变电站土建设计要点及优化策略探究

2019-03-07伍书吟吕天舒

中国设备工程 2019年4期

伍书吟，吕天舒

（营口电力勘察设计咨询有限公司，辽宁营口 115000）

社会的发展离不开电力资源的支持。为应对用电需求的逐年递增，近些年来，电网优化和革新的资金投入提高，这对变电站的土建设计提出了更高、更新和更具体的要求。如今的变电站土建在设计和规划上更加重视环境保护与节能减排，也在保证变电站工程总体效益的前提下减少工程成本。

1 变电站在进行土建设计时的阶段性要点

变电站在开始土建设计工作之前需要规划各个阶段的实际要点和思路，保证每个阶段工作的具体、周到，才能提高土建设计方案的可行性和可靠性。一般而言，变电站在进行土建设计时需要注意的阶段性要点包括以下几个方面，如图1所示。

图1 变电站土建设计阶段要点

1.1 选址阶段的要点

在选择变电站的土建地址时首先要确定变电站负荷中心所在的具体位置，这是顺利高效地开展后续其它各项工作的关键，也是对变电站建设施工各个环节的综合性的分析探究工作。对变电站所需要具备和体现的使用功能进行全面考虑，并针对电网负荷与结构的相关影响因素作出进一步的设计，详细对比设计方案和建设用地的实际情况，尽可能缩减耕地的占用面积，以提高变电站综合效益为考量标准，将土建地址选择在城市周边的荒废区域或是比较经济实用的土地范围之内。具体而言，在选择变电站的建设地点与位置时，要清楚掌握变电站选址周围的道路交通情况和地形情况，既要满足变电站建设在离居民住宅较远的地区，又要保证交通运输情况可以达到变电站建设和使用的基本要求。在确定变电站的建设地点时也要从节省能源、减低成本、提高经济效益的层面选择经济效益相对较低而实用面积较多的土地，尽可能在满足变电站建设各种要求的前提下提高土地利用率，减少耕地的使用率。此外，变电站的地址选择与确定也必须符合城市的整体布局规划要求，要避免与城市的线路和布局规划出现冲突，也要符合城市绿色发展和环境保护的相关要求，加强与环境监管部门、城市规划部门的沟通交流，在获得有关部门的批准之后再进行动工。需要注意的是，在选址工作进行的过程中，要针对变电站建设和后期开发升级等问题把选址设计人员和变电线路的安装人员安排在一起进行谈论和探究，提高选址设计的有效性，从而为确定变电站土建的整体设计方案做好基础工作。

1.2 可行性分析研究阶段

可行性分析研究是由专业的分析人员对变电站的土建设计可行性进行分析研究，并详细论述变电站批复站址的相关情况。要对变电站的站址稳定性进行综合评价分析，分析站址是否存在隐蔽的其他设施，是否存在滑坡、地质欠佳等潜在问题，并查看站址周边有无溶洞，地基情况是否良好，对可能影响变电站建设的问题提供有效的应对方案。还要从变电站是否符合我国变电站建设标准的方面进行考量，从我国土地可用资源的实际困难和发展情况出发，优化变电站的土建设计可靠性，加强对设计方案规范性、运行管理稳定性和养护管理及时性的优化。其他影响变电站可行性的因素还包括经济作物的赔偿费用、林业建设和拆迁安置等工作的补偿费用等，这些都需要统筹规划、详细探究，才能保证设计方案的最优化。

1.3 初步设计的基本要点

初步设计主要包括了总平面布局的设置及优化、竖向布局的设置及优化、满足建筑设计全方面的要求以及完善站区相关设计等。在进行总平面布局的布置与优化时需要根据变电站建设的实际需求将变电站建设区域划分为不同的功能区域，并保证各个功能区都能具备符合国家标准的设备检修要求和消防安全要求，并确保区域内的道路在宽度、转弯半径等方面上能够满足大型运输车辆的交通需求。要运用模块式的设计方法保证建筑物布局范围内各种设备的消防安全距离，提高空间使用效率和总体布局的合理性，竖向空间的布局需要全面考虑洪水和内涝的问题，综合平衡土方，精确计算和设计限高，尽可能不使用土方以保证建设区域内地形的原始形态，加强对边坡的细化处理，通过搭建护坡土墙的方法解决边坡的高度差问题，合理设计与优化排水沟、截水沟的位置和走向，保证边坡不会因为雨水和地下水的反复冲击而出现坍塌。

建筑设计的全方面要求包括：第一，建筑立面设计需要大方美观，并能与周边自然环境相协调。第二，建筑的基本结构需要采用钢混凝土的框架结构，其构架也需要按照要求使用相应的钢结构。第三，在设计变电站的综合楼时要考虑使用独立基础或是桩基础。第四，要深入分析前期获取的地质实地勘探资料，合理选择科学的地基处理技术。第五，要保证变电站暖通设计的正常运行，并确保不与消防设备产生冲突。站区相关设计一般包括给排水的设计与消防安全设计，要设置独立运转的水管网络，并使用分流制的排水系统，要保留足够的消防安全间距，并设置有效的防火门窗设备。

1.4 施工图纸的设计要点

施工图纸的设计作为综合性、技术性较强的一项工作，需要综合考虑建筑结构、给排水系统、暖通系统、消防系统等各部分之间的相互关系，做好接口和线路的整体布局，解决各部分之间潜在的冲突矛盾，并按照国家的相关标准保证变电站的总体规划布局和建筑平面设计严谨、科学，不出现重大安全施工问题。

2 变电站进行土建设计的优化策略

2.1 选址优化

变电站的选址工作是变电站的土建设计顺利开展的基础工作，因此要对比多种选址方案，不断探讨和优化方案，聘请国内外相关专家和学者对选址方案的可行性与可靠性进行分析，最终确定最优质、综合效益最高的选址方案，并准备几种备用方案。

2.2 构建方案的优化策略

变电站建设的构建方案一般都需要从整体布局出发，不断细化设计方案，并针对变电站的实际需求提出合理化的优化方案。首先要优化变电站的空间布局，既要符合大众的审美需求，又要保证各个功能区域的最优配置。此外，要优化建筑物的地基处理方案，可以使用预压法和灌注桩的管柱等施工方法提高地基稳固程度，在地基情况相对较好的区域则可以使用传统建筑的地基处理方法，减少地基处理的成本。

2.3 消防与给排水系统的设计优化

变电站区域内的生活用水与消防补水相对较少，在优化供水和消防方案时，需要首先考虑市政供给的可能性。通常而言，变电站的给水系统包括生活给水与消防给水，需要分别设置不同的独立系统保证生活与消防给水的稳定性，还要采用分流排放的排水系统，保证给排水系统的最优组合。在设计消防安全方案的过程中，设计人员要实地考察建筑物相互之间的距离以及各种设备之间的距离，比对相关数据标准，考察安全距离是否满足消防的基本要求，如果发现不合规范或不符标准的设计，就需要设置相应的防火门窗提高变电站的消防安全性能。

2.4 户外构、支架的优化设计

变电站在确定户外构、支架结构以及布置形式时需要依据电气的主要接线方式合理进行选配。为了最大程度上减少纵向的尺寸并节约用地面积，可以使用联合的构架，通过两个间隔设置一跨，在构架的纵向中部设置有效的单端支撑的方式，实现经济效益的最大化，比较各种构架材料的效益，选择与变电站运行和使用周期最为相符的钢材料，从而在保证变电站建设质量的基础上实现降低建设成本的目的。

2.5 降噪设计的优化

变电站在运行过程中会产生很多的噪音污染，可能会影响周边居民的日常生活。因此，在进行土建设计时需要优化变电站的降噪设计。设置绿化隔音带或者专门的隔音板将变电站与周边区域分隔开，并尽量选择噪音缓冲效果比较突出的地区进行变电站建设。此外，还要优化变电站的通风系统设计，对产生噪音较多的主变室进行自然通风的设计，提高基础框架并在进出风口设置可以减少噪音的消音设备，提高整个室内的通风与隔音效果。