论变电站土建设计中常见问题与对策

刁敏等

【摘要】变电站与人们的生活密不可分，变电站的设计直接影响人们的生活质量和一些大型系统的运行。本文针对变电站设计中存在的问题进行分析，对如何做好变电站设计进行了探讨分析。

【关键字】变电站设计、常见问题、设计方法

前言

变电站土建设计是一项复杂、庞大的工程，要从变电站的特点入手，分析现阶段我国变电站设计存在的问题，然后综合讨论，全方位分析。

一、变电站土建设计中存在的问题

1.选址不合理。变电站内电器设备电压高，电流大，电路系统复杂，一旦发生洪涝、特大暴雨、冰冻、雷电等不确定的自然灾害时，电气设备极易损坏，若发生短路，极易引起火灾或者爆炸。若选址不合理，选在低洼易涝地区或者暴雨频发以及雷电多发地区，极易发生事故。影响正常供电。所以在变电站的土建设计中，应做好变电站的选址工作，力求布局合理。站址标高应高于本地50年一遇洪水位和历史最高内涝水位。

2.变电站内建筑设计不合理。安全问题突出变电站内部需要安装大量的电气设备，这些设备对工作环境要求不同。变电站土建设计人员在设计变电站的主体建筑结构时，若不综合考虑，对可能出现的安全问题不采取相应的预防措施，变电站内部极易发生火灾。不但影响变电站的正常供电，而且还威胁到了变电站工作人员的生命安全。

3.建筑物结构质量直接关系到建筑物的使用寿命。若在建设变电站时，选用的建筑构件不合理，变电站选址时地基不牢固或者建设时只追求减少工程量，在没有夯实地基的情况下就匆匆施工，造成地基不牢固，这都会造成建筑物的结构性能差，影响变电站的安全性和使用寿命。

二、变电站土建设计的特点

1.变电站设计具有较高的技术要求、较高的资金需求。变电站由于涉及高危险性电类装置需要良好的维护与保养，作为稳定性的需要，高额的资金投入是必然，同时对高新电力操作系统的使用也需要工作人员的高技术性。

2.变电站设计受地形影响较大。变电站的选址是土建设计阶段的重要一项，因为变电站需要较高的稳定性也就需要选址于自然环境对变电站影响最低的地点。地形起伏的南部丘陵地区或多盆地重叠如梯田的一部分北部地区会加大材料运输难度，同时这些地形受到土质影响有发生泥石流的可能都不宜建设变电站。变电站多建设于地势较缓且土质较硬地方。由于变电站的高危险性我们还需考虑到对人畜的影响，因此平原农田中部以及山坡平缓处成为较好的选择。

3.变电站占地规模不确定。变电站的占地规模受变电站电压等级，设备设施分布而定。如高电压等级的变电站必然需要大规模布线以及较高的安全防护措施，同时需要配备检修、值班等多项辅助措施，这样就需要较大的占地规模。布线的规模就意味着电压的等级高低，对于高以及超高电压变电站需要严格的监控和高要求的设备管理，同时由于超高电压的传输规模会遍及周边较大范围这样就需要较多的管理人员，管理人员的工作室以及住宿等一系列生活必须建设就加大了规模。同理对于小电压的变电站规模依据资金投入和相关部分所要求的规模进行建设。

三、变电站的设计优化

1.变电站站区给排水及消防系统方案设计与优化。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，因此可以考虑通过市政供水或打井来满足供水方案设计。变电站的排水系统应根据站区面积、污水处理装置容积采用合流或分流排放。变电站场地内设置检查井、雨水口，地面以自然排水为主。对于变电站的消防系统方案设计，应当检查设备、建筑物相互之间的距离是否满足消防规定，当达到消防规定的间距标准时可以不做处理；当达不到间距标准时，应采用防火墙或者防火窗来处理。

2.屋外构支架的设计与优化。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，当采用联合构架时，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（钢管杆与水泥杆）进行科学的比较分析，选出与变电站使用周期相符合的杆体材料，从而达到降低成本的目的。

3.围墙、电缆沟的设计与优化。为了提高施工效率，加快工程进度，实现现场组装和工厂化制作，一般采用装配式围墙。变电站的电缆沟也应尽量采用现场装配施工的方式，根据智能化变电站工程特点，减少或者取消地下电缆沟的数量，采取电缆埋管、预制电缆槽盒和预制电缆沟相结合的方式，从而使全站作业条件得到改善，管沟施工质量得以提高，施工进度大大加快。

四、变电站土建结构设计的具体方法

1.做好整体牢固性的设计。除了结构构件要有足够的承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处局部破坏时不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度。这就要求设置合理的构造系统，采用必要的构造钢筋，采用有利于结构耐久性的最小配筋率，配置限裂钢筋。消除不合理的约束因素，合理设置变形缝或后浇带。对特殊环境中的混凝土，应通过计算和试验给出较为准确合理的配合比，努力提高混凝土的抗拉强度。在《变电站建筑结构设计技术规定》中对站内生产用房、辅助及生活建筑荷载效应、房屋建筑的结构形式的选择等都作出了具体的规定。

2.做好结构的安全耐久性的设计。这主要是我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害。因此，我们要对土建结构工程使用阶段的正常检测与维护。结构耐久性和使用寿命的概念与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，为了保证结构安全性和耐久性，变电站工程在建成后的使用过程中应该进行定期检测和维护。

3做好结构的抗震性能的设计。建筑物的抗震能力与场地条件有密切的关系，场地条件包括地质构造，地基土质和地形，对建筑物震害有着明显的影响，变电站建筑物如建在地震断裂带及其附近，地震时最易倒塌，因此，选址时应避开地震带。 地基基础和上部结构是协同工作的，不能只重视加大基础和加强上部结构，更应重视地基的处理。因为再大的基础断面相对地基来说，也是较弱的，而地基处理是治本的办法。本地区为湿陷性黄土区，为了消除其湿陷性，根据规范要求，一般可采用换土、垫层、打桩等办法，且不应把未经处理的湿陷性黄土作为持力层。 结构选型应根据建筑物的基本条件来决定，合理的结构选型，可加强结构的整体刚度。同时，增强结构构造连接，是减轻地震灾害，提高抗震能力的前提条件。结构选型应有明确的计算简图和合理的传力途径，应具有必要的強度和良好的变形能力，避免因部分构件失效而导致整个结构的破坏。

五、结束语

我国正处于高速发展的时期，电力系统是维持国家经济发展的重要系统。因此在变电站土建工程的设计施工中要严格把关，提高对设计的要求，保证变电站的质量，节约施工成本，最终达到促进我国经济建设的目的。

参考文献：

[1] 谢瑜.变电站土建设计要点分析[J]. 中国高新技术企业. 2011（28）

[2] 许永安.浅谈变电站土建设计中的几个问题[J]. 山西建筑. 2011（07）