进出线位置以及安全距离等方面，合理安排已确认规模的建筑物，并严格按照国家规范和电力系统的规程，尽量减少平面用地。

②建筑、结构的设计。建筑的设计要在满足设备运行的条件下，尽量减少建筑面积，节约投资；在结构设计的过程中必须严格遵照国家建筑规范的要求，即建筑物如果低于3.6m，可运用砖混结构，如建筑物高于3.6m，则必须采用钢筋混凝土结构或框架结构，以便于所设计的建筑完工后具备一定的承载力或者满足抗震要求。

③基础和地基处理选型的设计。设计人员应当从专业角度全面分析施工的难易程度及经济性，根据初步勘察报告选定一套最优最经济的设计方案。最后是竖向布置的设计，通常分为平坡式和阶梯式两种布置方式，两种布置方式在施工的过程中，都应该平衡填挖方量，将施工场地内的平整填挖方量减到最小。

④整个站区的排水设计。排水设计是每个变电站设计的重点部分，如果排水做不好，对以后的运行维护将会带安全隐患，因此在初步设计阶段要充分论证变电站出水口点标高是否低于最终排到的站外出水点标高。

1.4施工图纸设计阶段

通过初步设计审查后，就土建专业来说，对土建总平面布置、地基处理方案、基础选型等都有了明确的审查意见。施工图设计阶段就是依据初步设计审查意见，要按照现行的规程以及规范或者国家标准，先从局部后从整体进行设计，设计的原则是不超过初步设计审查确定的范围。在对所有的厂家资料、电气提资、尺寸进行判断，并且确认无误后，按要求进行设计。

二、变电站土建设计的优化措施

2.1站址设计方案的优化

对于变电站站址方案的优化设计，首先，对比几个可供选择站址方案，选择更经济、可行的方案。由专家对其可行性进行一个初步的评判，然后对其不合理的部分进行适当的改进。注意对专家审查意见的采纳，然后筛选出最好的方案。在评定方案的过程中，最好能够确立一个比较科学合理的指标，然后充分结合工程的实际情况进行细节修改及方案选择。一般情况下，可设置1~2个备选站址方案，以便后期情况有变或者特殊需要。

2.2主要建构方案设计的优化

在变电站建设过程中，其主要建构方案的设计有4部分组成：结构方案、基础和地基处理方案、平立面方案以及暖通风和水工方案。对于结构方案的设计来说，目前绝大多数的变电站都采用钢筋混凝土的框架结构，构架和支架上使用钢结构。对于基础和地基处理方案的设计来说，地质较好情况下采用天然地基处理技术；而对于建设中填土较厚的情况，通常采用强夯法；如果碰到淤泥很厚的情况，则适合使用的方法有水泥土搅拌桩法及预压法等。对于变电站暖通风和水工方案的设计来说，最主要的目的是维持设备的运行和消防的需要。对于平立面方案的设计来说，平立面的设计不仅要美观大方，而且还要能够保证各个功能房的空间足够，满足电气规程、规范的要求。

2.3电缆沟的优化

在建设变电站电缆沟时，如果条件允许，要进行现场组装。并且根据数字化工程的特点，将地下电缆沟的数量适当减少或者完全取消，然后采用预制电缆沟、电缆槽盒与电缆埋管共同结合的方式，能够全面改善变电站施工条件，对提高施工的效率和质量具有很重要的意义。

2.4屋外构支架设计的优化

变电站屋外构支架的结构选型和布置方式根据电气主接线方式进行选择。为了达到减少纵向尺寸和节约占地面积的目的，采用联合构架时，有的间隔可以采用两个间隔一跨，构架纵向中部设置单端支撑。运用LCC全寿命比较分析法对屋外构支架的材料进行科学的比较分析，选出与变电站使用周期相符合的杆材料，从而达到降低成本的目的。

2.5排水与消防系统设计的优化

变电站的给水系统主要包括生活给水和消防给水，这两个系统最好分别设置。变电站的生活给水和消防给水量都不多，因此，可以先考虑通过市政供水来满足供水方案设计。变电站的排水系统应采用分流排放。对于变电站的消防系统方案设计，首先应当检查设备、建筑物相互之间的距离是否满足消防规定，达到消防规定的间距标准时可以不做处理，但是达不到间距标准时，应采用防火墙或者防火窗来处理。

2.6暖通系统设计的优化

在土建工程建设过程中，为了实现水资源的节约，通常在建设变电站内的卫生间时，采用智能环保的卫生间。因此，技术人员在设计暖通系统时，通常都会设置节能型的变频空调以及排风机，以便降低整个变电站全年的能源总消耗量。

结语

总之，变电站是我国电力工程中建设中一个重要的组成部分，而土建工程的设计和优化则是变电站建设中的一项重要工作。其设计和建设的质量，直接影响到变电站建设的整体质量。掌握土建工程的设计要点，并对其进行不断的优化改进，对提高整个变电站建设的工程质量，保证变电站的稳定运行及正常供电具有极其重要的意义。

参考文献：

[1]陈展鳌.变电站土建设计中常见问题与对策［J］.广东科技，2013（16）.

[2]王建中.变电站土建工程施工监理措施［J］.江西建材，2013（1）.

作者简介：

刘彦东，单位：国网沧州供电公司研究方向：变电土建设计。