变电站建筑设计中存在的问题及对策

2014-12-25杨光

城市建设理论研究 2014年37期

杨光

摘要：为了加快城市化的建设步伐和适应城市环境的巨大变化，构建变电站应当避免出现影响变电站设备安全和附近居民正常生活的因素。因此，变电站的建筑设计必须符合其主要的原则，把握好选址阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段。本文说明了变电站建筑设计的主要原则，并详细阐述了变电站建筑设计中存在的突出问题，并详细阐述了解决的对策。

关键词：变电站；建筑设计；地基基础；选址；总平面布置

中图分类号：TM411文献标识码： A

一、变电站建筑设计中存在的问题

（一）变电站建筑设计的选材问题

鉴于混凝土具有良好的牢固性和耐久性的特点，一直以来，我国的变电站建

设都选用它作为建筑材料。但是，在不同的环境中，应该结合当地的地理特性来选择建筑材料，一味的使用混凝土材料，使在许多地区的变电建筑出现了混凝土开裂、钢筋被当地水土腐蚀，发生锈蚀的现象出现。甚至，有些地区因为混凝土材料的分解，导致设备的电路损坏，出现漏电、火灾等故障。这些都是当初设计选择材料不合理造成的。

（二）变电站建筑设计中地基不均匀沉降问题

任何建筑物的地基在建筑物的荷载影响下都会发生不同程度的沉降，有的是

均匀沉降，有的可能是不均匀沉降。但是变电站一旦发生过量的地基沉降，就会

使变电建筑发生倾斜或是墙体开裂，这就给电力供应工作带来了严重的隐患。在变电站的地基设计时，要综合的考虑结构、基础以及地基三者间的相互影响，从结构、施工等方面入手，寻找科学的解决沉降的办法。

二、变电站建筑设计的原则

（一）可靠性

变电站的设备正常运行需要土建工程安全可靠的支撑，设计中的模块经过重新组合后，依然能够保证变电站电气设备安全使用的可靠性。

（二）先进性

变电站的设备选型应当先进合理，站址占地面积较小，并注重环境保护，土建设计中的各项经济技术指标具有先进性。

（三）经济性

安全可靠、技术先进、造价合理、追求性能价格比最优，满足变电站的基本功能和核心功能，剥离无用、重复、多余功能，同时，力求设备的寿命周期内实现企业最佳的经济效益。

（四）实效性

建立变电站土建标准化设计的滚动修订制度，伴随着电网的发展与技术进步，对土建设计不断地进行更新、补充和完善。

（五）和谐性

变电站的整体形象和变电站周边的人文环境协调统一。

三、变电站建筑的选址

（一）站址的选择必须符合当地政府规划的要求

设计人员在选址前应到当地规划和国土等政府部门收集城市规划和土地利用总体规划资料，拟建的当地工业区变电站还需收集到工业区的相关规划。按照国家土地使用相关要求，为了建设资源节约型、环境友好型的电网，对于耕地与经济效益比较高的土地应该少占用或者不占用，应当尽可能地利用劣地与荒地。对于基本农田保护区，除通过国土部门对土地利用总体规划进行调整外，不得占用基本农田。站址的选择还要了解站址的规划情况，避免与城建、公路和铁路等公共服务市政设施的规划相冲突。

（二）站址的选择还要注意周边环境的影响

特别要了解清楚选址周围是否有军事设施、通信设施、机场、导航台、风景旅游区等，如果有以上设施存在，则需按照国家规程规范要求，避开安全干扰距离，并应获取相关部门协议的批复意见。同时，还要了解站址区是否存在政府划定的矿产资源、历史文物等。

（三）其他考虑因素

除了上述提及客观的因素影响选址外，水文气象、站址工程的水文地质条件、站用电源、站区供水水源条件、防洪排水及大件运输，甚至拆迁赔偿等，也是我们需要了解的内容。设计人员应当尽量选择地形较为平坦、进站道路较短且缓、拆迁量比较少、能够直接对水源进行利用、日后运行方便的站址。特别注意的是，220 kV等级及以上的变电站要满足高于百年一遇的洪水位的要求。我们必须对这些方面进行全面比较分析，以保证站址的选择具有可行性，进而提出推荐站址。

四、变电站建筑设计各个阶段的设计要点

（一）可行性研究阶段

1、了解土地属性

站址位置确定后，应该还要了解用地范围的土地属性，并收集当地土地征用费、拆迁赔偿费、建筑材料供应情况。站址的位置尽量少占水渠、池塘、经济农田、经济林木和退耕还林用地，尽量不拆迁房屋、搬迁线路或坟墓，特别是古坟墓。必要时采用总平面局部切角、平移、旋转等，减少赔偿费用，降低总体造价。

2、地质条件

在可行性研究阶段，土建设计的另一个重要的关注点是选择的站址是否存在不利于建站的地质条件。因此，岩土勘察时，应该说明站址区域地质构造、地震活动情况及其地震基本烈度，对站址及边坡的稳定性做出合理性评价。同时还需简要说明岩土的物理性质，并了解站址及其附近地区是否存在滑坡、土洞、溶洞、地下暗河等不良地质作用的影响，分析其危害程度和发展趋势，提出有效的防治措施。土建设计人员应根据站址挖填区和各土层的物理条件等提出合理的地基处理方案。

（二）初步设计阶段

1、总平面的布置

土建设计的总平面布置图应当以电气专业为主，在满足电气功能需求的同时，尽量从进出线、电气安全距离、消防、运输等方面进行优化，并根据规程规范对各建构筑物进行合理布置。

2、竖向的布置

根据电压等级，结合设计规范，在满足百年一遇或者五十年一遇洪水位或内涝水位的前提下，对现有的地形条件进行充分利用，以及考虑变电站场地的排水情况后，场地平整可以采用平坡式、斜坡式或者阶梯式的布置型式。在满足防洪和防涝的前提下，站区的标高应当尽量以站区内土石方量自平衡的方式确定；如果土石方量不能自平衡，则可对技术经济方面进行比较，探讨采用外购土方或者利用防洪墙等设计方案。

边坡设计是竖向布置设计中很重要的一项任务。边坡的高度是场地平整后确定的，其坡率是根据岩土工程地质经过实验并经边坡稳定性计算后确定的。根据边坡高度可采用挡土墙、护坡或者两者结合，属于高边坡设计，需编制专题报告。

为了使边坡稳固且不受雨水冲刷，防止水土流失，在坡顶和坡脚应设置截（排）水沟。

3、建筑结构设计

建筑外立面力求融合周围环境特点，在条件允许时，站内建筑物尽量采用混凝土框架结构设计，提高抗震能力和扩大空间，以便于电气设备安装。建构筑物地基处理方案应根据地质情况进行选择，从投资和施工角度考虑，优先采用天然地基，回填土较厚时可依次选择换填、墩基、桩基等处理。

（三）施工设计阶段

1、总图设计

场地处理一般采用绿化方式，缺水地区可采用碎石场地处理，操作小道铺设路面砖，采用实体大门，电缆沟采用内嵌式角钢包边或复合材料的盖板等。

2、建筑设计

户外变电站总建筑面积不大于1200m2，变电站的通信机房面积60m2考虑，建筑物外墙颜色采用国标《常用建筑色》规定的蓝色、灰色和白色，建筑物外墙门采用防盗的不锈钢甲级防火门等。

3、结构设计

站内建筑物采用框架结构，220 kV构支架采用钢结构等。

4、给排水专业